稀土硅酸鹽長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的合成與性質(zhì)研究.pdf

1、20世紀(jì)90年代制備出的鋁酸鹽體系長(zhǎng)余輝發(fā)光材料因其優(yōu)良的發(fā)光性能而倍受關(guān)注。然而，該體系耐水性差，限制了其應(yīng)用。為此，近年來(lái)又開發(fā)出化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定的硅酸鹽體系長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，但其發(fā)光性能有待進(jìn)一步提高，仍有許多理論問(wèn)題亟待解決。
　　 目前，長(zhǎng)余輝發(fā)光材料多用高溫固相法制備，該法具有反應(yīng)不完全，灼燒溫度高，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)物晶粒大，硬度高，粉碎后發(fā)光強(qiáng)度明顯降低等諸多缺點(diǎn)，限制了其應(yīng)用。因而，開發(fā)新的合成方法受到越來(lái)越多人的關(guān)注

2、。
　　 本論文以稀土焦硅酸鹽長(zhǎng)余輝材料為研究對(duì)象，探索出合成該類材料的一種新方法一凝膠燃燒法。與高溫固相法相比，該法具有離子分散均勻，合成溫度低，操作簡(jiǎn)單，晶粒度小等優(yōu)點(diǎn)。借助CRD，SEM，熒光光譜等現(xiàn)代測(cè)試手段，對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行了分析和表征，得出以下成果和結(jié)論：
　　 （1）研究發(fā)現(xiàn)溶液的pH值，水浴溫度，起火溫度，H3BO3用量，尿素用量等對(duì)材料的物相結(jié)構(gòu)、形貌粒度、發(fā)光性能等有著顯著的影響，通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)確定了最

3、佳工藝條件。
　　 （2）在最佳工藝條件下，對(duì)Sr2MgSi2O7：Eu2+進(jìn)行了系列稀土離子Ln3+的共摻雜。研究發(fā)現(xiàn)：Sr2MgSi2O7：Eu2+，Ln3+（Ln=La，Ce，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm）的晶體結(jié)構(gòu)均為四方晶系結(jié)構(gòu)；其激發(fā)、發(fā)射光譜的峰形、峰位基本無(wú)變化，主激發(fā)峰位于402nm，次激發(fā)峰位于415nm，與高溫固相法和溶膠-凝膠法制得的Sr2MgSi2O7：Eu2+，Dy3+的激發(fā)峰相比，

4、出現(xiàn)了明顯的紅移現(xiàn)象；發(fā)射光譜也為一寬帶，最大發(fā)射峰位于468nm附近，是典型的Eu2+的4f5d-4f躍遷導(dǎo)致的。共摻雜稀土離子Ln3+的種類對(duì)材料發(fā)光強(qiáng)度、余輝性能有著明顯的影響，其中Dy3+是最理想的共摻雜離子，Sr2MgSi2O7：Eu2+，Dy3+的發(fā)光亮度最高、余輝時(shí)間最長(zhǎng)，可達(dá)5h以上；而Sr2MgSi2O7：Eu2+，Sm3+的發(fā)光亮度最低、余輝時(shí)間最短，不到1 min。
　　 （3）在Sr2MgSi2O7：E

5、u2+，Dy3+基質(zhì)中，摻入不同量的Ca2+，制得Sr2-xCaxMgSi2O7：Eu2+，Dy3+（x=0，0.5，1，1.5，2）系列樣品。研究發(fā)現(xiàn)：此系列樣品的晶體結(jié)構(gòu)均屬四方晶系，但晶胞參數(shù)隨Ca2+的增加而減小。激發(fā)和發(fā)射光譜均為寬帶連續(xù)譜，最大激發(fā)峰位于400nm左右，隨著Ca2+含量的增加，Sr2-xCaxMgSi2O7：Eu2+，Dy3+，（x=0，0.5，1，1.5，2）的發(fā)射峰位依次為468nm，483nm，500n