不同结构稀土掺杂铝酸锶的合成与发光性能研究

采用燃烧法成功合成了稀土掺杂铝酸锶长余辉发光材料.XRD结果表明,当铝锶n(Al)∶n(Sr)=2时,发光基质中只存在SrAl2O4相结构.随着Al∶Sr比值的增大,出现新相Sr4Al14O25.当Al∶Sr比值增大到4时, SrAl12O19相开始形成.而Al∶Sr比值增大到12时,全部为SrAl12O19相.光致发光测量结果表明,发光样品SrAl2O4∶Eu2 ,Dy3 发射谱峰值位于519nm,而发光样品SrAl12O19∶Eu2 ,Dy3 的发射峰位于512nm.余辉检测结果表明,不同结构铝酸锶发光样品的衰减都是由初始的快衰减过程和其后的慢衰减过程组成,但是不同结构铝酸锶发光样品的初始亮度和发光衰减快慢不同.     

煅烧温度对红色长余辉发光材料Sr_3Al_2O_6:Eu~(2+),Dy~(3+)性能的影响

采用溶胶凝胶法合成了Sr3Al2O6:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,利用X射线衍射仪(XRD)对材料的物相进行了分析,采用荧光分光光度计、照度计测定了样品的发光特性。XRD结果表明:随着煅烧温度的升高,SrCO3杂相的衍射峰越来越弱,Sr3Al2O6相的衍射峰越来越强,1200℃时发光基质为纯的Sr3Al2O6相,1250℃时出现新的SrAl2O4杂相。激发光谱和发射光谱结果表明:长余辉发光材料的激发峰位于473nm,发射峰位于612nm,归属于Eu2+的4f65d1→4f7特征发光。温度升至1250℃时,Eu2+的发射峰为612nm和520nm,后者归属于Eu2+在发光基质SrAl2O4中的发光。综合分析得制备Sr3Al2O6:Eu2+,Dy3+发光材料合适的煅烧温度为1200℃,在此温度下,材料具有较好的初始亮度和余辉时间。     

Mg2+离子对Sr2Al2SiO7∶Eu2+荧光体微结构及发光性能的影响

采用复合胶体喷雾工艺制备了Sr2Al2SiO7∶Eu2 荧光体及掺入Mg离子后Sr2-xMgxAl2SiO7∶Eu2 (x=0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0)荧光体.XRD分析及晶格常数计算结果表明,Eu2 离子部分取代Sr2 格位进入Sr2Al2SiO7晶格.Sr2Al2SiO7∶Eu2 荧光体激发谱由峰值位于326nm附近的宽带构成,属于Eu2 的4f→5d 跃迁吸收带;发射光谱主峰位于约500nm,属于Eu2 离子4f65d→4f7跃迁导致的宽带发射.XRD结果表明Mg2 添加浓度从x=0.1～1.0增加,Mg2 离子以取代离子形式进入Sr2Al2SiO7晶格.Mg2 离子添加浓度x=0.1时对Sr2Al2SiO7∶Eu2 发射光谱影响不大,Sr1.9Mg0.1Al2SiO7∶Eu2 0.02发射主峰仍位于500nm;x＞0.2后,Mg2 离子取代Sr2 离子使晶体场强度减弱,Eu2 离子5d能级晶场劈裂减小,导致Sr2-xMgxAl2SiO7∶Eu2 发射峰蓝移至460nm.     

铝锶比对xSrO·yAl_2O_3:Eu~(2+),Dy~(3+)发光性能的影响

系统研究了Eu2+、Dy3+共激活的铝酸锶长余辉发光材料的发光特性与Al/Sr比例的关系,采用高温固相法合成了Al/Sr从1.8到2.7一系列样品,分别利用XRD、荧光分光光度计对材料的物相和发光特性进行了测试和分析,结果表明:基质的物相按SrAl2O4→Sr2Al6O11→Sr4Al14O25的顺序变化,样品的相组成呈明显的过渡性变化,导致样品的发光颜色随Al/Sr比例的增大,从黄绿光向短波长方向移动,先变成蓝光最终到达蓝绿光。     

