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Ca_2Zn_4Ti_(15)O_(36):Pr的合成和红色长余辉发光性质

李秀英  
【摘要】:稀土离子掺杂的碱土铝(硅)酸盐绿色长余辉和蓝色长余辉已进入了实用阶段,现在已知的性能最好的绿色长余辉材料是SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+),蓝色长余辉材料是SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Nd~(3+),这两种长余辉发光材料的化学性质、余辉强度及衰减时间类似。根据三原色原理,如果要想得到任意一种颜色的长余辉发光材料,还需要一种化学性质、余辉强度及衰减时间类似的红色长余辉材料。但目前还没有一种性能与之匹配的红色长余辉材料。 MTiO_3∶Pr(M=Mg,Ca,Sr,Ba)是一种化学性质稳定的新型红色长余辉发光材料。其色坐标值(x=0.68,y=0.31)与NTSC的理想红色坐标值(x=0.67,y=0.33)非常接近,具有广泛的应用价值。 Pr~(3+)激活,名义组成为Ca_(0.8)Zn_(0.2)TiO_3是一种由CaTiO_3、Zn_2TiO_4和Ca_2Zn_4Ti_(15)O_(36)组成的混合相,但发光强度比CaTiO_3∶Pr明显增强。Zn_2TiO_4∶Pr没有发光现象,因此本论文研究了Ca_2Zn_4Ti_(15)O_(36)∶Pr的合成和发光性质以及Ca_(0.8)Zn_(0.2)TiO_3∶Pr荧光增强的机理。 1.高温固相合成Ca_2Zn_4Ti_(15)O_(36)∶Pr 将CaCO_3、ZnO、TiO_2按1∶2∶7.5的物质的量之比准确称量,混合充分研磨。加入适量Pr~(3+)和Na~+,处理后,在空气气氛1200℃下,灼烧48~96h得到所需样品。 测试结果表明灼烧48h就能得到纯的Ca_2Zn_4Ti_(15)O_(36)物相,且得到的样品Ca_2Zn_4Ti_(15)O_(36)∶Pr是一种新型红色长余辉发光材料,主激发峰为330nm,在618nm处有红光发射。它性能稳定、余辉衰减比CaTiO_3∶Pr和Ca_(0.8)Zn_(0.2)TiO_3∶Pr都要慢,但却存在发光强度弱的缺点。


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