BaMgAl10O17：Eu2+蓝色稀土荧光粉的沉淀法合成及其热劣化性能的研究

论文摘要

Eu2+激活的六方晶系碱土金属铝酸盐BaMgAl10O17:Eu2+蓝色稀土三基色荧光粉以其较高量子效率和较好的色纯度，被广泛应用于三基色荧光灯、无汞荧光灯和等离子显示板（PDP）等照明和显示设备中。但是，BaMgAl10O17:Eu2+在应用中尚存在两个主要问题：一是其合成温度过高，能耗大且产物易烧结；二是容易发生热劣化。通常工业上BaMgAl10O17:Eu2+采用高温固相法合成，其合成温度高达1550℃左右。与高温固相法一样，化学沉淀法是实现工业化大生产的合成方法。本文以氨水和碳酸氢铵作为混合沉淀剂的沉淀法在1300℃成功制备了BaMgAl10O17:Eu2+，与固相法相比不仅把合成温度降低了250℃左右，还有效的提高了其结晶度、改善了微观形貌、增强了发光强度和热稳定性。在此基础研究了沉淀法合成的系列样品Ba1-xMgAl10O17:Eu2+x（0.02≤x≤0.14）的发光特性，结果表明Eu2+的掺杂量为0.1时其发光强度达到最大。由于BaMgAl10O17:Eu2+在荧光灯和PDP显示器制造过程中需要在氧化气氛中进行600℃左右的烤屏工序，BaMgAl10O17:Eu2+蓝粉在此过程中会出现发光亮度下降、色坐标漂移等现象，称为BaMgAl10O17:Eu2+蓝粉的热劣化现象。其热劣化的产生不仅与Eu2+本身具有还原性有关，还与Eu2+的迁移有关。掺杂能较好地改善BaMgAl10O17:Eu2+的劣化，并且操作简便、成本低廉。本文采用沉淀法制备了S2-掺杂的BaMgAl10O17:Eu2+。实验结果表明掺杂S2-的样品不仅发光强度高于未掺杂S2-的样品，而且，掺杂S2-的样品的热稳定性明显强于比没有掺杂S2-样品。以上结果表明掺杂S2-可以提高BaMgAl10O17:Eu2+的热稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 发光与发光材料
• 1.1.1 发光
• 1.1.2 无机发光材料的组成
• 1.1.3 发光的物理过程
• 1.1.4 稀土发光材料
• 2+ 的能级'>1.1.5 Eu²⁺的能级
• 10O₁₇:Eu²⁺ 的简介'>1.2 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺的简介
• 10O₁₇ 的结构'>1.2.1 BaMgAl₁₀O₁₇的结构
• 2+ 在BAM 中的位置'>1.2.2 Eu²⁺ 在BAM 中的位置
• 1.3 稀土荧光粉的制备方法
• 1.3.1 高温固相法
• 1.3.2 溶胶-凝胶法
• 1.3.3 燃烧合成法
• 1.3.4 喷雾热解法
• 1.3.5 化学沉淀法
• 10O₁₇:Eu²⁺ 的热劣化及研究现状'>1.4 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺的热劣化及研究现状
• 10O₁₇:Eu²⁺ 热劣化机理的研究'>1.4.1 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺热劣化机理的研究
• 10O₁₇:Eu²⁺ 抗热劣化性能的研究进展'>1.4.2 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺抗热劣化性能的研究进展
• 1.5 本文研究的目的及内容
• 1.5.1 本文研究的目的
• 1.5.2 本文研究的研究内容
• 第2章 实验方法
• 2.1 实验材料及设备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验设备
• 2.2 样品的制备
• 2.2.1 高温固相法
• 10O₁₇:Eu²⁺'>2.2.2 正向沉淀法合成BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺
• 10O₁₇:Eu²⁺'>2.2.3 反向沉淀法合成BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺
• 2-掺杂BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺'>2.2.4 反向沉淀法合成S^2-掺杂BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺
• 2.3 样品的测试
• 2.3.1 物相分析
• 2.3.2 形貌分析
• 2.3.3 荧光性能分析
• 10O₁₇:Eu²⁺ 的共沉淀合成及其发光特性的研究'>第3章 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺的共沉淀合成及其发光特性的研究
• 3.1 沉淀剂的选择
• 3.1.1 沉淀剂氨水对沉淀产物的影响
• 3.1.2 沉淀剂碳酸氢铵对沉淀产物的影响
• 10O₁₇:Eu²⁺ 的发光性能'>3.1.3 沉淀法合成的BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺的发光性能
• 3.2 Eu 2+ 的最佳掺杂量
• 2+掺杂量对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺物相影响'>3.2.1 Eu²⁺掺杂量对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺物相影响
• 2+掺杂量对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺发光性能的影响'>3.2.2 Eu²⁺掺杂量对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺发光性能的影响
• 10O₁₇:Eu²⁺ 的比较'>3.3 沉淀法与高温固相法合成BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺的比较
• 10O₁₇:Eu²⁺ 的XR D 图谱的影响'>3.3.1 合成方法对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ 的XR D 图谱的影响
• 10O₁₇:Eu²⁺ 的形貌的影响'>3.3.2 合成方法对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺的形貌的影响
• 0.9MgAl₁₀O₁₇:Eu_0.1²⁺ 的发光性能的影响'>3.3.3 合成方法对Ba_0.9MgAl₁₀O₁₇:Eu_0.1²⁺的发光性能的影响
• 0.9MgAl₁₀O₁₇:Eu_0.1²⁺ 的热稳定性的影响'>3.3.4 合成方法对Ba_0.9MgAl₁₀O₁₇:Eu_0.1²⁺的热稳定性的影响
• 3.7 本章小结
• 10O₁₇:Eu²⁺ 发光性能的影响'>第4章 S 离子掺杂对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺发光性能的影响
• 10O₁₇:Eu²⁺'>4.1 沉淀法合成S 掺杂的BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺
• 2- 离子的引入'>4.1.1 S^2-离子的引入
• 4.1.2 实验过程
• 4.2 结果与讨论
• 2-离子掺杂对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ 的晶体结构的影响'>4.2.1 S^2-离子掺杂对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺的晶体结构的影响
• 2-离子掺杂对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ 的吸收光谱的影响'>4.2.2 S^2-离子掺杂对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺的吸收光谱的影响
• 2-离子掺杂对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ 的激发光谱的影响'>4.2.3 S^2-离子掺杂对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺的激发光谱的影响
• 2-离子掺杂对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ 的热劣化性能的影响'>4.2.4 S^2-离子掺杂对BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺的热劣化性能的影响
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