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固相法合成铕离子激活的铝酸锶发光材料研究

高晓明

  稀土铕离子掺杂的铝酸锶基质发光材料是一类发光亮度高、余辉时间长、性能稳定的长余辉发光材料。在应急照明、标识及显示等领域具有广阔的应用前景。本文旨在对合成Eu~(2+)离子激活的SrAl_2O_4基质发光材料的工艺过程进行研究,预期在较低温度条件下合成发光性能好的SrAl_2O_4:Eu~(2+)发光材料,达到降低合成温度的目的。然后对Ce~(3+)和Cu~+离子对于SrAl_2O_4:Eu~(2+)发光材料发光性能的影响进行了一些研究。最后对Eu~(3+)在不同的铝酸锶基质当中的发光情况进行了初步的研究。从目前人们采用高温固相法合成SrAl_2O_4:Eu~(2+)发光材料的研究来看,合成温度普遍较高,一般都在1350℃以上。我们通过对合成温度,保温时间,Eu~(2+)离子的掺杂浓度,还原气氛,助熔剂等影响SrAl_2O_4:Eu~(2+)发光性能的各种因素进行了详细的研究,优化了实验工艺条件,降低了材料的合成温度近100℃,合成了发光性能好的铕激活的SrAl_2O_4发光材料,达到了降低SrAl_2O_4基质发光材料合成温度的预期研究目标。研究发现合成温度高,合成样品的发光效果好,但物相组成也较复杂;Eu~(2+)离子在一定掺杂浓度范围内,合成样品的发光亮度先是出现一个提高过程,然后是一个降低过程,说明Eu~(2+)离子浓度高或低都不利于合成样品发光;保温时间较长,合成样品不发光,保温时间较短,合成样品发光效果不好,只有合适的保温时间才能合成发光效果好的样品;合成样品的粒径大小与发射峰的位置具有一定的关系,粒径越大,发射峰越偏向长波方向;助熔剂对样品的合成温度和发光性能都有影响,助熔剂的量较低时,主要表现为助熔作用,对发光影响不大,助熔剂的量较高时,使得样品发光亮度降低和余辉时间缩短;还原方式的不同,合成样品的发光性能也不一样。另外我们还对Ce~(3+)和Cu~+离子对于SrAl_2O_4:Eu~(2+)发光材料发光性能的影响进行了初步的探讨研究。我们对铕离子在原料中SrCO_3和Al_2O_3的摩尔比分别为1:2,3:1,1:6,4:1和3:16的合成样品中的发光情况进行研究发现,合成样品均发出红色的光,只是发光的深度不同。对合成样品进行X射线粉晶衍射分析发现,合成物是几种铝酸锶晶体的混合相。对合成样品进行荧光光谱分析,测定了合成样品的激发光谱和发射光谱,发现合成样品的发光是山于三价铕离子的f→f跃迁和O~(2-)离子与Eu~(3+)的电荷跃迁形成的。不同样品当中,不同发射峰的强度不同,从而使得不同样品的发光的颜色有所不同。对于三价铕离子在铝酸锶基质当中的发光,根据文献资料检索目前还尚未见报道。……   
[关键词]:铝酸锶;长余辉;制备工艺;发光材料
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:成都理工大学2004年