兩種稀土離子摻雜的镥氧化物納米粉末和透明陶瓷的制備以及發(fā)光性能研究.pdf

1、本論文分為五章，其中第1章概述了本論文研究的基礎(chǔ)知識(shí)以及工作背景；從第2章到第5章分別介紹了使用兩種方法合成稀土摻雜的兩種镥氧化物的納米粉末和透明陶瓷的過(guò)程，同時(shí)研究和比較了它們的微觀結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能。
　　 第1章介紹了稀土功能材料，光致發(fā)光的基本原理與三價(jià)稀土離子的發(fā)光特性，概述了納米材料、閃爍體透明陶瓷在國(guó)內(nèi)外的研究、發(fā)展和取得的成果，并結(jié)合本工作具體介紹了兩種制備納米粉體及透明陶瓷的方法，同時(shí)討論了影響透明陶瓷透明度的一些

2、因素。
　　 第2章主要介紹了Lu2O3∶Eu3+納米粉末的共沉淀法制備過(guò)程，并與溶劑熱法制備的樣品進(jìn)行比較。XRD和FTIR結(jié)果顯示溶劑熱法加快了無(wú)定形前驅(qū)物的晶化，有效地降低了高溫煅燒下粉體的結(jié)晶溫度。XRD和SEM結(jié)果表明共沉淀法制備的Lu2O3∶Eu3+前驅(qū)粉是具有200nm棒狀結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)物質(zhì)，而溶劑熱法制備的前驅(qū)粉主要是50nm的近球形顆粒，其主要成分是LuOOH，且于400℃煅燒下出現(xiàn)Lu2O3的相。相同初始條件下

3、，比較了共沉淀和溶劑熱法獲得的Lu2O3∶Eu3+粉末的顆粒度、形貌和發(fā)光性質(zhì)。研究了不同沉淀劑、不同Eu3+摻雜濃度、不同煅燒溫度和煅燒氣氛對(duì)共沉淀法制備的Lu2O3∶Eu3+粉體發(fā)光的影響，并對(duì)部分樣品的衰減進(jìn)行了測(cè)量，分析了Lu2O3∶Eu3+粉體的熒光壽命和粉體顆粒度的關(guān)系。將煅燒獲得的Lu2O3∶Eu3+粉體在不使用任何添加劑的情況下，使用干壓成型制成素坯，于先真空后氮?dú)鉄Y(jié)方式下獲得了Lu2O3∶Eu3+透明陶瓷。初步比較了

4、不同制備條件下Lu2O3∶Eu3+透明陶瓷的透明度，分析了一些具體影響陶瓷透明度的因素。
　　 第3章介紹了溶劑熱法制備LuAG∶Ce3+納米粉體，并研究其發(fā)光性質(zhì)。FTIR和XRD測(cè)量結(jié)果表明，溶劑熱法合成的LuAG∶Ce3+前驅(qū)粉體的主要成分是AlOOH，煅燒溫度400℃下有Lu2O3相的出現(xiàn)，而未經(jīng)過(guò)溶劑熱法制備的前驅(qū)粉在800℃下煅燒還是非晶態(tài)。比較了不同的沉淀劑、不同醇水體積比、不同煅燒溫度對(duì)溶劑熱法合成LuAG∶Ce

5、3+粉體形貌的影響。研究了不同Ce3+摻雜濃度、不同的沉淀劑和不同煅燒溫度下，溶劑熱法合成LuAG∶Ce3+粉體的發(fā)光，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)Ce3+的摻雜濃度為1％，使用碳酸氫銨加氨水作為混合沉淀劑，在1000℃下進(jìn)行煅燒，溶劑熱法獲得的LuAG∶Ce3+納米熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度較強(qiáng)。LuAG∶Ce3+熒光粉5d→4f的發(fā)射譜是位于450～650nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的兩個(gè)發(fā)射帶疊加組成的寬帶，其很好的與硅光電二極管靈敏度曲線(xiàn)匹配。
　　 第4章

6、用共沉淀方法和溶劑熱方法，使用碳酸氫銨加氨水作為沉淀劑制備了LuAG∶Ce3+納米粉末及透明陶瓷。XRD、FTIR、SEM實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，共沉淀方法獲得的LuAG∶Ce3+前驅(qū)粉體具有無(wú)定形片狀結(jié)構(gòu)，其主要成分是碳酸鹽NH4Al(OH)2CO3 and Lu2(CO3)3·nH2O，而溶劑熱法獲得的LuAG∶Ce3+前驅(qū)粉體包含一些八面體形狀的物質(zhì)，其成分主要是由AlOOH和Lu(OH)3組成的氫氧化物。在1100℃煅燒條件下，共沉淀法制

7、備的LuAG∶Ce3+粉體，其顆粒呈現(xiàn)近球形，分散性好，分布較為均勻，粒徑約為80～100m；溶劑熱法在同樣煅燒條件下獲得的LuAG∶Ce3+粉體，團(tuán)聚較為嚴(yán)重，由粒徑30～50nm不規(guī)則的小顆粒所組成。比較了不同煅燒溫度和氣氛下，共沉淀和溶劑熱法制備的LuAG∶Ce3+粉體的發(fā)光。在同樣初始條件下，溶劑熱法制備的LuAG∶Ce3+粉體的激發(fā)和發(fā)光強(qiáng)度較強(qiáng)。將獲得的LuAG∶Ce3+納米粉末，在沒(méi)有任何添加劑情況下壓片，于先真空后氮?dú)鉄?/p>

8、結(jié)的方式下制備了透明陶瓷。比較了兩種方法制備LuAG∶Ce3+陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)和透明度以及具體實(shí)驗(yàn)中影響陶瓷透明度的因素。分析了兩種方法制備的LuAG∶Ce3+透明陶瓷的激發(fā)和發(fā)射譜，比較了不同激發(fā)波長(zhǎng)下的發(fā)光強(qiáng)度變化規(guī)律，并分析了原因。與共沉淀法相比，溶劑熱法制備的LuAG∶Ce3+粉體和透明陶瓷的激發(fā)和發(fā)光強(qiáng)度都較強(qiáng)，但其制備樣品的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，產(chǎn)量相對(duì)較低，制備過(guò)程需要進(jìn)一步優(yōu)化。
　　 在第5章中，通過(guò)將溶劑熱法(270℃