溶膠-凝膠法稀土硼酸鹽、鋁酸鹽熒光粉和發(fā)光薄膜的制備與性能研究.pdf

1、稀土硼酸鹽發(fā)光材料具有性質穩(wěn)定、發(fā)光效率高和燒結溫度低等優(yōu)點，堿土鋁酸鹽稀土發(fā)光材料具有性質穩(wěn)定、發(fā)光效率高、余輝時間長、沒有放射性危害等特點。與粉末涂敷的發(fā)光涂層相對，采用溶膠凝膠法制備的薄膜具有更高均勻性、更好的附著性。因此，發(fā)光薄膜的制備具有重要的意義。
　　 本文以無機物為原料，檸檬酸為螯合劑，采用金屬螯合凝膠法成功制備了稀土硼酸鹽和堿土鋁酸鹽系列熒光粉，以聚乙二醇為交聯(lián)劑，采用Pechini溶膠-凝膠法制備了稀土硼酸鹽

2、和堿土鋁酸鹽發(fā)光薄膜。用X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）、場發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）及X射線光電子能譜（XPS）等測試方法對產物的晶體結構、形貌、組成進行了詳細的表征，并用光致發(fā)光（PL）光譜研究了它們的發(fā)光性能。
　　 主要得到以下結果：
　　 1）制備了稀土硼酸鹽Y1-xEuxBO3、Y1-xTbxBO3和Y3（1-x）Eu3xBO6系列熒光粉。XRD和SEM分析表明：三個系

3、列的熒光粉都是單斜晶系的晶體，熒光粉的粒徑都在200納米左右，且顆粒分布均勻。由此可知，本文采用的溶膠-凝膠法可以制備單相、粒徑均勻的超細稀土硼酸鹽基質熒光粉，控制反應物中元素的摩爾比可以制備不同的稀土硼酸鹽基質熒光粉。PL光譜分析表明三個系列的熒光粉分別呈橙光、綠光和紅光發(fā)射，猝滅濃度分別為14％、12.5％和16％，它們的發(fā)光強度均隨著熱處理溫度的升高逐漸增強，較合適的熱處理溫度分別為900、850和900℃。
　　 2）在

4、上述得出的較合適條件下，制備了稀土硼酸鹽Y0.86Eu0.14BO3、Y0.875Tb0.125BO3和Y3（1-x）Eu3xBO6（x=0.16）發(fā)光薄膜。AFM分析顯示發(fā)光薄膜粒子大小較均勻，薄膜表面光滑、致密無開裂，表面均方粗糙度達到納米級別。XRD分析表明三種薄膜都是單斜晶系的結晶。XPS分析表明Y0.86Eu0.14BO3薄膜的元素組成主要為釔、銪、硼和氧，說明采用Pechini溶膠-凝膠法能夠有效制備硼酸鹽發(fā)光薄膜。PL光譜

5、分析表明三種薄膜分別呈橙光、綠光和紅光發(fā)射。
　　 3）制備了堿土鋁酸鹽Sr1-xEuxAl2O4、Ca1-xEuxAl2O4系列熒光粉和Sr0.96EU0.04Al2O4發(fā)光薄膜。XRD分析結果表明Sr1-xEuxAl2O4和Ca1-xEuxAl2O4熒光粉是單斜晶系的晶體，PL光譜表明兩者都有明顯的光致發(fā)光，前者發(fā)綠光，后者發(fā)藍光，猝滅濃度都為4％。場發(fā)射掃描電鏡照片表明單斜晶系的Sr0.96EU0.04Al2O4發(fā)光薄膜粒