Sm3+摻雜LDPE-Na2SO4復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及發(fā)光性能研究.pdf

1、稀土發(fā)光材料具有發(fā)光譜帶尖銳、色純度高及轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)異性能，在照明、顯示器件、激光等諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。而稀土離子激活無水硫酸鈉熒光粉因合成方法簡單、成本低及量子效率高等特點(diǎn)，其發(fā)光特性在過去幾年里引起了研究人員的極大關(guān)注。然而，實(shí)際應(yīng)用中，熒光物質(zhì)的發(fā)光性能容易受到外界因素的影響。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，涂層或者將熒光物質(zhì)顆粒分散在聚合物或者玻璃基質(zhì)中可以很好的保護(hù)熒光物質(zhì)顆粒表面，防止發(fā)光強(qiáng)度的降低。
　　本文以高純度無水硫酸

2、鈉(Na2SO4)和高純度無水氟化釤（SmF3）為原料，采用高溫固相法合成Na2SO4∶Sm3+熒光粉。通過分析SmF3摻雜濃度對Na2SO4∶Sm3+熒光物質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的影響，選出發(fā)光性能最佳的原料配比。然后采用熔融共混-熱壓法將合成的Na2SO4∶Sm3+粉末摻雜到低密度聚乙烯(LDPE)基質(zhì)中成功制備了LDPE-Na2SO4∶Sm3+復(fù)合材料。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDX)、正電子湮沒

3、壽命譜(PALS)、熒光光譜(PL)測試手段，首次針對Na2SO4∶Sm3+摻雜濃度及γ射線輻照對復(fù)合材料的相結(jié)構(gòu)、表面形貌、自由體積特性和發(fā)光性能的影響進(jìn)行了表征，并對測試結(jié)果做進(jìn)一步分析和處理。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Na2SO4∶Sm3+熒光物質(zhì)能夠均勻地分散在聚合物基質(zhì)中，且Na2SO4∶Sm3+熒光物質(zhì)的摻雜對LDPE基質(zhì)原有的晶體結(jié)構(gòu)沒有產(chǎn)生明顯的影響。在402nm激發(fā)光下，復(fù)合材料的發(fā)射光譜由位于563，598，644和

4、706nm處4個主要發(fā)射峰組成，依次歸因于Sm3+的4f6電子結(jié)構(gòu)中4G5/2→6HJ(J=5/2，7/2,9/2和11/2)的能級躍遷。復(fù)合材料的發(fā)光強(qiáng)度隨Na2SO4∶Sm3+摻雜濃度的增加而逐漸增強(qiáng)。γ射線輻照效應(yīng)體現(xiàn)在復(fù)合材料結(jié)晶度的升高和自由體積分?jǐn)?shù)的降低，表明低劑量γ射線輻照主要導(dǎo)致LDPE鏈的交聯(lián)。在γ射線輻照后的復(fù)合材料中除了Sm3+的4個主要發(fā)射峰外，同時還觀察到了峰值約在686nm處的Sm2+發(fā)射帶。隨著γ射線輻照劑