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《中南大学》 2002年
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铕、镝掺杂碱土铝酸盐长余辉荧光体的制备及其发光特性的研究

莫红兵  
【摘要】: 本文综述了荧光材料的发展、现状,特别是长余辉材料的发展、现状。着重阐述了碱土铝酸盐发光体系的发展、现状、发光特性、制备方法,应用前景,并与其他的发光体系的发光性能进行了比较。 稀土掺杂碱土铝酸盐类长余辉荧光材料作为一种非放射性荧光粉,具有优良的发光性能,且生产过程中也不存在污染环境的问题,因而具有广阔的应用前景。但其生产成本高的缺陷,严重制约了它的应用。为降低该类荧光材料的生产成本,本文研究了该类荧光材料的新的制备方法、工艺。 1、采用活性碳加氧化亚铁还原新工艺,于1350℃的条件下,选用纯度为99.9%、自制超细(细度为1.499μm)的氧化铝和自制特纯的碳酸锶作原料;分析纯级的硼酸为助溶剂,添加的mol分数为0.13;以分析纯级的活性炭,加入的量比为1:5和工业优级的氧化亚铁,加入的量比为5:1一起作还原剂;恒温2h,随炉自然降温,制得了发光性能优良且成本低廉的SrAl_2O_4:Eu,Dy长余辉荧光粉,达到了降低生产成本,简化生产工艺的目的,且该制备工艺未见文献报道;同时为考察氧化铝细度对荧光粉发光性能的影响,应用燃烧法在点火温度为500℃,尿素的实际用量为理论用量的1.5倍时制备了超细氧化铝,所制的氧化铝细度达1.499μm,该方法制备超细氧化铝未见文献报道。 2、为了更大程度地降低荧光体的成本,我们使用一种新的合成方法——燃烧合成法,并在荧光体的基质中分别用Mg、Al替代Sr,成功地制备出了发光及余辉性能优良的MgSrAl_2O_4:Eu,Dy和SrO·6Al_2O_3:Eu,Dy长余辉荧光粉,且这两种荧光体及它们的制备工艺均未见文献报道,首先在空气中较低的温度(600℃),Mg/Sr=1的条件下成功地制备了MgSrAl_2O_4:Eu,Dy长余辉荧光粉;然后选用自制纯度的硝酸铝和自制纯度的硝酸锶作原料;助熔剂为0.12摩尔分数的H_3BO_3辅以0.04摩尔分数的AlF_3所组成的复合助溶剂;用作还原剂的尿素的用量为理论用量的2倍:Eu~(2+)的加入摩尔分数为0.004,Dy~(3+)离子的加入量为Eu~(2+)的加入量的10倍,于点火温度为600℃的马弗炉中,制得了发光强度接近于用高温固相法制得的荧光粉的发光强度的SrO·6Al_2O_3;Eu,Dy长余辉荧光体,生产成本得到了大幅的下降。 通过对制备的荧光体的激发光谱和荧光光谱的测试,发现它们的激发和发射光谱是宽带光谱,属Eu~(2+)的特征发光,跟文献报道的一致,SrAl_2O_4:Eu,Dy、MgSrAl_2O_4:Eu,Dy、SrO·6Al_2O_3:Eu,Dy三种荧光体的激发光λmax分别为340nm、340nm、370nm;发射光λmax分别为530nm、510nm、520nm。对所制备的荧光体的余辉检测,发现它们的光衰均符合I=ct~(-n)规律,n分别为0.63、0.595、0.581,c分别为173、157、135;余辉时间均达12h以上(余辉为0.38mcd/m~2),余辉亮度大,12h 中南大学颀士论文 的时候余辉分别达 0.40 ined/m’、0.45ined/mZ、0.52mcdlmZ。 本文还对稀土掺杂的长余辉发光材料的发光机理进行了浅析。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TQ422

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