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溶胶-凝胶法制备SrAl_2O_4: Eu～(2+), Dy～(3+)纳米发光材料

作　者: 卢利平
导　师: 张希艳
学　校: 长春理工大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: SrAl2O4 Eu2+ Dy3+ Sol-Gel法纳米粒子长余辉发光发光机理
分类号: TB34
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

20世纪90年代，新型长余辉发光材料SrAl₂O₄：Eu²⁺，Dy³⁺问世，取代了传统的ZnS型长余辉发光材料，受到了国内外广泛的关注。近几年，已能成功地制备出性能优异的SrAl₂O₄：Eu²⁺，Dy³⁺光致发光粉体，但是，在制备方法上，仍然仅仅局限于传统的固相反应法。至于用其它方法能否成功制备出该发光材料，还少见报道。溶胶-凝胶法具有化学均匀性好、颗粒细小、计量准确等优点。本文采用溶胶-凝胶法（Sol-Gel法）成功制备了发光性能优异的SrAl₂O₄：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉光致发光材料。该方法较传统的固相反应法明显、有效的降低了反应烧成温度，且产品具有粒径小而均匀的优点。据目前查证，尚未见用Sol-Gel法合成的SrAl₂O₄：Eu²⁺，Dy³⁺纳米发光材料的报道。本文首次提出，采用Sol-Gel法制备纳米尺度的SrAl₂O₄：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料。本文系统地研究了Sol-Gel法制备SrAl₂O₄：Eu²⁺，Dy³⁺发光材料的一系列工艺条件。讨论了pH值对于Sol、Gel的形成及质量的影响；讨论了灼烧温度和灼烧时间对于产品发光性能及粒径的影响；同时对SrAl₂O₄：Eu²（+），Dy³⁺发光材料的发光机理、发光特性作了探讨。对样品进行了X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜分析（SEM）、透射电镜分析（TEM）、激发光谱、发射光谱和发光余辉测定、差热-热重曲线分析，制备出的SrAl₂O₄：Eu²⁺，Dy³⁺纳米发光材料属于SrAl₂O₄单斜晶系晶体结构；激发光谱是峰值位于240，330，378和425nm的宽带谱；发射光谱是峰值位于523nm的宽带谱，余辉时间长。同时，用Sol-Gel法制备的SrAl₂O₄：Eu²⁺，Dy³⁺纳米发光材料又具备了传统方法制备的发光材料所没有的优点：产品颗粒细、粒径均匀、烧成温度低等。溶胶-凝胶法合成SrAl₂O₄：Eu²⁺，Dy³⁺发光材料的成功，不但为SrAl₂O₄：Eu²⁺，Dy³⁺拓展了新的合成技术，也由于制备出了纳米粉体，从而开辟了在纳米尺度上研究SrAl₂O₄：Eu²⁺，Dy³⁺各种性质的新领域。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-6
目录  6-8
第一章绪论  8-19
  §1．1 溶胶-凝胶法制备发光材料的研究概况  8-9
  §1．2 长余辉发光材料的研究进展  9-18
  §1．3 本文研究目的及内容  18-19
第二章纳米技术与纳米材料  19-27
  §2．1 纳米材料定义  19-20
  §2．2 纳米材料的性质  20-23
  §2．3 纳米材料的制备方法  23-24
  §2．4 溶胶-凝胶法  24-27
第三章 SrAl_2O_4：Eu~（2+），Dy~（3+）发光材料的发光机理  27-38
  §3．1 稀土离子的光谱和能级跃迁  27-28
  §3．2 Eu~（2+）离子的发光  28-30
  §3．3 SrAl_2O_4的晶体结构特点  30-33
  §3．4 SrAl_2O_4：Eu~（2+），Dy~（3+）的发光机理探讨  33-38
第四章 S-G法制备SrAl_2O_4：Eu~（2+），Dy~（3+）纳米发光材料的实验研究  38-43
  §4．1 Sol-Gel法制备SrAl_2O_4：Eu~（2+），Dy~（3+）的原料选择  38-39
  §4．2 工艺过程  39-43
第五章 SrAl_2O_4：Eu~（2+），Dy~（3+）纳米发光材料的性能及表征  43-58
  §5．1 结构分析  43-45
    5．1．1 XRD分析  43-44
    5．1．2 热重-差热分析（TG-DTA）  44-45
  §5．2 性能分析  45-52
    5．2．1 热学性能  46
    5．2．2 光学性能  46-49
    5．2．3 发光衰减特性  49-52
  §5．3 SrAl_2O_4：Eu~（2+），Dy~（3+）纳米粒子尺寸分布的测定  52-57
  §5．4 pH值对于溶液-溶胶-凝胶过程的影响  57-58
结论  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-66
附录  66

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