自蔓延低温合成SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+及其粒径控制与发光性能

本文采用自蔓延低温(600℃)方法合成了铝酸盐长余辉材料SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+;通过添加聚乙二醇(PEG)有效控制材料的粒径,并采用XRD,SEM,PL等测试方法对粒径、形貌、发光性能等进行了研究。随着PEG量的增加,材料粒径呈减小趋势;未添加PEG时,材料粒径范围在0.2～1.2μm;当PEG的量为0.4%时,材料初始亮度最高,为19110mcd/m2,余辉衰减最慢,材料粒径分布在0.1～0.8μm;当PEG量为0.6%时,粒径最小,粒径范围在0.1～0.5μm。添加PEG后材料的发光亮度有所提高,而余辉衰减变化不明显。实验结果表明:自蔓延低温合成SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+时,通过添加PEG能有效控制合成材料的粒径,借助于PL测试手段以及余辉衰减实验,激发、发射光谱测定所得的检测波长分别为516nm、363nm,合成了粒径细小且发光性能优良的发光材料。     

Tb3+掺杂对Sr2CeO4∶Eu3+发光性能的影响

以尿素为燃料硼酸为助熔剂,采用燃烧法合成了Sr2CeO4∶Eu3+、Tb3+发光材料。测试结果表明,当Tb3+的掺杂为1%(摩尔分数)时,合成的样品为单相Sr2CeO4斜方晶系结构,其样品的激发光谱为240～370nm的宽带双峰,发射光谱为400～550nm宽带峰,余辉衰减曲线的结果显示,适量的掺杂Tb3+可以提高产品的发光性能。与Sr2CeO4∶Eu3+相比,掺杂Tb3+有利于形成结晶度好的固溶体,样品的发光强度明显提高。     

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.     

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。     

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。     

关于纳米MgAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)的发光和余辉性能研究

主要对纳米长余辉MgAl2O4:Eu2+,Dy3+进行数据补充和分析。利用相关的制备方法,合成颗粒尺寸不同的MgAl2O4:Eu2+,Dy3+粉体。并对系列样品的发光和余辉性能进行研究,研究表明,随着颗粒尺寸的降低样品的发光强度在逐渐降低,而余辉时间和初始余辉亮度都在有序的提高。     

纳米Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+的长余辉发光行为

使用溶胶-凝胶技术合成纳米尺度的Sr2MgSi2O7Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,比较了该方法与固相法获得的长余辉粉体的光致发光行为和长余辉性能.溶胶-凝胶获得的纯相Sr2MgSi2O7Eu2+,Dy3+长余辉粉体是由纳米尺度的微晶形成的团聚颗粒,具有光致发光行为和长余辉发光特性.其发射峰位于465nm.而固相合成的粉体具有两个发射峰,分别位于404nm和459nm.产生这些差别的原因在于Eu2+在基质晶格中的不同配位情况.固相合成的粉体的余辉发光性能高于溶胶-凝胶粉体,其原因在于高温固相合成在基质内部产生了更高浓度的电子陷阱.     

Eu2+,Dy3+掺杂夜光纤维用发光材料的余辉特性和陷阱能级分布

采用高温固相法制备了夜光纤维用Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+蓝色长余辉发光材料,结合夜光纤维对发光材料性能的要求,通过X射线衍射图谱、荧光光谱、余辉衰减曲线及热释光谱对材料的结构、发光性能和陷阱能级分布进行了表征,重点分析了稀土离子Eu2+和Dy3+的掺量及比例的变化对材料余辉过程和陷阱能级分布的影响。结果表明适中的Dy3+掺量能产生合适的陷阱能级,从而获得较好的余辉效果,Dy3+掺量不同但衰减规律相似,经拟合余辉衰减包括快衰减、中衰减、慢衰减3个过程。而当Dy3+掺量不变,Eu2+掺量达到0.05mol时,发光强度骤然下降,出现发光淬灭。随着Dy3+掺量的增加,陷阱能级的深度E值逐渐变大,当Dy3+掺量增加到0.06mol时,E值反而大幅降低。     

Eu2+、Dy3+、Li+共掺杂CaSi2O2N2荧光粉的发光性能

采用高温固相反应法制备了一系列白光LED用CaSi2O2N2:0.05Eu2+,xDy3+,xLi+(0≤x≤0.03)荧光粉.利用X射线衍射仪对样品的物相结构进行了分析,结果表明:Dy3+和Li+离子的掺入没有改变CaSi2O2N2:Eu2+荧光粉的主晶相.利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了测试,发现所有样品的激发光谱均覆盖了从近紫外到蓝光的较宽范围,400 nm激发下得到的发射光谱为宽波段的单峰,峰值位于545 nm左右,是Eu2+离子5d-4f电子跃迁引起的.Dy3+离子掺杂可以提高CaSi2O2N2:Eu2+荧光粉的发光强度,Dy3+与Li+共掺杂可进一步提高荧光粉的发光强度,当Dy3+和Li+的掺杂量为1mol%时,荧光粉的发光强度达到最大值,是单掺杂Eu2+的荧光粉发光强度的157%.     

