铋酸盐玻璃结构和闪烁性能的研究(4)
1.2 闪烁玻璃
闪烁体是一种将高能光子(X射线, 射线)或粒子(强子，电子，质子， 粒子等)的电离能转换成紫外、可见光子的光电导型发光材料，是一种能量转换体。
选择在高能物理领域应用的闪烁材料主要基于对其密度、闪烁性能,辐射硬度及制作成本等因素的综合考虑。考虑到新一代量能器所需闪烁体的体积通常有几十立方米之巨，制作成本更是一个不容忽视的重要因素。近10年来,虽然一些闪烁晶体，如CeF3单晶，PbWO4单晶, 掺杂钛酸钡型XALO3晶体(X=Y,Lu,Y- Lu)相继在高能物理和地球探测等领域获得成功应用，但却因制作成本高，大批量和大尺寸生产难度大，使其应用在很大程度上受到限制。闪烁玻璃则由于制备过程的简单,尤其是传统成型技术,如模压、热压和挤压技术的应用,显著降低了大型闪烁体的制备成本。此外闪烁玻璃还具有化学稳定性好,抗热冲击性能优良，以及体积和组成均可在相当大范围内变动，易适应各种不同应用要求等优势。尽管与晶体材料相比，非晶态材料有较多缺陷，易产生载流子的非辐射复合，但实际上在非晶半导体材料中仍相当普遍地观察到光致发光现象，表明发光与定域态的分布密切相关，即非晶态材料的发光特性可以通过对带隙定域态的分布及其密度的控制得以优化。为此，广大材料、物理工作者展开了对低成本、易成型且可望具有良好闪烁性能的新型闪烁玻璃的研究。目前这方面的工作主要集中在欧洲核子研究中心( CERN)和意大利、法国、荷兰、英国、美国、俄罗斯以及国内的一些大学及科研机构[6]。
闪烁玻璃具有成本低廉，易于实现大批量、大尺寸生产等优点，是一种非常有潜力的闪烁材料。但是，目前闪烁玻璃的研究仍处于探索阶段。各种高密度、 耐辐照性能优异以及衰减时间快速的闪烁玻璃都有了许多相关的报导，但考虑闪烁体的综合性能，还不尽如人意，尤其是在光产额方面，还有待进一步加强。可以说，传统的稀土掺杂闪烁玻璃的研制，都不是非常的成功。可喜的是，最新报导的微晶玻璃、以及以有机物，ZnO为激活剂的闪烁玻璃，为闪烁玻璃的发展提供了新的方向。
1.3 本课题设计的研究思路和研究内容
铋酸盐玻璃是一种优异的重金属氧化物玻璃，具有密度大、折射率高、非线性系数高、熔制温度低和物化性质良好等优势，在红外透过、非线性光学和激光材料等领域有着广泛的应用前景。但是铋酸盐玻璃结构和熔体特性复杂，料性不稳定。因此很有必要对其结构和热学性质做进一步的研究。
本毕业设计选取Bi2O3-B2O3-TiO2三元系为研究目标，通过DSC、Raman、XPS和光学透过谱，系统的研究了体系的热学性质、物理性质、光学性质和结构性质。为未来开发高光学质量、性能优异的铋酸盐玻璃材料提供理论和实验基础。
闪烁材料由于在高能物理、放射性方面的广泛应用受到研究者的关注。本论文熔制了掺镨的铋酸盐玻璃，对镨离子在铋酸盐玻璃中的光谱性质做了简单的探索。