燃燒法合成鋁酸鈣系熒光粉的研究.pdf

1、本文首先綜述了固體發(fā)光材料，特別是稀土光致發(fā)光材料的發(fā)展、現(xiàn)狀、發(fā)光特性、發(fā)光機(jī)理和制備方法。 稀土摻雜鋁酸鹽類長(zhǎng)余輝材料作為一種非放射性熒光粉，具有對(duì)環(huán)境友好、發(fā)光性能優(yōu)良等特點(diǎn)，是一種極有發(fā)展前途的新材料。但目前已報(bào)道的摻雜堿土鋁酸鹽類長(zhǎng)余輝材料存在合成溫度高、合成工藝復(fù)雜和生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)，嚴(yán)重制約了它的推廣應(yīng)用。為簡(jiǎn)化該類材料的生產(chǎn)工藝、降低生產(chǎn)成本，本論文進(jìn)一步探討該類熒光材料的發(fā)光機(jī)理及其新的制備工藝，獲得如下成果：

2、1、采用活性炭還原工藝，在1350℃條件下，選用氧化鋁和碳酸鈣作原料，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.6％的硼酸作助熔劑，以加入量為1：10的顆粒活性炭為還原劑，恒溫4h后樣品隨爐自然冷卻，成功制得發(fā)藍(lán)紫色光的CaAl2O4：Eu2+，Nd3+長(zhǎng)余輝熒光粉。通過(guò)對(duì)熒光粉發(fā)射光譜的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)激發(fā)光譜和發(fā)射光譜都是寬帶譜，來(lái)源于Eu2+的特征發(fā)光，當(dāng)激發(fā)光波長(zhǎng)λex為330nm時(shí)，熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度最大，主要發(fā)光區(qū)位于430nm附近。 2、采用新的

3、合成方法——燃燒合成法成功制得CaAl2O4：Eu2+,Nd3+熒光粉，詳細(xì)研究了爐溫、激活劑、輔助激活劑、助溶劑和可燃物等對(duì)熒光粉發(fā)光性能的影響，獲得了制備具有優(yōu)良發(fā)光性能的CaAl2O4：Eu2+，Nd3+長(zhǎng)余輝材料的較理想的工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)表明，選用溶液Ca(NO3)2和Al(NO3)3為原料，以摩爾分?jǐn)?shù)為0.12的H3BO3為助熔劑，以理論用量2.2倍的尿素為還原劑，并加入摩爾分?jǐn)?shù)為0.018的Eu2+和0.01的Nd3+，在合成

4、溫度為600℃的馬弗爐中，可制得發(fā)光性能優(yōu)良的CaAl2O4：Eu2+，Nd3+熒光粉。通過(guò)對(duì)產(chǎn)物的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)當(dāng)λex為290nm時(shí)，產(chǎn)生的發(fā)光性能最好，對(duì)應(yīng)的發(fā)射光λem為450nm。 3、進(jìn)一步探討了提高熒光粉發(fā)光亮度的途徑，分別用Zr、Ce和Sr部分取代Ca，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的測(cè)試和分析。結(jié)果表明，當(dāng)摻入少量的Sr2+離子，熒光粉的發(fā)射峰位置不變，還在450nm處；當(dāng)繼續(xù)增加Sr2+的量