一步燃烧法制备铝酸盐长余辉蓄发光材料的研究

通过制备工艺研究,得到基质按4SrO·7Al2O3进行配料的绿色蓄光型发光材料的制备优化工艺Eu2O3摩尔分数为0.02左右,Dy2O3的摩尔分数为0.03左右,B2O3的摩尔分数为0.07～0.1之间,尿素的用量为硝酸盐重量的1.2～1.6倍,温度为800℃.用选择的优化配方及工艺制备铝酸锶铕镝发光体,所得发光体的初始亮度大于2500mcd/m2,在6h后发光体发光亮度仍人眼可辩,材料质轻、易磨.燃烧法制备的Sr4Al14O25Eu2+,Dy3+可用目光到紫外光进行有效激发,发射光谱是一宽带谱,波峰位于520nm左右,样品发蓝绿光,属于Eu2+特征发光.蓄发光材料的粉体结构组成基本为SrAl2O4及SrAl12O19、Sr3Al32O51,产物中还含有SrAl4O7、SrAl2O6等杂相,产物物相与制备过程密切相关.     

硼酸对Sr2Al6O11:Eu2+微波合成及荧光性质的影响

在微波场作用下合成了Sr2Al6O11:Eu2 x%(质量分数)(H3BO3)(x=0、1.5、3、5、7、9)系列蓝色光致发光材料.X射线粉末衍射(XRD)结果表明,未加硼酸作助熔剂时,产品的主相为SrAl2O4,硼酸在x=1.5～9之间产品的主相都为Sr2Al6O11.扫描电镜(SEM)观测结果:适量硼酸的加入有助于晶体的形成,硼酸的量为0时,产物为颗粒,硼酸量为x=1.5时,开始出现棒状晶体,当硼酸量为x=5时,产物主要为棒状晶体,当硼酸量x＞7时,产品明显团聚.荧光光谱显示:随硼酸量的增加,产品发光强度先增强后减弱,硼酸加入量为x=7,发光强度最高.Eu2 在Sr2Al6O11中存在两个发光中心,发射峰分别位于456.7nm(Eu2 1)和483.4nm(Eu2 2).当硼酸量＞7%(质量分数)时,发射峰红移,归因于硼酸对两种位置Eu2 的发光性能有不同的影响.     

3/2-Al_6Si_2O_(13)/蒙脱土∶Eu,Al复相发光材料的制备及性能

采用高温固相法合成了3/2-Al6Si2O13/蒙脱土∶Eu,Al复相基质蓝色发光材料。探讨基质中Al6Si2O13与蒙脱土比例、激活剂Eu浓度以及Al掺杂浓度对发光性能的影响。实验结果表明,相对于Al6Si2O13单一体系,复相体系的发射光谱产生红移,Stokes位移和FWHM均变大,发光强度显著增强,Eu的最佳含量为8mol%。在350nm激发下,样品的发射光谱为主峰位于450nm及位于483nm的肩峰组成的宽带峰,对应于Eu2+的4f65d→4f7宽带发射。Eu2+-Eu2+之间出现能量传递,能量传递临界距离Rc为1.75nm,传递方式为电多级相互作用。Al可增加基质禁带宽度,掺杂Al的量为5mol%的样品发光性能最好。     

硼酸对蓝色铝酸锶长余辉材料的物相及发光特性的影响

采用高温固相法制备了xSrO·yAl2O3:Eu2+,Dy3++m%(摩尔分数)(H3BO3)(m=15,20,23,25,30,35)系列蓝色光致发光材料。X射线衍射(XRD)结果表明:m=15～20之间产品为SrAl2O4,Sr2Al6O11和Sr4Al14O25的混合物,m=23时产品主相为Sr2Al6O11,m=25～35之间产品主相为Sr4Al14O25。利用荧光分光光度计和亮度计研究了材料的发射光谱,衰减曲线,结果显示:随着硼酸量的增加,发射峰值先蓝移后红移,而余辉时间则逐渐变长。从而得到了制备蓝色铝酸锶发光材料Sr2Al6O11:Eu2+,Dy3+的最佳硼酸量,并且对硼酸在材料合成过程中的作用机理进行了探讨。     

