稀土摻雜鎢酸鈣球形發(fā)光材料的研究.pdf

1、鎢酸鈣材料為自激活材料，具有較寬的藍(lán)光發(fā)射帶，是優(yōu)良的熒光材料和基質(zhì)材料。影響發(fā)光材料性能的重要因素為材料的形貌和尺寸，然而目前商業(yè)制備的熒光粉大多是采用高溫固相法合成的，該方法制備發(fā)光材料時(shí)對(duì)溫度要求較高，并且合成的粉體形貌不佳，尺寸難以控制，不利于器件的生產(chǎn)和使用。尺寸均一的稀土摻雜鎢酸鈣球形材料具有堆疊密度大和比表面積大等優(yōu)勢(shì)，能夠減少發(fā)光層的不規(guī)則化，減小光散射，提高材料的發(fā)光效率。
　　本文相對(duì)于傳統(tǒng)的高溫固相法制備熒光

2、粉體，在較低溫度160℃使用水熱法成功制備出了高效的球形單分散藍(lán)、紅、綠鎢酸鈣系列發(fā)光材料——CaWO4、CaWO4∶Sm3+、CaWO4∶ Eu3+、CaWO4∶ Tb3+，并通過(guò)X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)以及熒光光譜(PL)等測(cè)試手段，表征了所制備材料的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌以及光學(xué)特性。初步探討了各球形材料的發(fā)光機(jī)理和最佳摻雜濃度等問(wèn)題，研究了摻雜濃度、反應(yīng)時(shí)間等條件的改變對(duì)于不同稀土摻雜

3、樣品的形貌以及性能的影響。
　　首先，本文通過(guò)聲化學(xué)法和水熱法制備了CaWO4藍(lán)色球形熒光粉。這兩種方法均能夠形成良好的球形形貌。然而相對(duì)于聲化學(xué)法，由于水熱法的溫度、壓力等條件為晶體的形成提供了良好的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，使得其制備的藍(lán)光材料結(jié)晶性更好，為純相的白鎢礦結(jié)構(gòu);發(fā)光性能更佳，發(fā)光峰位于420nm，對(duì)應(yīng)W6+O2-的電荷遷移帶，并能形成相對(duì)較純的色相。
　　其次，通過(guò)水熱法制備了CaWO4∶ Sm3+、CaWO4∶

4、 Eu3+紅色球形熒光粉體。其晶相為四方相的白鎢礦結(jié)構(gòu)，具有良好的球形形貌，尺寸均約為1.5μm-2μm。其中，稀土離子進(jìn)入到晶格內(nèi)取代Ca2+的位置，最終的發(fā)射峰位置分別為647nm和615nm，對(duì)應(yīng)Sm3+的4G5/2-6H9/2電子躍遷和Eu3+的5D0-7F2電子躍遷，二者均發(fā)出紅光。同時(shí)，通過(guò)不同摻雜濃度的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)Sm3+摻雜量為6％時(shí)CaWO4∶ Sm3+的發(fā)光性能最優(yōu);Eu3+摻雜量為4％時(shí)CaWO4∶ Eu3+