红色长余辉材料Y2O2S:Eu3+,Si4+,Zn2+的微波合成及性能研究

采用微波法合成了红色长余辉发光材料Y2O2S:Eu3+,Si 4+,Zn2+,研究了微波辐射功率和加热时间对制备Y2O2S:Eu3+,Si 4+,Zn2+的影响。并且对样品进行了XRD、SEM、荧光光谱和热释光谱等表征。XRD测试表明所制备的Y2O2S:Eu3+,Si 4+,Zn2+为单相,六方晶系;荧光光谱测试表明,用λem=626nm作为监控波长,在200～400nm之间有宽的激发光谱,峰值位于325nm。而发射光谱的谱线较窄,来源于Eu3+的5 D0→7F2跃迁的发射峰627.0nm最强。其中以辐射功率为750w,反应时间为25min所制备的样品发光性能最好。     

白光LED用新型红色荧光粉Sr5（BO3）3Cl:Eu3+的制备与发光特性

采用高温固相法合成了Sr5(BO3)3Cl:Eu3+新型红色发光材料,并对其结构和发光特性进行了研究。X射线衍射测试表明合成材料为纯相Sr5(BO3)3Cl晶体。材料的主发射峰位于587,596,613nm和626nm,对应Eu3+的5 D0→7F1,7F2辐射跃迁。监测626nm发射峰,激发光谱主峰位于392nm,可被InGaN管芯有效激发。通过时间分辨光谱测得Eu3+离子5 D0能级的荧光寿命约为2.28ms。研究了Eu3+离子掺杂浓度对Sr5(BO3)3Cl:Eu3+发光性能的影响,结果随着Eu3+离子浓度的增大,样品的发光强度先增大后减小,最佳掺杂浓度为16%(摩尔分数)。计算了Eu3+离子浓度猝灭的临界距离为1.46nm。测量了不同Eu3+浓度样品的色坐标,均位于色品图红光区,符合NTSC标准。     

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.     

Sr2Mg1-xCaxSi2O7: Eu2+, Dy3+蓝色长余辉发光材料的合成及余辉性能调控

为了调控长余辉发光材料的余辉寿命,利用Ca2+对长余辉材料基质中的Mg2+进行不同程度取代,即通过高温固相法制备了一系列Sr2Mg1-xCaxSi2O7: Eu2+, Dy3+（x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0）长余辉发光材料。通过高温固相法制备的样品相较于溶胶-凝胶法所得样品具有更好的晶体结构,发光性能也更好。X射线衍射结果表明,随着原料中Ca2+含量的增加,合成样品的衍射峰逐渐往高角度移动,表明该基质内Ca2+已经取代Mg2+的晶格位置,使晶格发生变化,晶体场发生改变。样品发射峰位于487~492 nm,为蓝色发光材料。通过观察余辉衰减图和初始余辉亮度值可知,随着Ca2+含量的增加,样品的余辉衰减寿命和发光强度逐渐减小。以上性质有望使该材料在需要短寿命余辉产品领域有新的应用前景。     

Ba2Gd2Si4O13∶Dy3+发光性能研究

通过高温固相反应制备Ba2Gd2Si4O13∶Dy3+发光材料,利用XRD、FTIR、SEM、XPS和激发-发射光谱表征合成样品的性能。研究表明,使用Li2CO3-NH4F复合助熔剂,形成了长柱状形貌。在349nm或274nm激发下,Ba2Gd2Si4O13∶Dy3+发出Dy3+特征峰,色坐标接近白光区域。Gd3+→Dy3+的能量传递增强了Dy3+发光强度。Dy3+最优的掺杂浓度为2%,临界传输距离为30。Ba2Gd2Si4O13∶Dy3+发光材料可作为潜在的单一掺杂单一组成的白光LED发光材料。     

