稀土摻雜氧化物熒光粉末的水熱制備及熒光性能研究.pdf

1、稀土熒光粉由于在三基色節(jié)能燈、陰極射線管、場(chǎng)發(fā)射顯示器和等離子體平板顯示等技術(shù)領(lǐng)域的巨大應(yīng)用前景而備受關(guān)注。然而,目前主要使用的熒光粉是稀土摻雜的以硫氧化物為基質(zhì)的熒光材料,硫氧化物在使用過(guò)程中熱穩(wěn)定性差且容易污染空氣,而以氧化物為基質(zhì)的熒光粉具有良好的熱穩(wěn)定性、使用過(guò)程中無(wú)有害氣體產(chǎn)生、以及發(fā)光性能較好的優(yōu)點(diǎn)。因此,在提高以氧化物為基質(zhì)的稀土熒光粉發(fā)光性能的同時(shí),降低生產(chǎn)成本對(duì)其商業(yè)化生產(chǎn)具有重大的意義。
　　 本論文提出用水

2、熱法制備Y2O3:Eu3+,Gd2O3:Eu3+和Y2O3:Tb3+,Gd2O3:Tb3+,尋找最佳的稀土元素(Eu3+和Tb3+)摻雜量,并在此基礎(chǔ)上引入金屬離子(Li+,Mg2+,Al3+)利用共摻雜效應(yīng)改良,提高熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度以確定合適摻雜金屬離子及最佳摻雜含量,制備出一系列新型熒光粉。得出的主要結(jié)論如下:
　　 第一、利用水熱法制備了紅色熒光粉Y2O3:Eu3+和Gd2O3:Eu3+,在Y3+與Eu3+摩爾比為20:1

3、,Gd3+與Eu3+摩爾比為30:1時(shí)熒光粉Y2O3:Eu3+和Gd2O3:Eu3+具有最強(qiáng)的發(fā)光強(qiáng)度。為了進(jìn)一步增強(qiáng)熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度,在此基礎(chǔ)上引入金屬離子(Li+,Mg2+,Al3+),制備了紅色熒光粉Y2O3:Eu3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)和Gd2O3:Eu3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)。其中Y3+:Eu3+:Li+為20:1:1時(shí)發(fā)光強(qiáng)度最大,比Y2O3:Eu3+的發(fā)光強(qiáng)度提高了1.06倍;Gd3+:

4、Eu3+:Li+為30:1:0.5時(shí)發(fā)光強(qiáng)度最大,比Gd2O3:Eu3+的發(fā)光強(qiáng)度提高了2.42倍;Gd3+:Eu3+:Mg2+為30:1:1時(shí)發(fā)光強(qiáng)度最大,比Gd2O3:Eu3+的發(fā)光強(qiáng)度提高了1.27倍。摻雜Al3+后,反而降低了Y2O3:Eu3+和Gd2O3:Eu3+的發(fā)光強(qiáng)度,說(shuō)明金屬Li+比較適合做Y2O3:Eu3+熒光粉的共摻雜離子,而Li+與Mg2+離子比較適合做Gd2O3:Eu3+熒光粉的共摻雜離子。
　　 第二

5、、利用水熱法制備了綠色熒光粉Y2O3:Tb3+和Gd2O3:Tb3+,在Y3+與Tb3+摩爾比為20:1,Gd3+與Tb3+摩爾比為30:1時(shí)熒光粉Y2O3:Tb3+和Gd2O3:Tb3+具有最強(qiáng)的發(fā)光強(qiáng)度。為了進(jìn)一步增強(qiáng)熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度,在此基礎(chǔ)上引入金屬離子(Li+,Mg2+,Al3+),制備了綠色熒光粉Y2O3:Tb3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)和Gd2O3:Tb3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)。其中Y3+:

6、Tb3+:Li+為20:1:1時(shí)發(fā)光強(qiáng)度最大,比Y2O3:Tb3+的發(fā)光強(qiáng)度提高了1.16倍;Y3+:Tb3+:Mg2+為20:1:10時(shí)發(fā)光強(qiáng)度最大,比Y2O3:Tb3+的發(fā)光強(qiáng)度提高了1.04倍;Gd3+:Tb3+:Li為30:1:1時(shí)發(fā)光強(qiáng)度最大,比Gd2O3:Tb3+的發(fā)光強(qiáng)度提高了1.51倍。Gd3+:Tb3+:Mg2+為30:1:5時(shí)發(fā)光強(qiáng)度最大,比Gd2O3:Tb3+的發(fā)光強(qiáng)度提高了1.11倍。摻雜Al3+后,Y2O3:T

7、b3+和Gd2O3:Tb3+發(fā)光強(qiáng)度反而降低了。說(shuō)明Li+與Mg2+比較適合做Y2O3:Tb3+和Gd2O3:Tb3+的改良離子。
　　 第三、利用水熱法,制備了紅色熒光粉Y2O3:Eu3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)及Gd2O3:Eu3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)和綠色熒光粉Y2O3:Tb3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)及Gd2O3:Tb3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)。XRD檢測(cè)均屬

8、于立方結(jié)構(gòu),不同摻雜離子或同一摻雜離子不同摻雜量對(duì)材料的結(jié)晶性能和形貌有很大影響。
　　 總之,本論文利用水熱法,分別以Y2O3和Gd2O3為基質(zhì),稀土摻雜離子(Eu3+,Tb3+)作激活劑制備了紅色和綠色熒光粉,金屬離子的引入不同程度的改變了它們的發(fā)光強(qiáng)度,實(shí)驗(yàn)表明最終確定金屬離子Li+,Mg2+是比較適合的摻雜離子,所摻雜改良的紅粉Y2O3:Eu3+,Gd2O3:Eu3+和綠粉Y2O3:Tb3+,Gd2O3:Tb3+均是發(fā)光