Sr2Al2SiO7体系荧光粉掺杂Eu2＋和Ce3＋的光谱性能及能量传递研究

采用高温固相法合成了Sr2Al2SiO7∶Re（Re=Eu2＋,Ce3＋）荧光粉,研究了Eu2＋和Ce3＋在该基质中的发光特性,以及Eu2＋、Ce3＋共掺时的能量传递现象。研究表明Sr2Al2SiO7∶Eu2＋激发光谱呈宽带激发,最大发射峰位于513nm,Eu2＋最佳掺杂浓度为5%（摩尔分数）。Sr2Al2SiO7∶Ce3＋有两个激发峰,分别位于300和337nm,发射峰位于406nm,当Ce3＋浓度达到2%（摩尔分数）时发射强度最大。Eu2＋和Ce3＋在该体系共掺时存在Ce3＋到Eu2＋的有效能量传递,有利于提高体系的发光效率。     

Eu2+离子在Sr2Al6O11基磷光体中发光行为的研究

研究了不同Eu掺杂浓度对Sr2Al6O11基磷光体发光性能的影响。结果发现，当Eu掺杂浓度低于0.01mol时，在其发射光谱中存在403和493nm的主发射峰，对应着Sr2Al6O11基质中Sr的两种不同位置Sr1和Sr2位。随着Eu掺杂浓度增加，由于能量传递作用，导致403nm的发射峰消失，493nm的发射峰增强。余辉衰减曲线表明，未掺杂Dy的磷光体没有余辉性能，当Eu掺杂量在0.01mol时，余辉性能最好，进一步提高Eu的掺杂量，由于浓度猝灭作用，导致发光性能下降。     

Mg^2＋离子对Sr2A12SiO7：Eu^2＋荧光体微结构及发光性能的影响

采用复合胶体喷雾工艺制备了Sr2Al2SiO7：Eu^2＋荧光体及掺入Mg离子后Sr2-xMgxAl2SiO7：Eu^2＋（x=0．1,0．2,0．4,0．6,0．8,1．0）荧光体。XRD分析及晶格常数计算结果表明,Eu^2＋离子部分取代Sr^2＋格位进入Sr2Al2SiO7晶格。Sr2Al2SiO7：Eu^2＋荧光体激发谱由峰值位于326nm附近的宽带构成,属于Eu^2＋的4f→5d跃迁吸收带;发射光谱主峰位于约500nm,属于Eu^2＋离子4f^65d→4f^7跃迁导致的宽带发射。XRD结果表明Mg^2＋添加浓度从x=0．1～1．0增加,Mg^2＋离子以取代离子形式进入Sr2Al2SiO7晶格。Mg^2＋离子添加浓度x=0．1时对Sr2Al2SiO7：Eu^2＋发射光谱影响不大,Sr1．9Mg0.1Al2SiO7：Eu0.02^2＋发射主峰仍位于500nm;z〉0．2后,Mg^2＋离子取代Sr^2＋离子使晶体场强度减弱,Eu^2＋离子5d能级晶场劈裂减小,导致Sr2-xMgxAl2SiO7：Eu^2＋发射峰蓝移至460nm。     

钬掺杂对SrAl2O4:Eu2+,Dy3+发光性能的影响

首次研究了Ho3+掺杂对SrAl2O4:Eu2+,Dy3+发光性能的影响.采用燃烧合成方法,在600℃条件下,合成Ho3+掺杂的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+新型长余辉光致发光材料.X射线衍射分析结果表明,合成的样品为单相SrAl2O4单斜晶系磷石英结构.光致发光光谱测量显示,合成样品的发射光谱是连续宽带谱,峰值位于510nm左右,激发光谱是单峰且峰值位于356nm的连续宽带谱.利用单光子计数系统测量了材料的余辉衰减曲线,结果显示Ho3+的适量掺杂可以明显提高铝酸锶的初始发光亮度.当Ho3+的掺入摩尔比例为0.005时,初始亮度是不掺杂Ho3+时的两倍多.对初始亮度增强的机理做了初步的探讨.     