长余辉发光材料SrAl2O4:Eu2+,Dy3+光谱分析及发光机理

采用高温固相法制备了Sr0.96Al2O4∶Eu0.02,Dy0.02,B0.08长余辉发光材料。利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、荧光分光光度计和热释光计量仪对样品进行了测试。通过对余辉衰减曲线和热释光光谱的曲线拟合表明,第二次退火温度为1350℃,退火时间4h的样品具有最大的时间衰减常数,同时具有最大的陷阱中的电子浓度,这使它在所测时间范围具有最高的余辉亮度;余辉曲线中的快衰减过程和慢衰减过程分别源于V˙˙O陷阱和DySr˙陷阱中的电子释放;随着发光动力学级次的减小,陷阱中的电子局域性增强,基质导带底产生一个由局域态组成的带尾,陷阱深度随之减小,同时频率因子也随之减小,最终使陷阱中电子寿命增加。     

SrAl2O4:Eu2+,Dy3+荧光粉复合硫磷酸盐玻璃制备及其发光性能

用二次熔融法制备了SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+荧光粉掺杂低熔点硫磷酸盐的发光玻璃复合材料。采用DSC、透射光谱、XRD、发射光谱、SEM等测试手段对样品进行了表征。研究了熔制温度、熔制时间等因素对复合材料光学性能的影响。结果表明:熔制温度为700℃、熔制时间为30min的发光玻璃复合材料在365nm紫外光激发下,发射出峰值波长为514nm的黄绿光,保留了荧光粉的发光性能。     

Ce3+、Mn2+掺杂Zn3（BO3）2的制备及其发光性能

采用共沉淀法在700℃和较短的烧结时间下制备了Zn3(BO3)2和不同浓度的Ce3+、Mn2+离子掺杂的Zn3(BO3)2纳米晶粉末,对合成产物的发光性质及发光机理进行了研究。利用荧光分光光度计、X射线粉末衍射仪以及透射电镜对其光学性能和纳米晶形貌进行了表征。结果表明Ce3+离子掺杂的Zn3(BO3)2样品在340～400nm之间有强的荧光发射,其最高发射峰峰位为365nm,在Ce3+掺量为0.5%(摩尔分数,下同)时发光强度达到最高值。Ce3+取代Zn2+离子作为发光中心,Mn2+离子作为激活剂加入,并不影响荧光发射峰的位置,但能够有效增强其发光强度。当Mn2+离子掺量为0.7%(摩尔分数)时,Ce3+、Mn2+共掺杂的Zn3(BO3)2纳米晶发光强度达到最高值。     

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.     

碱土金属长余辉材料的耐酸碱性研究

分别对发光性能最好的铝酸盐基质长余辉材料SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+与硅酸盐基质长余辉材料Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+进行酸、碱处理(以HNO3和NaOH为例),研究其耐酸碱性能。XRD、SEM、激发光谱、发射光谱以及余辉特性测试的结果表明:SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+及Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+经酸、碱处理后物相发生了部分改变,其激发与发射光谱的强度随着酸碱度的增大而降低,但峰形与峰位没有改变;SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+经酸碱处理后表面变得更不平整,棱角变得不明显;SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+经酸处理后的初始亮度为未处理时的39.2%,经碱处理后的初始亮度为未处理时的14.0%;Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+经酸碱处理后晶体的结构、形貌、表面及余辉衰减情况基本无变化。     

Mg2+或Zn2+掺杂的Ca(WO4)1-x (MoO4)x∶ Eu3+ 荧光粉的制备及发光性能研究

以三氧化钨(WO_3)、三氧化钼(MoO_3)、碳酸钙(CaCO_3)和三氧化二铕(Eu2O_3)为原料,通过高温固相法制备了Eu3+激活的钨钼酸钙Ca(WO4)1-x(MoO4)x∶Eu3+红色荧光粉,探究固溶成分变化对材料发光特性的影响。在Eu3+和Li+摩尔分数均为10%条件下,钨酸根离子(WO24-)被不同摩尔分数的钼酸根离子(MoO24-)替换,Ca2+被不同摩尔分数的Mg2+和Zn2+替换。通过X射线衍射仪对样品进行结构分析,通过激发光谱和发射光谱对所制样品的发光性能进行研究。结果表明:当焙烧温度为800℃,(MoO4)2-摩尔分数为25%,Li+和Eu3+摩尔分数均为10%,Mg2+摩尔分数为1%时,荧光粉的发光强度最好,其激发峰位于～352nm处,发射峰在～612nm处; Zn2+摩尔分数为3%时,荧光粉发光强度最好,其激发峰位于～294nm处,发射峰在～612nm处。