铝酸钙、硫氧化钇基质长余辉发光材料的制备及发光性能表征

论文摘要

本论文首先阐述了长余辉发光材料的发展历史及研究现状,针对蓝色和红色长余辉发光材料初始亮度低、余辉时间短的缺点,主要进行了以下几个方面的工作:（1）采用高温固相法制备了CaAl2O4:Eu2+, Nd3+蓝色长余辉发光材料。系统考察了煅烧温度、保温时间、稀土离子掺杂浓度、助熔剂用量对样品发光性能的影响。（2）研究了Ca/Al对CaAl2O4:Eu2+, Nd3+发光性能的影响。所得样品的激发峰峰位随着Ca/Al比值的递减而逐渐向短波方向移动,即发生了蓝移现象,而发射峰峰位仍为440 nm。Eu2+在CaA12O4中的余辉效果较佳,这是由于基质组份配比的变化引起了基质晶格结构的改变,稀土离子在基质中形成的陷阱浓度和陷阱深度随之改变,从而造成了余辉时间的不同。（3）研究了溶剂热法、共沉淀法、低热固相前驱体法对CaAl2O4:Eu2+, Nd3+长余辉发光材料发光性能的影响。荧光测试结果表明,主激发波长随样品粒径的减小逐渐向短波方向移动,即发生了明显的蓝移现象;相反,主发射波长向长波方向移动,即发生了红移现象。对比不同方法所得样品的余辉衰减数据,高温固相法仍是制备铝酸钙长余辉发光材料的主要途径。（4）在CaAl2O4: Eu2+, Nd3+体系中共掺杂非稀土氧化物以期改善其发光性能。余辉测试结果表明,在体系中共掺杂Mn4+时,样品的长余辉特性得到了明显改善,并对CaAl2O4:Eu2+, Nd3+长余辉发光机理进行了初步探讨。（5） Y2O2S:Eu3+, Ti4+, Mg2+红色长余辉发光材料的制备及发光性能表征。考察了煅烧温度、煅烧气氛、保温时间、稀土离子掺杂浓度对样品发光性能的影响,并初步探讨了其发光机理。在此基础上考察了其它镧系稀土离子对体系发光性能的影响。余辉测试结果表明,在体系中共掺杂Ce3+、Pr3+、Tb3+时发生了余辉猝灭,使得体系均没有长余辉发光现象,并探讨了其原因。（6）制备出未见报道的Y2O2S:Gd3+, Lu3+, Ti4+, Mg2+橘黄色长余辉发光材料,探讨了Gd3+、Lu3+在长余辉发光过程中各自所起的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 长余辉发光材料的发展历史及研究现状
• 1.1.1 金属硫化物体系长余辉发光材料
• 1.1.2 铝酸盐体系长余辉发光材料
• 1.1.3 硅酸盐系列发光材料
• 1.2 红色长余辉发光材料
• 1.3 发光材料的基本组成与作用
• 1.4 长余辉发光材料发光性能的主要特征参量.
• 1.5 长余辉材料的制备方法
• 1.6 选题依据及研究意义
• 第二章 铝酸钙基质蓝色长余辉发光材料的制备及发光性能表征.
• 2.1 主要原料
• 2.2 实验仪器及设备
• 2O₄:Eu²⁺、Nd³⁺ 蓝色长余辉发光材料'>2.3 高温固相法制备CaAl₂O₄:Eu²⁺、Nd³⁺蓝色长余辉发光材料
• 2.3.1 样品制备工艺流程
• 2.3.2 样品的激发光谱和发射光谱
• 2.3.3 样品的余辉衰减特性
• 2.3.4 煅烧温度对材料物相组成及发光性能的影响.
• 2.3.5 保温时间对材料发光性能的影响
• 2+、Nd³⁺ 掺杂浓度对材料发光性能的影响'>2.3.6 Eu²⁺、Nd³⁺掺杂浓度对材料发光性能的影响
• 3BO₃ 用量对材料发光性能的影响.'>2.3.7 H₃BO₃用量对材料发光性能的影响.
• 2.4 Ca/Al 对材料物相组成及发光性能的影响
• 2.4.1 对材料物相组成的影响
• 2.4.2 对材料发光性能的影响
• 2O₄:Eu²⁺, Nd³⁺ 长余辉发光材料'>2.5 不同方法制备CaAl₂O₄:Eu²⁺, Nd³⁺长余辉发光材料
• 2.5.1 不同的制备方法
• 2.5.2 不同制备方法所得样品的形貌分析.
• 2.5.3 不同制备方法所得样品的激发光谱和发射光谱.
• 2.5.4 不同制备方法所得样品的余辉特性.
• 2.6 非稀土共掺杂离子对材料发光性能的影响.
• 2O₄:Eu²⁺, Nd³⁺ 长余辉发光机理浅析'>2.7 CaAl₂O₄:Eu²⁺, Nd³⁺长余辉发光机理浅析
• 2.8 小结
• 第三章硫氧化钇长余辉发光材料的制备
• 3.1 主要原料
• 3.2 实验仪器及设备
• 2O₂S:Eu³⁺, Ti⁴⁺, Mg²⁺红色长余辉发光材料的制备及表征'>3.3 Y₂O₂S:Eu³⁺, Ti⁴⁺, Mg²⁺红色长余辉发光材料的制备及表征
• 3.3.1 样品制备
• 3.3.2 煅烧气氛对样品物相组成的影响
• 2O₂S:Eu³⁺, Ti⁴⁺, Mg²⁺ 的激发光谱和发射光谱'>3.3.3 Y₂O₂S:Eu³⁺, Ti⁴⁺, Mg²⁺的激发光谱和发射光谱
• 3.3.4 离子掺杂浓度对材料发光性能的影响
• 3.3.5 煅烧温度对材料发光性能的影响
• 3.3.6 保温时间对材料发光性能的影响
• 2O₂S:Eu³⁺, Ti⁴⁺, Mg²⁺ 发光机理探讨'>3.3.7 Y₂O₂S:Eu³⁺, Ti⁴⁺, Mg²⁺发光机理探讨
• 2O₂S:Eu³⁺, Ti⁴⁺, Mg²⁺ 发光性能的影响'>3.3.8 镧系稀土离子共掺杂（除Eu、Pm 外）对Y₂O₂S:Eu³⁺, Ti⁴⁺, Mg²⁺发光性能的影响
• 2O₂S:Gd³⁺, Lu³⁺, Ti⁴⁺, Mg²⁺ 橘黄色长余辉发光材料的制备及发光性能表征'>3.4 Y₂O₂S:Gd³⁺, Lu³⁺, Ti⁴⁺, Mg²⁺橘黄色长余辉发光材料的制备及发光性能表征
• 2O₂S: Gd³⁺, Lu³⁺, Ti⁴⁺, Mg²⁺ 发光性能表征'>3.4.1 Y₂O₂S: Gd³⁺, Lu³⁺, Ti⁴⁺, Mg²⁺发光性能表征
• 2O₂S: Gd³⁺, Lu³⁺, Ti⁴⁺, Mg²⁺ 发光机理探讨'>3.4.2 Y₂O₂S: Gd³⁺, Lu³⁺, Ti⁴⁺, Mg²⁺发光机理探讨
• 3.5 小结
• 参考文献
• 论文发表情况
• 致谢