低温空气中Ba3-xP4O13:xEu2+黄白色长余辉荧光粉的制备和发光性能研究

〖HT5”H〗摘要:〖HTSS〗采用传统的高温固相法在空气气氛中以相对较低的温度(1 173 K)合成了(Ba3 xP4O13:xEu2+)黄白色长余辉荧光粉.分析了荧光粉的晶体结构、发光特性、余辉衰减特性、热释光特性、热稳定性以及Eu2+实现自还原的机理.结果表明:在紫外或近紫外光源激发下,样品呈现峰值位于545nm的宽谱发射,属于Eu2+的5d 4f跃迁,样品发射黄白色.室温下,用波长254 nm的紫外灯激发样品后呈现黄白色长余辉现象,肉眼可见余辉时间长达30 min,通过热释光分析可算得样品产生余辉的陷阱深度约为067 eV.同时,本文对样品的热稳定性进行了测试,算得热激活能约为031 eV.此外由于Ba3P4O13晶体中存在大量的PO4四面体,样品可在空气氛围中实现Eu3+→Eu2+的自还原过程.      

稀土Eu、Dy掺杂长余辉发光玻璃的研究

采用空气气氛和还原气氛,制备了稀土Eu2O3、Dy2O3掺杂的铝硅酸盐玻璃,利用X射线衍射仪和荧光光谱仪对样品进行了测试,分析了长余辉发光玻璃的发光机理.结果表明:空气气氛条件下制备掺Eu3 和Dy3 的铝硅酸盐玻璃样品均不具备长余辉发光性能,经还原气氛处理后,玻璃样品具有长余辉发光现象,且陷阱能级较深,在紫外光激发下样品具有很好的长余辉发光特性和更高的发光亮度,样品的发光持续时间长达12h以上.     

Ba2B5O9Cl:Eu2+,Ln3+（Ln=Dy,Er,Ho）的光致发光和长余辉特性

采用高温固相反应法制备了系列稀土掺杂蓝色荧光粉Ba1.92B5O9Cl:Eu20.+06,Ln30.+02(Ln=Dy,Er,Ho).用X射线粉末衍射仪(XRD)对样品晶相进行了测试,用荧光光谱仪表征了样品的光致发光特性.结果表明:共掺不同稀土元素Ln3+(Ln=Dy,Er,Ho)的Ba2B5O9Cl:Eu2+样品为四方晶系;除了发光强度不同外,其激发、发射光谱的峰位置和峰形基本没有改变.通过研究荧光材料的余辉衰减曲线和热释光谱发现,Ba2B5O9Cl:Eu2+掺入的Ln3+能够延长荧光粉的余辉时间和增强初始亮度,并能不同程度地增强热释光强度,其中Dy3+是最理想掺杂稀土离子.     

Mg2＋对白光荧光粉（Ba,Ca）2SiO4∶Eu2＋,Mn2＋光谱特性的影响

采用高温固相法制备（Ba,Ca）2SiO4∶Eu2＋,Mn2＋和不同Mg/Ca、Mg/Ba比例的（Ba,Ca）2-xMgxSiO4∶Eu2＋,Mn2＋白光荧光粉.研究改变Mg/Ca和Mg/Ba比例对荧光粉光谱特性的影响.所有荧光粉的发射光谱是由蓝绿光和红光组成的宽波带;激发光谱也是宽波带,在340～415nm之间具有较强吸收,适合于近紫外光InGaN芯片（350～410 nm）激发.随着Mg/Ca比例的改变,色温依次增加,可起到规律调节白光荧光粉色温的作用.     

Eu~(2+),Eu~(3+)掺杂对Sr_2MgSi_2O_7荧光粉发光性能的影响

采用高温固相法分别制备Eu2+和Eu3+掺杂的Sr2MgSi2O7荧光粉.在356nm近紫外光激发下,Sr2MgSi2O7:Eu3+荧光粉呈多峰红光发射,主峰位于590nm、615nm、650nm和700nm,分别对应于Eu3+离子5D1→7FJ(J=1,2,3,4)能级的跃迁.在371nm近紫外光激发下,Sr2MgSi2O7:Eu2+荧光粉发射峰介于425~550nm之间,呈蓝光发射,主峰位于476nm,对应Eu2+的4f65d1→4f7跃迁.随着Eu2+浓度的增大,发射峰强度先增大后减弱.     

