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蓝紫色铝酸盐长余辉荧光粉的制备与发光性能研究

作　者: 滕晓明
导　师: 孙益民；庄卫东
学　校: 安徽师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 铝酸盐长余辉热释光发光机理稀土
分类号: TQ422
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

铝酸盐长余辉荧光粉作为一种非放射性荧光粉,具有优良的发光性能,且生产过程和使用过程中均不存在污染环境问题,因此具有广阔的应用前景。近几年来,关于长余辉荧光粉的研究报告纷纷出现,研究的重点在于稀土元素掺杂的长余辉荧光粉,尤其是碱土铝酸盐体系。本文研究了CaAl₂O₄体系的蓝紫色长余辉荧光粉,掺杂Eu²⁺和其它辅助激活剂,在适当范围内调节激活剂的浓度,改变基质的组成,进而得到合适的组份配比,还考察了其它因素对该长余辉荧光粉发光性能的影响,最终得到了一种发光亮度高,余辉时间长的长余辉荧光粉,并就长余辉荧光粉的发光机理进行初步探讨。通过实验发现了CaAl₂O₄:Eu²⁺, Nd³⁺长余辉荧光粉的发光亮度与Eu²⁺含量密切相关,当Eu²⁺含量为0.005mol/mol时,该长余辉荧光粉发光亮度最佳;添加辅助激活剂Nd³⁺后,其发光亮度明显提高,余辉时间也大大延长。在制备CaAl₂O₄:Eu²⁺, Nd³⁺时,加入过量的铝有助于提高荧光粉的发光亮度。讨论了不同助熔剂对CaAl₂O₄:Eu²⁺, Nd³⁺长余辉荧光粉发光性能的影响,添加H₃BO₃ 作助熔剂的长余辉荧光粉的亮度明显好于添加其它助熔剂的长余辉荧光粉的亮度。当H₃BO₃含量为1.6%时,制得的长余辉荧光粉亮度最佳。研究了CaAl₂O₄:Eu²⁺, Nd³⁺长余辉荧光粉的热稳定性,发现其热稳定性优于硫化物长余辉荧光粉。首次合成了CaAl₂O₄:Eu²⁺, Nd³⁺, RE³⁺长余辉荧光粉,它的发光性能明显好于CaAl₂O₄:Eu²⁺, Nd³⁺长余辉荧光粉,说明RE³⁺的加入,产生了更多深度合适的陷阱能级;同时,RE³⁺对陷阱能级中的电子具有适当的亲和力,使得电子能够缓慢的释放而产生长余辉现象。通过热释光实验,得到了掺杂不同RE³⁺的荧光粉的热释发光曲线,并采用峰形法对其进行了初步的陷阱深度计算。对稀土掺杂的长余辉荧光粉的发光机理进行了探讨。荧光粉受激发时产生的诱导电子被陷阱俘获:激发停止后,俘获电子在热运动作用下逃逸并将能量传递给Eu²⁺的激发态,然后跃迁到基态,导致其特征发射;被俘获电子的逃逸是一个持续过程,因而荧光粉的发光表现

全文目录

第一章引言  10-11
第二章文献综述和研究内容  11-24
  2.1 文献综述  11-21
    2.1.1 长余辉荧光粉简介  11-18
    2.1.2 长余辉荧光粉研究概况  18-21
  2.2 研究内容  21-24
    2.2.1 论文研究的目的和意义  21-22
    2.2.2 论文研究的主要内容  22-24
第三章荧光粉的制备与性能表征  24-27
  3.1 荧光粉的制备方法  24-26
  3.2 荧光粉的性能表征  26-27
第四章 CaAl_2O_4: Eu~(2+), Nd~(3+)的制备和发光性能研究  27-46
  4.1 激活剂的影响  27-28
  4.2 辅助激活剂的影响  28-29
  4.3 基质组份配比的影响  29-34
  4.4 助熔剂的影响  34-39
  4.5 烧结温度和时间的影响  39-41
  4.6 还原气氛的影响  41-43
  4.7 粉体的二次性能  43-45
  4.8 小结  45-46
第五章 CaAl_2O_4: Eu~(2+), Nd~(3+), RE~(3+)的制备和发光性能研究  46-55
  5.1 CaAl_2O_4: Eu~(2+), Nd~(3+), RE~(3+)的制备  46-47
  5.2 CaAl_2O_4: Eu~(2+), Nd~(3+), RE~(3+)的光谱性能  47-50
  5.3 RE~(3+)对CaAl_2O_4: Eu~(2+), Nd~(3+), RE~(3+)发光性能的影响  50
  5.4 CaAl_2O_4: Eu~(2+), Nd~(3+), RE~(3+)的热释发光性能  50-54
  5.5 小结  54-55
第六章长余辉荧光粉的发光机理  55-65
  6.1 稀土离子在长余辉荧光粉中的作用  55-58
  6.2 陷阱对长余辉的影响  58-60
  6.3 长余辉荧光粉的发光模型  60-65
第七章结论  65-67
参考文献  67-74
致谢  74-75
附录:硕士期间发表的论文、专利及获奖情况  75

蓝紫色铝酸盐长余辉荧光粉的制备与发光性能研究

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