稀土摻雜硅酸鹽材料的制備和發(fā)光性能研究.pdf

1、硅酸鹽具有較高的物理和化學穩(wěn)定性,非常適合作為發(fā)光材料的基質(zhì)。本文用溶膠-凝膠法和高溫固相法制備了三種硅酸鹽熒光粉：藍色熒光粉Sr2SiO4:xCe3+,yMn2+,、紅色熒光粉Sr2SiO4:Eu3+和綠色熒光粉Ca6Sr4(Si2O7)3Cl2:Eu2+,研究它們的熒光發(fā)射性質(zhì)。主要研究內(nèi)容如下：
　　 ⑴通過溶膠-凝膠法合成了Sr2SiO4:xCe3+,yMn2+(0≤x≤0.06,0≤y≤0.06)熒光粉,合成溫度為90

2、0℃,遠低于高溫固相法制備同類硅酸鹽材料所需溫度。在254nm的紫外光激發(fā)下,Sr2SiO4:xCe3+(0≤x≤0.06)樣品發(fā)射光譜為峰值位于465 nm的不對稱單峰寬帶譜。隨著Ce3+濃度的增大,Sr2SiO4:xCe3+(0≤x≤0.06)材料發(fā)射光譜峰值強度先增大后減小,在Ce3+濃度為0.04時,發(fā)射峰強度最大,即在Ce3+濃度大于0.04時出現(xiàn)了濃度淬滅效應。當摻雜Mn2+時,隨著Mn2+摻雜濃度的增加,取代Sr2SiO4

3、中的Sr2+使Sr2SiO4晶胞體積變小,從而晶場作用增強,激發(fā)態(tài)能級下降,最終導致峰值紅移。并且Mn2+摻雜濃度的增加發(fā)光強度呈現(xiàn)減小趨勢。在燒結(jié)時間的研究中,Sr2SiO4:xCe3+,xMn2+隨著燒結(jié)時間的變長,所得樣品的發(fā)光強度減弱。
　　 ⑵通過溶膠-凝膠法制備了紅色熒光粉Sr2SiO4:xEu3+(0.01≤x≤0.09)。在306nm紫外光激發(fā)下,所有樣品的發(fā)射光譜包括5個發(fā)射峰,峰值為576、585、611、6

4、18和650nm,分別對應于Eu3+的5D0→TF0、5D0→7F1、5D0→7F2、5D0→7F2和5D0→7F3輻射躍遷,其中以5D0→7F2躍遷產(chǎn)生的618 nm發(fā)射峰最強。隨著Eu3+濃度的增大,Sr2SiO4:xEu3+(0.01≤x≤0.09)發(fā)射光譜最強峰值先增大后減小,在Eu3+濃度為0.07時,發(fā)射峰強度最大,而后隨著Eu3+濃度的增大,發(fā)射峰強度減小,即在Eu3+濃度大于0.07時出現(xiàn)了濃度淬滅效應。溶膠-凝膠法燒結(jié)

5、溫度對Sr2SiO4:0.05Eu3+的發(fā)射光譜(激發(fā)波長306nm)的峰值(618nm)強度也有影響,在800℃～1300℃燒結(jié)溫度范圍內(nèi)熒光粉的發(fā)光強度隨著溫度的升高而增強。燒結(jié)溫度高使得熒光粉晶體成相變好,從而熒光粉的發(fā)光性能增強。
　　 ⑶Ca6Sr4(Si2O7)3Cl2:xEu2+(0.02≤x≤0.1)是一種適合于紫外-近紫外激發(fā)的綠色熒光粉Ca6Sr4(Si2O7)3Cl2:xEu2+(0.02≤x≤0.1)。在