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文檔簡介
1、堿土金屬鈦酸鹽不但化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定而且具有合適的禁帶寬度,是一種優(yōu)良的發(fā)光材料基質(zhì)。Ca2Zn4Ti16O38:Pr3+(簡寫為:CZT∶Pr)的激發(fā)光譜從紫外光區(qū)延伸到可見光區(qū)(250~500 nm),能被可見光有效激發(fā),產(chǎn)生紅光發(fā)射且呈現(xiàn)很慢的余輝衰減性能。CZT∶Pr能燒結(jié)成瓷,具有良好的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度,是一種新型的紅色發(fā)光陶瓷。
然而,高溫固相法制備CZT∶Pr需要2天時(shí)間;用溶膠-凝膠法制備CZT∶Pr也需要在9
2、50℃下反應(yīng)21 h。這些苛刻的制備條件(耗時(shí)耗能)與當(dāng)今倡導(dǎo)的節(jié)能的綠色制備方法存在著一定的距離。因此,CZT∶Pr最優(yōu)化合成工藝是一個(gè)亟待解決的問題。
另外,CZT∶Pr還存在著發(fā)光強(qiáng)度弱和余輝時(shí)間短等缺點(diǎn)。因此,通過進(jìn)一步摻雜來尋找輔助激活劑是本文研究的重點(diǎn)內(nèi)容。
同時(shí),為了實(shí)現(xiàn)以CZT為基質(zhì)的熒光粉對日光中的藍(lán)、綠光的有效吸收,本論文還對單摻Eu、Sm離子的CZT熒光粉進(jìn)行了研究,考察了摻雜離子濃度及
3、合成條件對其發(fā)光性質(zhì)的影響。具體的內(nèi)容如下:
1.Ca2Zn4Ti16O38∶Pr晶體的可控制備和發(fā)光性能
采用溶膠-凝膠法,考察了前驅(qū)溶液的pH值對CZT∶Pr的物相組成、形貌和發(fā)光性質(zhì)的影響。當(dāng)前驅(qū)溶液的pH≤3時(shí),在高溫爐中900℃煅燒8 h就可獲得顆粒均勻細(xì)小、球狀、物相單一的CZT∶Pr熒光粉;熒光測試表明,該熒光粉能被可見光有效激發(fā),在614 nm和644 nm處發(fā)光性能優(yōu)異,并呈現(xiàn)很慢的余輝衰減
4、特性。
前驅(qū)體制備條件相同時(shí),采用微波輔助加熱,800℃,2 h就可獲得物相單一的CZT∶Pr熒光粉;與在馬弗爐中(900℃,8 h)制備的熒光粉相比,900℃,4 h所制得的熒光粉具有更好的發(fā)光和余輝性能。用溶膠凝膠-微波法制備的CZT∶Pr熒光粉既保持了其優(yōu)異的發(fā)光性能又降低了反應(yīng)溫度和縮短了反應(yīng)時(shí)間,是一種節(jié)能環(huán)保型的綠色合成方法。
2.Ca2Zn4Ti16O38∶Pr,RE的合成及其發(fā)光性質(zhì)研究
5、> 通過在CZT∶Pr發(fā)光基質(zhì)中摻雜一系列稀土離子,考察了RE3+種類和濃度對CZT∶Pr發(fā)光和余輝性能的影響。結(jié)果表明:Y3+,La3+,Gd3+,Er3+和Lu3+都分別在不同程度上增強(qiáng)了CZT∶Pr的發(fā)光性能,其中Lu3+的敏化發(fā)光效果最好,并延長了其余輝時(shí)間;而摻入Ce3+,Nd3+,Tb3+稀土離子時(shí),卻削弱了Pr3+在基質(zhì)中的發(fā)光性能;Eu3+,Sm3+在基質(zhì)中起到了發(fā)光中心作用,CZT∶Pr,Eu和CZT∶Pr,Sm
6、均呈現(xiàn)Eu3+,Sm3+的特征發(fā)光,沒有了Pr3+特征發(fā)光。
3.Ca2Zn4Ti16O38∶RE(RE=Eu3+,Sm3+)的合成、表征和發(fā)光性質(zhì)
分別以Eu3+,Sm3+作為激活劑,采用溶膠-凝膠法制備了CZT∶Eu3+和CZT∶Sm3+熒光粉。結(jié)果表明:Eu3+,Sm3+的摻入沒有改變基質(zhì)的結(jié)構(gòu)和組成。其中CZT∶Eu3+能有效地吸收近紫外、藍(lán)光和綠光而轉(zhuǎn)換成紅色發(fā)光,并表現(xiàn)出一定的長余輝性能。在適量的
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