Eu2+在Sr2SiO4·SrCl2材料中的发光特性

采用高温固相法制备了Sr2SiO4.SrCl2∶Eu2+荧光粉,并研究了材料的发光特性。X射线衍射结果显示,Sr2SiO4.SrCl2∶Eu2+材料是由SrCl2∶Eu2+和Sr2SiO4∶Eu2+构成的复合化合物。以320nm紫外光作为激发源,测得材料的发射光谱呈宽谱特征,覆盖350～600nm。在0.5%～2%范围增大Eu2+掺杂量时,位于蓝色光区域的发射峰位置没有变化,为403nm,处于长波方向的发射峰呈现出先红移、后蓝移的变化趋势,但两发射峰的强度均明显减小。监测两发射峰,所得结果分别对应SrCl2∶Eu2+和Sr2SiO4∶Eu2+材料的激发光谱,覆盖250～400nm。分析认为,材料的光谱分布及发射强度的变化与晶场环境及处于不同Sr2+格位上Eu2+间的能量传递等有关。     

SrxCa1-xAl2O4：Eu^2＋，Dy^3＋长余辉发光材料的合成与光学性能研究

以高纯度的硝酸锶、硝酸钙、硝酸铝和稀土氧化物为原料，以硼酸为助溶剂，采用燃烧法在600℃的低温条件下合成SrxCa1-xAl2O4：Eu^2＋，Dy^3＋（x=0、0．6、1．0）长余辉发光材料。光致发光光谱分析表明样品发光光谱均为宽带谱，样品CaAl2O4：Eu^2＋，Dy^3＋和样品SrAl2O4：Eu^2＋，Dy^3＋的发射谱峰值分别位于442和511nm左右，样品Sr0.6Ca0.4Al2O4：Eu^2＋，Dy^3＋有两个发射峰，分别位于442和507nm左右。余辉检测结果表明：样品余辉衰减都是由初始的快衰减过程和其后的慢衰减过程组成，但不同样品衰减快慢不同。利用热释光检测结果对样品中存在的陷阱能级进行了计算，讨论了样品的余辉衰战机制。通过对锶钙配比（X值）不同的样品余辉发光性能的比较分析，研究锶钙配比对余辉发光性能的影响。研究表明：通过调节锶钙配比（X值）的方法，能有效调控余辉发光颜色和衰减快慢。     

蓝色长余辉发光材料Sr2MgSi2O7:Eu2+,Ln3+的合成和性质

采用凝胶-燃烧法合成了系列稀土掺杂的Sr2MgSi2O7:Eu2 0.02,Ln3 0.04(Ln=La,Ce,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm)蓝色长余辉发光材料,用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对合成产物进行了分析和表征.结果表明:掺杂了不同稀土离子的Sr2MgSi2O7:Eu2 ,Ln3 的晶体结构均为四方晶系结构;其激发、发射光谱的峰形、峰位基本无变化,激发光谱为一宽带,最大激发峰位于402nm处,次激发峰位于415nm处,与高温固相法制得的样品相比,激发峰发生了明显的红移;发射光谱也为一宽带,最大发射峰位于468nm附近,是由典型的Eu2 的4f5d-4f跃迁导致的,不同之处在于其激发光谱、发射光谱强度与余辉性质有所差别,其中Dy3 是最理想的共掺杂稀土离子,Sr2MgSi2O7:Eu2 ,Dy3 的亮度最高、余辉时间最长,可达5h以上;而Sr2MgSi2O7:Eu2 ,Sm3 的发光强度最低,余辉时间最短.     