单一基质白光荧光粉Ba1.31Ca0.64-x SiO4：0.02Eu2＋,0.03Mn2＋,xRe3＋（Re3＋=La3＋,Sm3＋）的研究

采用高温固相法合成单相白色荧光粉Ba1.31Ca0.64-xSiO4：0.02Eu2＋,0.03Mn2＋,xRe3＋（Re3＋ =La3＋,Sm3＋）,研究掺杂La3＋,Sm3＋的荧光粉的光谱特性.XRD结果表明合成的样品具有Ba1.31 Ca0.69SiO4晶相结构.荧光粉的发射光谱由蓝绿光波带（430～550 nm）和橙红光波带（560 ～650 nm）组成,分别归属于Eu2＋取代Ba2＋ （Ca2＋）格位的5d-4f跃迁和Mn2＋取代Ca2＋格位的4T1-6A1跃迁.La3＋和Sm3＋能够提高荧光粉的发光强度,且La3＋效果较好.合成的白光荧光粉具有较好的光色参数,色温Tc=4 478～5 753 K,显色指数Ra均大于80.0.     

LED用荧光粉CaxMg9-x（SiO4）4Cl2∶Eu^2＋发光性质的研究

采用高温固相法合成氯硅酸镁钙荧光粉CaxMg9-x（SiO4）4Cl2∶0.08 Eu2＋.首先借助X射线衍射对发光粉体晶格结构进行分析.分析结果表明：该荧光粉体具有面心立方晶系结构,钙镁配比的改变对晶体的结构没有产生较大影响.其次研究其荧光光谱和发光特性,研究结果表明：CaxMg9-x（SiO4）4Cl2∶0.08Eu2＋荧光粉的激发光谱均为宽带激发,激发带位置范围为260-460nm,发射光谱发射峰的位置位于505 nm,归属于Eu2＋产生的d-f跃迁发射.同时讨论不同钙镁离子配比对荧光粉发光性能的影响,当Ca/Mg离子配比为6~7.5时,荧光粉的发光强度有较大幅度的提高.     

微乳液法制备长余辉发光材料CaAl_2O_4∶Eu~(2 ),Dy~(3 )

采用微乳液法合成CaAl2O4:Eu2 ,Dy3 长余辉发光材料,并对其晶型结构和发光性能进行研究.XRD分析表明,所合成的样品为CaAl2O4单斜晶系的晶体结构.发光粉体的激发波长范围较宽,表明从紫外至可见光均可激发该发光材料.发射光谱主峰位于440nm左右.余辉衰减曲线证明其余辉衰减过程存在快衰减和慢衰减2个过程.样品在自然光照射后持续发出明亮的蓝光.     

长余辉发光标牌的制备及性能研究

采用SrAl2O4:Eu2 ,Dy3 长余辉发光粉、成品清漆,添加分散剂等助剂制备的溶剂型发光涂料,制备了发光标牌.该发光标牌除具有SrAl2O4:Eu2 ,Dy3 发光亮度高、余辉时间长的性能,还具有了耐水耐潮湿和易清洁的性能;激发光谱表明,紫外和可见光能有效激发,发射光谱表明其发射峰位于520nm附近,呈耀眼醒目的黄绿色.     

白光LED用全色荧光粉Ba_(1.3)Ca_(0.65-x)SiO_4:0.02Eu~(2+),0.03Mn~(2+),xGd~(3+)的研究

采用高温固相法制备不同含量Gd3+敏化的白光荧光粉Ba1.3Ca0.65-xSiO4:0.02Eu2+,0.03Mn2+,xGd3+(x=0~6%).XRD结果表明:合成的荧光粉是六方晶系Ba1.3Ca0.7SiO4结构.荧光光谱测试表明:荧光粉在近紫外光275~410 nm具有较强吸收;且发射光谱由蓝绿光波带(425~560 nm)和橙红光波带(560~650 nm)组成.Gd3+的掺杂能够明显提高其发射强度,其中较佳Gd3+掺杂量为2%.Ba1.3Ca0.63SiO4:0.02Eu2+,0.03Mn2+,0.02Gd3+荧光粉的色坐标CIE为(0.343 1,0.331 8),色温Tc=5 010 K,显色指数Ra=81.7,是一种适合于近紫外光芯片InGaN激发的WLED用全色荧光粉.     

SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料发光性能的研究

采用微乳液法合成黄绿色SrAl2O4：Eu^2＋,Dy^3＋长余辉发光粉体,并且表征其晶体结构、激发光谱、发射光谱和余辉衰减特性.XRD分析表明：所合成的样品为SrAl2O4单斜晶系的晶体结构.激发波长的范围较宽,表明从紫外至可见光均可激发该发光材料.发射光谱主峰位于525 nm.样品在自然光照射后持续发出明亮的黄绿光.最后讨论微乳液体系中表面活性剂用量、激活剂和共激活剂浓度以及灼烧温度对产品发光性能的影响.     

SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光玻璃的研制

在还原气氛下利用固相反应法合成SrAl2O4:Eu2 ,Dy3 长余辉发光粉,以该发光粉和铅锌硼硅酸盐玻璃为原料制备长余辉蓄光玻璃,并通过磷光激发和发射光谱,研究发光粉加入量等因素对发光玻璃光学性能的影响.研究结果表明:该发光玻璃保持了SrAl2O4:Eu2 ,Dy3 长余辉发光粉的发光性能,紫外光激发后,发射出波长位于520nm处的黄绿色光,该谱线为Eu2 在4f65d1→4f7跃迁的特征谱线;在本实验条件下,发光粉的最佳掺入质量分数为30%;随熔制温度的提高,发光玻璃的发光强度及余辉时间明显下降.     

纳米SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料的制备与表征

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备了SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,研究了甘氨酸和金属离子的摩尔比(G/M)对Sr Al2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料结构与性能的影响.结果表明:随着G/M的增加,产物的晶粒尺寸和发射强度增大,发射光谱红移,而初始亮度呈现先增后减的规律;G/M为3∶1时,得到的产物为纯Sr Al2O4晶相,平均晶粒尺寸为75 nm,初始亮度最大;采用GNP合成的Sr Al2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料的发射光谱为宽谱带发光光谱,其发射主峰位为508 nm左右,是典型的Eu2+的4 f 5 d→4 f的特征发射。     

Eu,Dy共掺铝硼酸盐长余辉玻璃陶瓷的研究

选择铝硼酸盐基质玻璃,在空气气氛和还原气氛下分别制备了稀土Eu,Dy共杂的铝硼酸盐基质透明的玻璃,并将还原气氛下制备的样品经过热处理制备出了玻璃陶瓷.利用荧光光谱仪对样品进行了测试,分析了长余辉发光玻璃的光谱特性.结果表明:不管是空气气氛条件下还是还原气氛下制备的双掺Eu和Dy的铝硼酸盐玻璃样品均不具备长余辉发光性能,只有玻璃陶瓷样品具有长余辉发光现象,发光峰位于485nm,样品的发光持续时间长达8h以上.     

红色荧光粉Ca_(0.70)Sr_(0.18-0.15x)MoO_4:0.08Eu~(3+),xY~(3+)的水热合成及发光性能

采用水热合成法制备红色荧光粉Ca0.70Sr0.18-0.15xMoO4:0.08Eu3+,xY3+.用XRD、荧光分光光度计、SEM对其物相、发光性能以及形貌进行测试和表征.结果表明:荧光粉为CaMoO4物相结构.荧光粉粒径小且粒度分布均匀.荧光粉在395 nm和465 nm的吸收分别与紫外光和蓝光LED芯片输出波长相匹配.分别采用395 nm的近紫外光和465 nm的可见光激发样品,Ca0.70Sr0.18-0.15xMoO4:0.08Eu3+,xY3+荧光粉发红光,主发射峰位于616 nm.Y3+的引入,把自身吸收的能量和基质吸收的部分能量传递给发光中心,使Eu3+发光强度进一步增强.红色荧光粉Ca0.70Sr0.09MoO4:0.08Eu3+,0.06Y3+色坐标比商用的Y2O3:Eu3+红色荧光材料更接近于标准红色色坐标.     

