銪鈦共摻鋯酸鋇基橘紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的制備及性能研究.pdf

1、長(zhǎng)余輝發(fā)光材料是一種光致儲(chǔ)能材料，具有節(jié)能、綠色環(huán)保、可循環(huán)使用等特點(diǎn)，該類材料被廣泛應(yīng)用于應(yīng)急指示、弱光照明、工藝美術(shù)和建筑裝潢、高能射線探測(cè)、信息存儲(chǔ)和顯示設(shè)備、激光設(shè)備等領(lǐng)域。現(xiàn)有的可見光區(qū)的長(zhǎng)余輝材料主要分為紅色、黃綠色和藍(lán)色，其中黃綠色和藍(lán)色長(zhǎng)余輝材料的發(fā)光性能已經(jīng)達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的需要并且在十年前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，目前這些材料中技術(shù)最為成熟應(yīng)用最為廣泛的主要是稀土元素?fù)诫s的鋁酸鹽和硅酸鹽體系材料。而紅色長(zhǎng)余輝材料的研發(fā)卻進(jìn)展相對(duì)

2、緩慢，目前商用的紅色長(zhǎng)余輝材料多為硫化物體系的發(fā)光材料，這一體系的發(fā)光材料雖然發(fā)光亮度、強(qiáng)度以及余輝長(zhǎng)度可勉強(qiáng)達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求，但其具有很多難以克服的缺點(diǎn)，比如化學(xué)穩(wěn)定性差，在空氣中易潮解，并且生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜，合成過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。因此，尋找和合成新的性質(zhì)穩(wěn)定且余輝性能佳的紅色及橘紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的研究一直都是人們關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)。基于這個(gè)事實(shí)，在本文中我們系統(tǒng)的對(duì)以鋯酸鋇為基質(zhì)的橘紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料做了系統(tǒng)而詳細(xì)的研究！

3、
　　 第一章是緒論部分，主要闡述了長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的意義、應(yīng)用及其發(fā)展現(xiàn)狀。通過(guò)對(duì)長(zhǎng)余輝材料的研發(fā)過(guò)程調(diào)研，我們了解到，與黃綠色和藍(lán)色的長(zhǎng)余輝材料相比，作為三基色之一的紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的研究進(jìn)展相對(duì)緩慢。目前，能夠達(dá)到實(shí)際應(yīng)用水平的紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料依然局限在硫化物體系材料，而該類材料存在制備工藝復(fù)雜、化學(xué)穩(wěn)定性差并且對(duì)環(huán)境存在污染的諸多缺點(diǎn)，這不但使紅色余輝材料的應(yīng)用受到極大的限制而且成為整個(gè)長(zhǎng)余輝發(fā)光材料利用三基色原理進(jìn)行

4、更廣泛多色化應(yīng)用的制肘。為了尋找能夠替代該體系材料的紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，本章節(jié)詳細(xì)綜述了紅色長(zhǎng)余輝材料的發(fā)展現(xiàn)狀、前景及其目前研究的瓶頸和方向，并且介紹了新型鋯酸鋇長(zhǎng)余輝材料的發(fā)展過(guò)程、主要優(yōu)點(diǎn)以及其作為基質(zhì)在發(fā)光材料領(lǐng)域的主要應(yīng)用和發(fā)展前景。同時(shí)，本章還概括性地介紹了長(zhǎng)余輝發(fā)光材料常用的制備方法、常見的發(fā)光機(jī)制以及對(duì)長(zhǎng)余輝發(fā)光材料進(jìn)行研究常用的表征手段。
　　 第二章為實(shí)驗(yàn)部分，主要介紹了本實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)依據(jù)、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)儀器及

5、實(shí)驗(yàn)樣品采用的表征手段等情況。本論文實(shí)驗(yàn)所用的主要表征手段有XRD、SEM、PL譜以及長(zhǎng)余輝衰減曲線等。本章節(jié)還結(jié)合實(shí)驗(yàn)流程圖詳細(xì)介紹了通過(guò)高溫固相法制備實(shí)驗(yàn)所需樣品的制備工藝。
　　 第三章中作者采用高溫固相法制備了以鋯酸鋇為基質(zhì)Eu和Ti共摻的橘紅色新型長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，討論了摻雜量，制備工藝（比如，球磨時(shí)間，預(yù)燒溫度及其預(yù)燒時(shí)間和煅燒溫度及其煅燒時(shí)間等）等對(duì)制備發(fā)光材料的影響。通過(guò)采用XRD，SEM，PL光譜和衰減曲線等對(duì)樣

6、品的結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能進(jìn)行分析和研究，確定了最佳的制備參數(shù)：球磨時(shí)間24小時(shí)，預(yù)燒溫度和時(shí)間分別為850℃和4小時(shí)，然后1400℃煅燒5小時(shí)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：相比單摻銪的鋯酸鋇基發(fā)光材料，加入Ti離子的共摻確實(shí)能提高鋯酸鋇基發(fā)光材料的發(fā)光性能，如Ti離子摻雜量為1.5％左右可以把該基質(zhì)發(fā)光材料的強(qiáng)度提高到六倍以上，并且共摻可以提高該類發(fā)光材料的單一性和長(zhǎng)余輝發(fā)光時(shí)間，在很大程度上提高了該類材料在顯示設(shè)備和激光設(shè)備領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用潛能。本章中我們還建

7、立發(fā)光機(jī)理模型來(lái)闡述銪鈦共摻鋯酸鋇基發(fā)光材料的發(fā)光過(guò)程，很好地解釋了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象！
　　 第四章中我們研究開發(fā)了摻入助溶劑的鋯酸鋇基質(zhì)Eu和Ti共摻的橘紅色新型長(zhǎng)余輝發(fā)光材料。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，助燒劑H3BO3的加入不但降低了該類材料的燒結(jié)溫度，還有效促進(jìn)了發(fā)光中心和缺陷能級(jí)的形成，從而提高了銪鈦共摻鋯酸鋇基發(fā)光材料的初始發(fā)光強(qiáng)度和亮度，延長(zhǎng)了該類材料的長(zhǎng)余輝衰減時(shí)間（只是會(huì)稍微降低該類材料的長(zhǎng)余輝發(fā)光強(qiáng)度）。本章中我們對(duì)上述助溶劑對(duì)發(fā)光材