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《兰州大学》 2008年
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荧光材料粉体颗粒形貌的控制

李秀娟  
【摘要】: 本论文的目的是进行与无机发光材料颗粒形貌控制有关的基础性研究,试图通过对材料的晶粒生长机理的深入研究,来理解微观结构的调控对材料颗粒形貌与发光性能的影响等重要问题。主要研究结果如下: 1.使用溶胶凝胶法制备了Y_3Al_5O_(12)(YAG):Tb~(3+)和Y_2SiO_5(YSO):Ce~(3+)荧光粉,样品具有良好的形貌和发光性能。Y_3Al_5O_(12):Tb~(3+)荧光粉的低压阴极射线发光亮度能达到商品化绿色荧光粉的140%。 2.研究了Y_3Al_5O_(12):Tb~(3+)和Y_2SiO_5:Ce~(3+)荧光粉的颗粒生长过程,并揭示了荧光粉从“软化学”方法制得的纳米级晶粒开始,控制其生长成为微米级颗粒的机理:在颗粒生长的过程中,随着焙烧温度不断升高,大颗粒不断断裂为小颗粒,同时晶粒持续长大。最后的产品颗粒为由几个大约几百纳米的晶粒组成的团聚体,颗粒粒径约为1-2微米。 3.提供了一种潜在的发光材料:由溶胶凝胶法制备的无定形Y_3Al_5O_(12):Tb~(3+)荧光粉具有良好的发光性能。经600℃焙烧的1.4Y_2O_3·(2.5+x)Al_2O_3·0.1Tb_2O_3的无定形体系光致发光亮度能够达到结晶Y_3Al_5O_(12):Tb~(3+)样品的70%。 4.Y_3Al_5O_(12):Tb~(3+)是一种典型的绿色荧光粉,但是在由溶胶凝胶法制备的无定形样品中,有明显的蓝色发光。我们仔细研究了此样品的发射光谱激发和发射光谱,给出了合理的解释:这种现象可能是与无定形粉末颗粒表面的悬键、不饱和键有关的能级或者是与C有关的缺陷造成的。 5.提供了一种简便的包覆方法,可以用于提高Y_3Al_5O_(12):Tb~(3+)荧光粉的颗粒分散性,同时改善荧光粉的低压阴极射线发光性能。还提出了其减小颗粒粒径的机理:当包覆层沉淀到晶粒表面后,会有一些物质填充在晶粒间接触的“颈项”部位。当样品被焙烧时,在这“颈项”部位附近的包覆层就会由于收缩造成内部的压力。如果这种压力不平衡,并且大于晶粒间的接触键强度,那么键就会断裂,使大颗粒变小。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN104.3

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