红色稀土发光材料Y2O3:Eu3+的制备及性能表征

论文摘要

稀土发光材料重要的是三基色荧光粉,它由红、绿、蓝三种稀土离子激活的荧光粉组成,用于稀土三基色荧光粉中的红粉Y2O3:Eu3+,其量子效率高,接近100%,而且有较好的色纯度和光衰特性以及合适的发射波长,长期用于彩色电视显像管、三基色荧光灯的红色成分,其市场应用十分广泛,但目前制备Y2O3:Eu3+粉体的方法还存在一些时间长,能耗高,易团聚等问题,为克服这些问题,探究新的制备方法成为研究的热点。本实验采用建立在传统机械球磨技术之上的高温能量球磨法进行粉体的制备,实验工艺简单,节能省时,具有创新性。实验通过化学沉淀法和高温能量球磨法制备发光粉体,在化学沉淀法中,通过改变沉淀pH值、沉淀温度、煅烧温度以及Eu3+的掺杂量等条件采用化学沉淀法制备出不同的Y2O3:Eu3+发光材料,用XRD、FL和SEM等手段对材料的性能进行表征；在高温能量球磨法中,研究了球料比、球磨温度、球磨时间以及Eu3+的掺杂量等球磨参数对Y2O3:Eu3十粉体性能的影响,用XRD、FL和SEM等手段对粉体的性能进行表征。最终确定发光材料的制备工艺。实验得出如下结果：（1）将在沉淀pH值为3,沉淀温度为50℃条件下制得的前驱体在马弗炉中于800℃下煅烧,Eu3+掺杂量为11%的Y2O3:Eu3+粉体的结晶良好,发光强度最高。（2）当球料比为15：1时,将前驱体在600℃下球磨3h,Eu3+掺杂量为12%的Y2O3:Eu3+粉体的颗粒适中且分布均匀,发光强度最高。（3）化学沉淀法与高温能量球磨法两种方法各有优势,化学沉淀法制备的粉体,发光强度更高；相比化学沉淀法,高温能量球磨法合成温度更低一些,使Y2O3:Eu3+发光材料的合成温度从800℃降低至600℃,升温的同时通过球磨提高了固熔度,Eu3+掺杂量由化学沉淀法的11%提高到12%,得到无团聚、分散均匀的荧光粉颗粒。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 发光材料
• 1.2.1 发光材料的基础
• 1.2.2 发光材料的发光
• 1.2.3 发光材料的分类及应用
• 1.2.4 光致发光的主要特征及规律
• 1.3 稀土发光材料
• 1.3.1 稀土发光材料的分类
• 1.3.2 稀土发光材料的发光机理
• 1.3.3 稀土发光材料的优点
• 1.3.4 三价稀土离子的发光性质
• 1.3.5 稀土发光材料的应用
• 1.3.6 稀土红色发光材料
• 1.3.7 稀土红色发光材料的几种常用的制备方法
• 1.4 机械力化学法
• 1.4.1 机械力化学法的介绍
• 1.4.2 机械力固相化学反应的提出
• 1.4.3 机械力化学的研究现状及应用前景
• 1.5 选题意义与研究内容
• 1.5.1 选题意义
• 1.5.2 主要研究内容
• 第2章 实验及性能表征手段
• 2.1 引言
• 2O₃：Eu³⁺粉体的制备'>2.2 Y₂O₃：Eu³⁺粉体的制备
• 2.2.1 实验原理
• 2.2.2 实验主要试剂和仪器
• 2.3 实验工艺流程
• 2O₃：Eu³⁺粉体的性能表征与测试分析'>2.4 Y₂O₃：Eu³⁺粉体的性能表征与测试分析
• 2.4.1 结构分析（X射线衍射,XRD）
• 2.4.2 发光性能分析（荧光光谱仪,PL）
• 2.4.3 形貌分析（扫描电镜,SEM）
• 2O₃：Eu³⁺发光材料及其性能表征'>第3章 化学沉淀法制备Y₂O₃：Eu³⁺发光材料及其性能表征
• 3.1 实验目的
• 3.2 前驱体热分解温度的确定
• 3.2.1 理论分解温度
• 3.2.2 TG-DTA分析确定热分解温度
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 前驱体的X射线衍射和扫描电镜分析
• 3.3.2 激发光谱和发射光谱
• 3.3.3 沉淀pH值对样品发光性能的影响
• 3.3.4 沉淀温度对样品结构和发光性能的影响
• 3.3.5 煅烧温度对样品结构和发光性能的影响
• 3+掺杂量对样品结构、发光性能和形貌的影响'>3.3.6 Eu³⁺掺杂量对样品结构、发光性能和形貌的影响
• 3.4 本章小结
• 2O₃：Eu³⁺发光材料及其性能表征'>第4章 高温能量球磨法制备Y₂O₃：Eu³⁺发光材料及其性能表征
• 4.1 高温能量球磨法
• 4.2 高温能量球磨法制备工艺的主要影响因素
• 4.2.1 球磨机类型
• 4.2.2 球磨的速度
• 4.2.3 球磨的温度
• 4.2.4 球磨的时间
• 4.2.5 球料比
• 4.3 实验主要内容
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 球料比对样品结构和发光性能的影响
• 4.4.2 球磨温度对样品结构和发光性能的影响
• 4.4.3 球磨时间对样品结构和发光性能的影响
• 3+掺杂量对样品结构和发光性能的影响'>4.4.4 Eu³⁺掺杂量对样品结构和发光性能的影响
• 4.5 本章小结
• 2O₃:Eu³⁺发光材料的对比'>第5章 化学沉淀法与高温能量球磨法制备Y₂O₃:Eu³⁺发光材料的对比
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