蓝色长余辉发光材料的合成及其发光性能研究

论文摘要

稀土离子激活的铝酸盐和硅酸盐是两类化学性能稳定、发光强和色纯度高的蓝色发光材料,并且其余辉呈慢衰减的特性。本文综述了稀土离子激活的铝酸盐和硅酸盐蓝色长余辉材料的常用制备方法,介绍了其发光基质及发光性能的影响因素,采用如下方法合成了性能良好的长余辉材料。以尿素和醋酸作为辅助剂,采用简易溶胶—凝胶燃烧法合成长余辉材料Sr2MgSi2O7: Eu2+,Dy3+。简易溶胶—凝胶燃烧法综合了溶胶—凝胶法,燃烧法和超声波法。采用简易溶胶—凝胶燃烧法合成的产物具有发光性能好,颗粒小等特点。因此具有更广的应用价值。当Eu2+:Dy3+的摩尔百分比为3% : 6%,产物的发光性能最好。测试结果表明,当产物被激发峰λex=230nm激发时,有很宽的发射光谱（420—550nm）。因此长余辉材料Sr2MgSi2O7: Eu2+,Dy3+是具有广阔应用前景的蓝色发光材料。燃烧法合成了长余辉发光材料CaAl2O4:Eu2+,Dy3+,Nd3+。文章讨论了Dy3+的掺入量、Nd3+的掺入量、分散方法（搅拌或超声波分散）和燃烧温度等影响材料发光性能的因素。测试结果表明,我们可以看出加入一定量的Dy3+能够增强CaAl2O4:Eu2+,Nd3+的发光强度,加入合适摩尔含量的H3BO3后,形成晶体所需的温度会降低。用超声波分散方法处理样品比用搅拌处理的样品的发光性能要好。研究了燃烧温度、Eu2+和Dy3+的掺杂量、助熔剂硼酸的加入量、尿素加入量及Al/Sr的比例对Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料发光性能的影响,从而确定了长余辉发光材料Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+的最佳合成工艺.所得产物分别进行了XRD、TEM、荧光测试和亮度测试,分析结果表明磷光体存在400nm和482nm两个发射峰,分别对应于Eu2+在基质中两种不同的存在方式,与传统的高温固相法相比发射主峰出现了蓝移;亮度测试找到了最佳的原料配比及合成条件.

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 长余辉发光材料研究现状
• 1.2 稀土长余辉材料体系种类
• 1.2.1 硫化物体系长余辉发光材料
• 1.2.2 铝酸盐体系长余辉发光材料
• 1.2.3 硅酸盐系列长余辉材料
• 1.2.4 钛酸盐体系长余辉材料
• 1.3 发光机理
• 1.4 稀土长余辉材料的主要制备方法
• 1.4.1 低温固相反应法
• 1.4.2 高温固相法
• 1.4.3 溶胶-凝胶法
• 1.4.4 燃烧法
• 1.4.5 微波合成法
• 1.4.6 溶胶-凝胶燃烧法
• 1.4.7 改进的高温固相法
• 1.4.8 新方法
• 1.5 设计最佳实验方案
• 1.6 研究展望和选题意义
• 2MgSi₂O₇:Eu²⁺, Dy³⁺溶胶-凝胶燃烧法合成及其发光研究'>第2章 Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺, Dy³⁺溶胶-凝胶燃烧法合成及其发光研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 合成
• 2.2.3 表征
• 2.3 结果与讨论
• 2+:Dy³⁺摩尔百分比的影响'>2.3.1 Eu²⁺:Dy³⁺摩尔百分比的影响
• 2.3.2 燃烧温度对发光强度的影响
• 2.3.3 溶液pH 值对成胶速度和发光强度的影响
• 2.3.4 尿素的用量对发光强度的影响
• 3BO₃ 的用量对材料发光强度的影响'>2.3.5 H₃BO₃的用量对材料发光强度的影响
• 2MgSi₂O₇: Eu²⁺,Dy³⁺的光学性质'>2.3.6 Sr₂MgSi₂O₇: Eu²⁺,Dy³⁺的光学性质
• 2.3.7 产物的物相分析
• 2.3.8 形貌和大小
• 2.3.9 比较
• 2.4 结论
• 2O₄: Eu²⁺, Dy³⁺, Nd³⁺燃烧法合成及其发光性能研究'>第3章 CaAl₂O₄: Eu²⁺, Dy³⁺, Nd³⁺燃烧法合成及其发光性能研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂
• 3.2.2 合成
• 3.2.3 表征
• 3.3 结果讨论
• 3.3.1 发光性能
• 3+的掺入量对发光性能的影响'>3.3.2 Dy³⁺的掺入量对发光性能的影响
• 3+的掺入量对发光性能的影响'>3.3.3 Nd³⁺的掺入量对发光性能的影响
• 3BO₃ 的掺入量对发光性能的影响'>3.3.4 H₃BO₃的掺入量对发光性能的影响
• 3.3.5 分散方法对发光性能的影响
• 3.3.6 燃烧温度对发光性能的影响
• 3.4 结论
• 4Al₁₄O₂₅:Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料发光性能的进一步研究'>第4章 蓝色Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料发光性能的进一步研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂
• 4.2.2 合成
• 4.2.3 表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 最佳样品的发光性能
• 4.3.2 X-ray衍射图谱
• 4.3.3 TEM 分析
• 4.4 结论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读硕士学位期间已发表和待发表的论文