钬掺杂对SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)发光性能的影响

首次研究了Ho3+掺杂对SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+发光性能的影响。采用燃烧合成方法,在600℃条件下,合成Ho3+掺杂的SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+新型长余辉光致发光材料。X射线衍射分析结果表明,合成的样品为单相SrAl2O4单斜晶系磷石英结构。光致发光光谱测量显示,合成样品的发射光谱是连续宽带谱,峰值位于510nm左右,激发光谱是单峰且峰值位于356nm的连续宽带谱。利用单光子计数系统测量了材料的余辉衰减曲线,结果显示Ho3+的适量掺杂可以明显提高铝酸锶的初始发光亮度。当Ho3+的掺入摩尔比例为0.005时,初始亮度是不掺杂Ho3+时的两倍多。对初始亮度增强的机理做了初步的探讨。     

燃烧法合成铕镝掺杂铝酸锶长余辉发光材料的研究

以尿素和硝酸盐溶液为反应介质 ,在 6 0 0℃下用燃烧法一次制备出了Eu2 ,Dy3 掺杂的铝酸锶 (SrAl2 O4 )磷光体。用SEM、XRD研究了所得磷光材料的形态、粒度和物相组成 ,用荧光分光光度计测定了磷光材料的发光性能。结果表明 ,SrAl2 O4 ∶Eu2 ,Dy3 磷光材料的晶体结构属于单斜晶系结构。制备产物在 5 2 0nm处有很强的发射峰 ,它的激发光谱是激发峰峰值 2 90nm的宽带激发。制备产物的形貌呈疏松多孔状 ,晶粒形状为针状 ,长度有 2 0 0nm左右 ,直径在 80nm以下。并探讨了该材料发光性能的影响因素     

掺杂锶对莫来石光谱特性的影响

采用高温固相法合成了Eu激活的掺杂锶的莫来石发光材料.通过XRD分析合成后样品的组成.利用荧光分光光度计测量激发光谱和发射光谱并分析发光机理.结果表明,纯莫来石的激发光谱为位于300nm的单峰,对应Eu3+的7F0-5H3跃迁,而掺杂锶后所得激发光谱主峰分别位于260和328nm,为典型的宽波段双峰结构,分别来自于Eu2+的4f7(8S)→4f65d1(t2g)和4f7(4S)→4f65d1(eg)跃迁.机理分析表明,掺杂Sr形成的SrAl2Si2O8中,Sr2+占据Al3+位置后导致出现负电空位,经基质作用传递给Eu3+,使Eu3+还原为Eu2+,使体系出现Eu2+的特征发光.     

新型黄绿色发光材料Sr2MgSi3O9:Ce3+,Tb3+的合成及光谱分析

采用凝胶-燃烧法在活性炭弱还原气氛下成功合成了新型荧光粉Sr2MgSi3O9 :Tb3+、Sr2MgSi3O9:Ce3+,Tb3+,用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对合成产物进行了分析和表征.结果表明,所合成的发光材料与Sr2MgSi2O7具有相似的晶体结构,同属四方晶系.样品一次颗粒近似球形,粒径在100nm左右.Sr2MgSi3O9:Tb3+的激发光谱为一位于249nm的宽带,发射光谱主要由473、491、547、585nm等一系列发射峰组成,其中473nm(5D3→<7F3)为主发射峰,547nm(5D4→7F5)为次发射峰;样品Sr1.955MgSi3O9:Tb3+0.04,Ce3+0.005的激发光谱由峰值分别位于249和335nm的双激发带组成,其中后者为主激发带.在335nm激发下,其发射光谱由两部分组成,其中400nm附近的带状发射对应于Ce3+的发射,而491、547、588nm处的发射峰归属为Tb3+的5+D4→7FJ(J=6,5,4)跃迁发射,最强峰位于547nm,对应Tb3+的5D4→7F5跃迁.此外,探讨了Ce3+掺杂量对样品发光亮度的影响,发现Ce3+可以把能量传递给Tb3+,对Tb3+起到敏化作用.     

沉淀-燃烧法合成SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉材料

通过沉淀-燃烧法合成了SrAl2 O4∶Eu2+,Dy3+长余辉材料,对合成样品进行了物相、形貌、发光特性研究,探讨了尿素用量对材料发光性能的影响.结果表明,当尿素用量为原料中金属硝酸盐总物质的量的6倍时,产物主晶相为单斜晶系的SrAl2O4;激发、发射光谱均为宽带谱,峰值分别位于368nm、518nm处;测得初始发光亮度为18700mcd/m2,在暗室中放置9天后,仍可观察到明显发光现象.