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《东北大学》 2009年
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稀土发光材料CaWO_4:Eu~(3+)的制备及其性能表征

郭艳  
【摘要】:稀土离子特殊的4f电子组态能级和电荷转移带结构决定了稀土离子掺杂的发光材料具有许多优异性能,如发光强度高、余辉时间长、发射光波长可调、无辐射、无污染等。基于人们对红色纳米稀土发光材料的实用价值越来越多的关注,以及相关领域内对该材料的制备技术的研究还不够成熟的现状,我们将主要研究方向定位在以降低合成温度、简化工艺流程、缩短反应时间、制备出纯相且颗粒形态可控的产物为目的,寻找高效实用且能耗低的制备技术。影响发光材料性能的主要因素是材料的平均粒径、Eu3+的掺杂量以及材料的结晶程度等。化学沉淀法的优势在于能制备出颗粒粒径大小可控且分散均匀的产品,而高能球磨法能使粉体产生塑性变形及相变,大大提高了能量利用率,扩展了激活剂在基质中的固溶度。因此,本课题充分利用两种方法的优势,在前人工作的基础上成功地合成了粒度适当,且发光性能优越的CaWO4:Eu3+发光材料。 本文研究了通过改变沉淀pH值、沉淀温度、Eu3+的掺杂量以及煅烧温度等参数采用化学沉淀法制备出不同的CaWO4:Eu3+发光材料,利用XRD、SEM和FL等手段对材料的性能进行表征;研究了通过改变球料比、球磨温度、球磨时间以及Eu3+的掺杂量等球磨参数采用高能球磨法制备出不同的CaWO4:Eu3+粉体,利用XRD、SEM和FL等手段表征所得粉体。最终确定发光性能最好的材料制备工艺条件。 实验结果表明: 1.将在沉淀pH值为7,沉淀温度为40。C条件下制得的前驱体在马弗炉中于950℃下煅烧,Eu3+掺杂量为20 mo1%的CaWO4:Eu3+粉体平均粒径适当且均匀,发光强度最高。 2.当球料比为12:1时,将前驱体在600℃下球磨1 h,Eu3+掺杂量为30 mo1%的CaWO4:Eu3+粉体平均粒径小而均匀,发光强度最高。 3.相比化学沉淀法,高能球磨法能使CaWO4:Eu3+发光材料的合成温度从950。C降低至600℃,保温时间从2h缩短到1h,Eu3+掺杂量从20mol%提高到30mol%,同时有效地提高了发光强度和热稳定性,得到无团聚、分散均匀的发光材料颗粒。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TB383.1

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【参考文献】
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