長余輝藍色發(fā)光材料Sr2MgSi2O7和紅色熒光材料CaAl12O19的制備及發(fā)光性能研究.pdf

1、Eu2+激活的鋁酸鹽和硅酸鹽體系的長余輝熒光粉是目前性能最好的兩種發(fā)光材料，其具有代表的是：發(fā)黃綠光的長余輝熒光粉SrAl2O4:Eu2+,Dy3+和發(fā)藍光的長余輝熒光粉Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+，它們都具有余輝時間長、發(fā)光亮度大、化學(xué)穩(wěn)定性好、無輻射、無毒等優(yōu)點。對這兩個體系相比較，鋁酸鹽體系的長余輝熒光粉具有遇水不穩(wěn)定的缺點，而硅酸鹽體系的長余輝熒光粉恰能克服這一點，但其發(fā)光亮度卻不如前者。另一方面，二氧化硅作為制備硅

2、酸鹽體系的原料之一，其廉價、易得，并且燒結(jié)的溫度也要比鋁酸鹽體系低100℃以上，在金融經(jīng)濟危機的今天，硅酸鹽體系的長余輝熒光粉更具發(fā)展?jié)摿Α?br>　　另一方面，一種新型的以 GaN為襯底近紫外激發(fā)的白色 LED節(jié)能燈(NUV-LED)正逐步受到人們的關(guān)注。這種白色節(jié)能燈的激發(fā)峰位于400nm附近，因此傳統(tǒng)的藍粉BaMgAl10O17:Eu2+，綠粉LaPO4:Tb3+,Ce3+,紅粉Y2O3:Eu因其激發(fā)譜為253.7nm顯然不再合適

3、作為NUV-LED的熒光粉。經(jīng)過人們不懈地努力，找到了激發(fā)峰位于400nm附近的三基色熒光粉：藍粉為(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+,綠粉為ZnS:Cu,Al和紅粉為La2O2S:Eu3+。然而，基于這三基色粉的NUV-LED發(fā)光效率卻低于30Lm.W-1,其原因恰是La2O2S:Eu3+粉較低的發(fā)光色度。為了解決這一問題，人們把目光轉(zhuǎn)向CaAl12O19:Mn4+,雖然這種紅粉的發(fā)光效率無法與Y2O3:Eu匹

4、敵，但是相比于 La2O2S:Eu3+，它的發(fā)光效率已經(jīng)有較大的提升，因此有必要對CaAl12O19:Mn熒光粉做進一步的研究。
　　本論文主要采用高溫固相法制備Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+藍色長余輝發(fā)光材料和CaAl12O19:Mn4+紅色熒光材料。對于Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+藍色長余輝發(fā)光材料，本文系統(tǒng)地探討了合成溫度、Eu2O3摻雜量、Dy2O3摻雜量和硼酸含量對發(fā)光材料性能的影響，進而推測長余輝

5、發(fā)光材料的余輝機理。結(jié)果表明：在合成溫度方面，當(dāng)硼酸含量為15mol％并且合成溫度達到1200℃時，得到的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+長余輝熒光粉與標(biāo)準(zhǔn) PDF卡片(JCPDS Cards No.75-1736)相符合，這說明了Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+長余輝熒光粉的合成溫度需要達到1200℃以上。隨著溫度的進一步升高，Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+長余輝熒光粉的發(fā)光強度呈現(xiàn)增強趨勢，但余輝性能呈現(xiàn)逐

6、漸減弱。本文是將余輝性能作為第一考核標(biāo)準(zhǔn)，因此選擇合成溫度為1200℃。除此之外，當(dāng)Eu2O3摻雜量為2mol%，Dy2O3摻雜量為1mol%，硼酸含量為15mol%時，制備出的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+長余輝熒光粉性能達到最佳。在第四章中，本文根據(jù)第三章的實驗結(jié)果，對長余輝發(fā)光材料的發(fā)光機理進行了初步探討。
　　對于CaAl12O19:Mn4+紅色熒光材料，本文系統(tǒng)地探討了合成溫度和Eu2O3摻雜量對熒光材料發(fā)光性

7、能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)合成溫度在1560℃時，得到的CaAl12O19:Mn4+紅色熒光材料與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片(JCPDS Cards No.84-1413)相符合。在CaAl12O19:Mn4+紅色熒光材料中摻雜Eu2O3對其發(fā)光性能有較大的提升，并且當(dāng)Eu2O3摻雜量在0.8mol%時CaAl12O19:Mn4+紅色熒光材料發(fā)光性能達到最佳。
　　在最后總結(jié)部分，我們有一個非常有意思的發(fā)現(xiàn)，觀察到Sr2MgSi2O7:Eu2+,