钆铝石榴石晶格的镥掺杂稳定化及（Gd，Lu）3Al5O12:Eu3+的荧光性能

论文摘要

本工作以稀土硝酸盐为母盐,碳酸氢铵为沉淀剂,采用反向滴定共沉淀技术,获得了目标产物为（Gd1-xLux）3Al5O12和[（Gd1-xLux）3-yEuy]Al5O12的前驱体。前驱体颗粒分散性良好、粒度均匀、直径约为50nm。前驱体经800℃、900℃、1000℃、1150℃和1300℃五个温度煅烧获得氧化物。采用FT-IR、DTA/TG、SEM、TEM、BET、XRD、PLE-PL对前驱体和所获得氧化物粉体进行了系统研究。FT-IR分析表明前驱体为（NH4）x（Gd,Lu,Eu）3Al5（CO3）y（OH）z·nH2O。镥掺杂可以稳定亚稳态的钆铝石榴石晶格,且随镥掺杂含量的增加目标产物（Gd1-xLux）3Al5O12石榴石相形成温度降低。钆铝石榴石中掺杂镥引起晶格畸变,宏观上表现为获得的石榴石相的XRD衍射峰向大角度偏移,微观上即所得钆铝石榴石晶格常数变小。石榴石的立方晶体结构使Eu3+激活离子处于高对称格位（D2）,故[（Gd1-xLux）3-yEuylAl5O12粉体在235nm激发下呈现强的591nm发射（5D0→7F1磁偶极子跃迁）和弱的611nm发射（5Do→7F2电偶极子跃迁）。所得石榴石荧光粉在波长为254nm的紫外灯照射下呈现鲜艳的橙红色。镥掺杂钆铝石榴石荧光粉的荧光强度随铕离子掺杂量的增加而增强,但超过最佳值Eu/（Eu+Gd+Lu）=5at%时发生荧光的浓度淬灭现象（Eu3+的荧光淬灭浓度为5at%）。由于镥掺杂降低了石榴石晶格中化学键的共价性,荧光粉的荧光强度倾向于随镥含量的增加而降低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 发光材料概述
• 1.1.1 光致发光
• 1.1.2 阴极射线致发光材料
• 1.1.3 电致发光
• 1.1.4 放射线致发光
• 1.1.5 光激励发光
• 1.1.6 能量传输
• 1.1.7 杂质和结构缺陷对发光性能的影响
• 1.1.8 发光中心
• 1.1.9 淬灭
• 1.1.10 发光材料基本性能指标及测试方法
• 1.2 稀土发光材料
• 1.2.1 稀土元素
• 1.2.2 稀土元素的电子层结构特点
• 1.2.3 镧系元素的价态
• 1.2.4 稀土元素的能级跃迁和光谱学性质
• 1.2.5 光谱发生红移或蓝移
• 1.2.6 稀土发光材料的优点
• 1.3 稀土发光材料的合成方法
• 1.3.1 高温固相法
• 1.3.2 沉淀法
• 1.3.3 水（溶剂）热法
• 1.3.4 溶胶-凝胶法
• 1.3.5 燃烧法
• 1.3.6 喷雾热解法
• 1.3.7 微波法
• 1.3.8 高分子网络凝胶法
• 1.4 问题的提出及研究内容
• 第二章 实验方法及表征手段
• 2.1 实验原料与仪器
• 2.2 实验工艺
• 2.2.1 实验原理
• 2.2.2 实验流程
• 2.3 表征手段
• 2.3.1 傅里叶红外变换光谱
• 2.3.2 热分析
• 2.3.3 X射线衍射
• 2.3.4 透射电子显微电镜（TEM）
• 2.3.5 扫描电镜（SEM）
• 2.3.6 比表面积
• 2.3.7 荧光光谱
• 第三章 钆铝石榴石晶格的镥掺杂稳定化
• 1-xLu_x)₃Al₅O₁₂的前驱体的表征'>3.1 目标产物为(Gd_1-xLu_x)₃Al₅O₁₂的前驱体的表征
• 1-xLu_x)₃Al₅O₁₂的前驱体的傅里叶变换红外光谱'>3.1.1 目标产物为(Gd_1-xLu_x)₃Al₅O₁₂的前驱体的傅里叶变换红外光谱
• 1-xLu_x)₃Al₅O₁₂的前驱体的SEM形貌'>3.1.2 目标产物为(Gd_1-xLu_x)₃Al₅O₁₂的前驱体的SEM形貌
• 1-xLu_x)₃Al₅O₁₂前驱体不同温度下所得煅烧产物的表征'>3.2 (Gd_1-xLu_x)₃Al₅O₁₂前驱体不同温度下所得煅烧产物的表征
• 1-xLu_x)₃Al₅O₁₂的前驱体的热分析结果'>3.2.1 目标产物为(Gd_1-xLu_x)₃Al₅O₁₂的前驱体的热分析结果
• 1-xLu_x)₃Al₅O₁₂的前驱体经不同温度煅烧所得粉体的X-射线衍射图'>3.2.2 目标产物为(Gd_1-xLu_x)₃Al₅O₁₂的前驱体经不同温度煅烧所得粉体的X-射线衍射图
• 1-xLu_x)₃Al₅O₁₂的前驱体经不同温度煅烧所得粉体的傅里叶变换红外光谱图'>3.2.3 目标产物为(Gd_1-xLu_x)₃Al₅O₁₂的前驱体经不同温度煅烧所得粉体的傅里叶变换红外光谱图
• 1-xLu_x)₃Al₅O₁₂的前驱体经不同温度煅烧所得粉体的SEM形貌'>3.2.4 目标产物为(Gd_1-xLu_x)₃Al₅O₁₂的前驱体经不同温度煅烧所得粉体的SEM形貌
• 3Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉的表征'>第四章 （Gd,Lu）₃Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉的表征
• 3Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉前驱体的表征'>4.1 （Gd,Lu）₃Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉前驱体的表征
• 3Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉前驱体傅里叶变换红外图谱'>4.1.1 （Gd,Lu）₃Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉前驱体傅里叶变换红外图谱
• 3Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉体前驱体的TEM形貌'>4.1.2 （Gd,Lu）₃Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉体前驱体的TEM形貌
• 3Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉形貌'>4.2 （Gd,Lu）₃Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉形貌
• 3Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉体的SEM形貌'>4.2.1 （Gd,Lu）₃Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉体的SEM形貌
• 3Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉体的TEM形貌'>4.2.2 （Gd,Lu）₃Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉体的TEM形貌
• 3Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉前驱体经不同温度煅烧所得粉体的BET结果'>4.3 （Gd,Lu）₃Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉前驱体经不同温度煅烧所得粉体的BET结果
• 3Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉的荧光性能'>4.4 （Gd,Lu）₃Al₅O₁₂：Eu³⁺荧光粉的荧光性能
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