銪鈦共摻鋯酸鋇基橘紅色長余輝發(fā)光材料的制備及性能研究.pdf

1、長余輝發(fā)光材料是一種光致儲能材料，具有節(jié)能、綠色環(huán)保、可循環(huán)使用等特點，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、信息存儲和顯示設(shè)備、激光設(shè)備等領(lǐng)域。現(xiàn)有的可見光區(qū)的長余輝材料主要分為紅色、黃綠色和藍色，其中黃綠色和藍色長余輝材料的發(fā)光性能已經(jīng)達到實際應(yīng)用的需要并且在十年前已經(jīng)實現(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摻雜的鋁酸鹽和硅酸鹽體系材料。而紅色長余輝材料的研發(fā)卻進展相對

2、緩慢，目前商用的紅色長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、強度以及余輝長度可勉強達到實際應(yīng)用要求，但其具有很多難以克服的缺點，比如化學(xué)穩(wěn)定性差，在空氣中易潮解，并且生產(chǎn)過程復(fù)雜，合成過程中產(chǎn)生的廢棄物對環(huán)境污染嚴重。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余輝發(fā)光材料的研究一直都是人們關(guān)注的一個熱點。基于這個事實，在本文中我們系統(tǒng)的對以鋯酸鋇為基質(zhì)的橘紅色長余輝發(fā)光材料做了系統(tǒng)而詳細的研究！

3、
　　 第一章是緒論部分，主要闡述了長余輝發(fā)光材料的意義、應(yīng)用及其發(fā)展現(xiàn)狀。通過對長余輝材料的研發(fā)過程調(diào)研，我們了解到，與黃綠色和藍色的長余輝材料相比，作為三基色之一的紅色長余輝發(fā)光材料的研究進展相對緩慢。目前，能夠達到實際應(yīng)用水平的紅色長余輝發(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)定性差并且對環(huán)境存在污染的諸多缺點，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長余輝發(fā)光材料利用三基色原理進行

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余輝發(fā)光材料，本章節(jié)詳細綜述了紅色長余輝材料的發(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余輝材料的發(fā)展過程、主要優(yōu)點以及其作為基質(zhì)在發(fā)光材料領(lǐng)域的主要應(yīng)用和發(fā)展前景。同時，本章還概括性地介紹了長余輝發(fā)光材料常用的制備方法、常見的發(fā)光機制以及對長余輝發(fā)光材料進行研究常用的表征手段。
　　 第二章為實驗部分，主要介紹了本實驗的試驗依據(jù)、實驗方法、實驗儀器及

5、實驗樣品采用的表征手段等情況。本論文實驗所用的主要表征手段有XRD、SEM、PL譜以及長余輝衰減曲線等。本章節(jié)還結(jié)合實驗流程圖詳細介紹了通過高溫固相法制備實驗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余輝發(fā)光材料，討論了摻雜量，制備工藝（比如，球磨時間，預(yù)燒溫度及其預(yù)燒時間和煅燒溫度及其煅燒時間等）等對制備發(fā)光材料的影響。通過采用XRD，SEM，PL光譜和衰減曲線等對樣

6、品的結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能進行分析和研究，確定了最佳的制備參數(shù)：球磨時間24小時，預(yù)燒溫度和時間分別為850℃和4小時，然后1400℃煅燒5小時。實驗發(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余輝發(fā)光時間，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)域的實際應(yīng)用潛能。本章中我們還建

7、立發(fā)光機理模型來闡述銪鈦共摻鋯酸鋇基發(fā)光材料的發(fā)光過程，很好地解釋了實驗現(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余輝發(fā)光材料。實驗發(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，還有效促進了發(fā)光中心和缺陷能級的形成，從而提高了銪鈦共摻鋯酸鋇基發(fā)光材料的初始發(fā)光強度和亮度，延長了該類材料的長余輝衰減時間（只是會稍微降低該類材料的長余輝發(fā)光強度）。本章中我們對上述助溶劑對發(fā)光材