（Y1-y,Gdy）3-xAl5O12：Cex^3＋荧光粉的合成与发光性能的研究

用高温固相法在还原气氛下制备掺Gd的YAG：Ce^3＋荧光粉,并用X射线衍射分析测定（Y1-y,Gdy）2.94A l5O12：Ce0.06^3＋荧光粉的晶体结构,用970CRT荧光分光光度计测定激发光谱和发射光谱.研究Ce^3＋的不同掺入量对YAG：Ce^3＋荧光粉的发光性能的影响.结果表明,合成样品的结构属于立方形的钇铝石榴石晶体结构.激发峰位于475 nm处,归属于Ce^3＋的4 f到5d跃迁,发射峰位于542 nm处,归属于Ce^3＋的5d到4 f跃迁.     

稀土发光材料NaSrPO4∶Eu2＋,Ce3＋的制备及光谱研究

采用溶胶凝胶法制备了NaSr0.995-XPO4∶0.005Eu^2＋,xCe^3＋系列样品（x=0.01,0.03,0.05,0.07）,并利用X射线衍射及光谱等技术对材料的结构和发光性能进行了表征.XRD分析表明该样品为单相,稀土离子Eu2,Ce3＋的加入并未改变NaSrPO4的晶格结构;荧光光谱分析显示在最大激发波长340 nm的激发下,最大发射波长位于430 nm处,样品发蓝光.Ce3的掺杂可使Eu2的发射强度显著增强,样品的发光强度随着Ce3＋掺入量的增加呈现先增后降的趋势,在浓度大于0.05时,出现了浓度猝灭现象.     

NaxSr1-2xMoO4∶Eux^3＋的制备及其发光性能的研究

采用高温固相法结合电荷补偿方式2Sr2＋→Eu3＋＋Na＋,合成了适合白光LED的红色荧光材料NaxSr1-2xMoO4∶Eux^3＋（x=0.1、0.15、0.2,0.25、0.3）系列样品.对样品分别进行了X射线衍射（XRD）分析和荧光光谱的测定.测试结果表明,NaxSr1-2xMoO4∶Eu3x＋荧光粉可以被近紫外光（UV）（393 nm）和蓝光（463 nm）有效激发.通过探讨Na＋和Eu3＋的掺杂浓度对发光强度的影响,得出NaxSr1-2xMoO4∶Eux3＋系列样品的发光强度比SrMoO4：Eu3＋明显增加,且当掺杂量x=0.2时,NaxSr1-2xMoO4∶Eux3＋系列样品在616 nm处的发光强度最大.分析了NaxSr1-2xMoO4∶Eux3＋系列样品在380 nm紫外光激发下的色坐标,当Na＋和Eu3＋的掺杂量x=0.15时,样品的红色显色最强.     

Ca_(12)Al_(14)O_(33):Eu~(2+)和Ca_(12)Al_(14)O_(33):Eu~(2+),Re~(3+)(Re=Dy,La,Nd)长余辉发光粉的燃烧合成及其发光性能

采用燃烧法制备出Ca12Al14O33:Eu2+和Ca12Al14O33:Eu2+,Re3+(Re=Dy,La,Nd)靛蓝光长余辉发光粉。分别利用XRD和FE-SEM对产物的物相结构和形貌进行了表征,用光致发光测试(PL)和余辉衰减曲线对样品的发光性能进行了分析。结果表明上述长余辉发光粉的晶体结构属于体心立方相七铝酸十二钙;所制备的Ca12Al14O33:Eu2+、Ca12Al14O33:Eu2+,Dy3+、Ca12Al14O33:Eu2+,La3+和Ca12Al14O33:Eu2+,Nd3+长余辉发光粉的发射光谱均呈宽发射谱带,波长范围为390~530nm,发光峰值也均位于443nm;产物在紫外线或紫色光激发后发射靛蓝光;余辉时间分别为238,184,168和9 120s。     

绿色荧光粉Ba2MgSi2O7：Eu^2＋的制备与发光性能研究

采用高温固相法合成Ba2MgSi2O7：Eu^2＋绿色荧光粉,研究其发光性能．通过XRD测试样品的晶相结构,荧光分光光度计测试样品的激发和发射光谱,研究激活剂Eu^2＋的物质的量对荧光粉发光强度的影响。XRD结果表明,所合成的样品硅酸镁钡即Ba2MgSi2O7晶体结构．光谱分析结果表明,当Eu^2＋的物质的量为0．1mol时,Ba2MgSi2O7：Eu^2＋样品的发光强度最高．