Pr3+,Tb3+對燃燒法合成的SrSl2O4-Eu2+,Dy3+長余輝材料性能的影響.pdf

1、長余輝發(fā)光材料指的是用陽光或者紫外線短時(shí)間照射后，仍可以發(fā)光較長時(shí)間的材料。目前性能最好的綠色長余輝材料是SrAl2O4:Eu2+，Dy3+。合成磷光體的傳統(tǒng)方法是高溫固相法，但這種方法需要溫度較高，且顆粒大。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，部分軟化學(xué)合成法，比如化學(xué)共沉淀法、微波法、溶膠-凝膠法及燃燒法等已用于合成SrAl2O4磷光體，其中燃燒法具有安全、速度快以及節(jié)省能量等優(yōu)點(diǎn)，因此，本文采用燃燒法來制備長余輝發(fā)光材料。此外，引入稀土元素可顯著

2、提高發(fā)光材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)。所以目前在SrAl2O4:Eu2+，Dy3+的研究中，兩個(gè)重要方向是超細(xì)化和稀土共摻雜。
　　 本文概述了長余輝材料的研究現(xiàn)狀、制備方法、余輝機(jī)理模型及發(fā)光機(jī)理，對制備的發(fā)光材料進(jìn)行了性能檢測：用X-射線衍射儀對材料的晶型進(jìn)行了檢測分析，用熒光分光光度計(jì)對材料的發(fā)光性能進(jìn)行了測試分析，用電子顯微鏡對材料的微觀形貌進(jìn)行了檢測。并在該基礎(chǔ)上提出了本課題研究的思路和方向，進(jìn)而對研究內(nèi)容和目的進(jìn)行了確定。采用

3、目前應(yīng)用前景廣闊的燃燒法制備了發(fā)光亮度高、余輝時(shí)間長的SrAl2O4:Eu2+，Dy3+，SrAl2O4:Eu2+，Dy3+，Pr3+及SrAl2O4:Eu2+，Dy3+，Tb3+磷光體。論文主要工作分為兩部分：
　　 (1)采用燃燒法制備了綠色SrAl2O4:Eu2+，Dy3+長余輝發(fā)光材料，并首次在該體系中摻雜了Pr3+，合成了具有高亮度和余輝性能優(yōu)越的SrAl2O4:Eu2+，Dy3+，Pr3+磷光體，探討了不同煅燒溫度對

4、材料晶型的影響；不同溫度對材料發(fā)射光譜的影響；不同助熔劑H3BO3摻雜量對材料晶型及發(fā)光性能的影響，并對影響發(fā)射光譜及余輝性能的原因進(jìn)行了分析；不同稀土離子Pr3+對材料晶型及發(fā)光性能的影響，并對發(fā)射光譜呈現(xiàn)寬帶的原因進(jìn)行了分析，此外，摻雜Pr3+后，磷光體的初始亮度明顯增強(qiáng)，大約是未摻雜時(shí)的3倍多，對其可能的原因進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，煅燒最佳溫度為650℃，常溫下材料發(fā)射光譜強(qiáng)度最大，助熔劑H3BO3最佳摻雜摩爾量為3％，稀土離子

5、Pr3+最佳摻雜摩爾量為0.17％，在上述條件下，合成出的粉末為單一相SrAl2O4，粉末的平均晶粒在30～60nm范圍內(nèi)，由此可見，晶粒尺寸可以達(dá)到納米級(jí)。該磷光體的激發(fā)主峰位于360nm，發(fā)射主峰位于515nm，與傳統(tǒng)的高溫固相法(其發(fā)射主峰位于520nm)相比，主峰位置發(fā)生了藍(lán)移，余輝性能良好。微觀形貌顯示，所得晶體結(jié)晶度良好，為單一相固溶體結(jié)構(gòu)。
　　 (2)嘗試在SrAl2O4:Eu2+，Dy3+體系中摻雜Tb3+，采

6、用燃燒法合成了具有高亮度和余輝性能優(yōu)越的SrAl2O4:Eu2+，Dy3+，Tb3+。探討了不同煅燒溫度對材料晶型及發(fā)光性能的影響，并分析了溫度對磷光體發(fā)射光譜影響的原因；不同Tb3+摻雜量對磷光體晶型、發(fā)光性能及微觀形貌的影響，并對產(chǎn)生余輝現(xiàn)象可能的機(jī)理進(jìn)行了推測。結(jié)果表明，煅燒最佳溫度為650℃，稀土離子Tb3+的最佳摻雜摩爾比為0.17％，在上述條件下，制備得到的磷光體為單一相單斜SrAl2O4晶系；粉末的平均晶粒在40～70nm