论文题目: 燃烧合成法制备碱土金属卤化物的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 凝聚态物理
作者: 马宇平
导师: 熊光楠
关键词: 燃烧合成法,光激励发光
文献来源: 天津理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: BaFBr:Eu2+具有优良的光激励发光性能,是IP(Imaging Plate)当前最理想的涂覆材料,广泛的应用于医疗的数字化影像仪(CR)和工业无损探伤中。BaFBr:Eu2+的传统制备方法是高温固相法,这种方法发展至今工艺已经非常成熟,但同时也存在着一些明显的不足,如:耗时耗能,产物颗粒粗大等问题,针对这些问题,本论文相应的提出了利用燃烧合成法这种新的制备方法来制备BaFBr:Eu2+的新课题,通过实验研究,利用燃烧合成法最终制备出具有较高性能的BaFBr:Eu2+材料。通过制备方法的研究、燃烧合成工艺的研究和燃烧合成制备的BaFBr:Eu2+材料性质的研究,系统详细地探讨了制备方法、工艺参数、基质组成、元素比例及其发光性能等内容。并且利用XRD,电子显微镜,分光光度计等实验方法,研究了发光材料合成、晶相结构、光谱特征等性质。实验结果显示,利用金属硝酸盐和尿素的氧化还原反应制备材料的燃烧合成法,是一种节能、快速、高效的方法,与传统的高温固相法相比,用这种方法制备BaFBr:Eu2+具有如下优点:1.不需预球磨,反应物是溶在水中的,可以使其混合充分且均匀。2.反应时间短,反应在几分钟之内就可以完成。3.烧成温度低,在500-700度下就可以完成。4.产品纯度高,生成的晶相单一,反应转化率接近100%。5.不需要还原气氛,反映过程放出大量还原性气体,形成自发的还原气氛。6.产物颗粒小,产物蓬松,易于研磨,颗粒可以达到几μm.燃烧合成法自出现以后,在合成领域取得了很大成就,在焊接熔铸方面也有很大发展,它实现了难熔金属之间的合成,而且在制备长余辉材料方面也得到应用,但当前应用这种合成方法通常是制备氧化物和含氧酸盐,对于制备BaFBr:Eu2+这种不含氧的无机化合物还是个空白,本课题针对这个空白进行了较深入的探索和实验研究。在制备过程中,通过对产物进行加F复烧的后处理过程巧妙的解决了F元素易挥发、难掺入的制备障碍,同时大幅度的提高了产物的光激励发光强度;在对产物颗粒尺寸研究的基础上,又首次实现了产物颗粒尺寸的可控性,通过对尿素用量、反应空间、复烧过程这三个因素进行控制,实现了在不损失发光性能的前提下对产物颗粒尺寸的控制。此外,本文还在自制IP板的性能测试和发光动力学计算等方面做了一些工作,对IP板的线性范围和饱和点等参数进行测量,和日本产的IP板进行比较,以达到优化CR的设计的目的。并且利用动力学方程进行相应的计算,进一步在理论上对测量结果进行了验证。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 前言
第一节 光激励发光材料的发展历史
第二节 光激励发光现象的理论研究
第二章 课题的提出
第一节 发光材料的制备技术
2.1.1 固相制备方法
2.1.2 表面扩散法
2.1.3 湿化学制备方法
2.1.4 燃烧合成法
第二节 燃烧合成法的发展及其应用
2.2.1 燃烧合成技术
2.2.2 燃烧合成技术特点
2.2.3 燃烧合成法的理论基础
2.2.4 燃烧合成技术工艺发展
第三节 本课题的提出
2.3.1 当前现状的分析
2.3.2 课题的提出
2.3.3 课题的可行性研究和研究的总体思路
2.3.4 论文实验内容
第三章 制备过程的实验研究
第一节 原材料和实验流程
3.1.1 实验原料种类
3.1.2 实验流程
第二节 反应原料的选择和配比研究
3.2.1 反应原料的选择
3.2.2 反应原料配比的研究
3.2.3 反应过程的分析与研究
第三节 初始工艺的研究
第四节 尿素含量和氧化剂含量的研究
3.4.1 尿素的用量
3.4.2 氧化剂用量的研究
第五节 反应炉温的研究
第六节 反应空间的研究
第七节 发光中心含量的研究
第八节 产物后处理过程的研究
3.8.1 复烧中NH4F 的加入量的研究
3.8.2 复烧过程反应炉温和反应时间的研究
第九节 燃烧合成制备过程中的一些注意事项
3.9.1 开放性的反应空间
3.9.2 马福炉的使用维护
3.9.3 产物要在室温下骤冷
第十节 小结
第四章产物的性能测试及其研究
第一节 产物的成分分析及其颗粒研究
4.1.1 成分分析
4.1.2 产物的颗粒分析
第二节 产物发光性质的研究
4.2.1 光致发光
4.2.2 光激励发光
第三节 不同制备方法制备的产物的性能比较
第四节 产物颗粒度的控制性研究
4.4.1 尿素的用量对产物颗粒的影响
4.4.2 反应空间对产物颗粒尺寸的影响
第五节 小结
第五章 自制 IP板的性能参数测量和理论研究
第一节 实验装置的组成及其使用
5.1.1 试验装置的组装及实验过程操作
5.1.2 提高测量精度的措施
5.1.3 光电倍增管饱和状态的研究及其排除措施
第二节 实验测量结果及其分析
第三节 动力学方程的理论性研究
第四节 小结
第六章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
攻读硕士学位期间所参与的科研项目
致谢
发布时间: 2007-08-01
参考文献
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