熔鹽法制備ca2al2sio7_dy3白光熒光粉材料專業(yè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告-材料(已修改)
2025-06-02 14:53 本頁(yè)面
【正文】 材料專業(yè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 項(xiàng)目名稱 ： 熔鹽法制備 Ca2Al2SiO7:Dy3+白光 熒光粉 系 別 ： 材料與化學(xué)工程系 專業(yè)班級(jí)： 材料工程技術(shù) 20xx級(jí) 學(xué) 號(hào)： 11363014 學(xué)生姓名： 柴林林 指導(dǎo)老師 ：陳林 時(shí) 間 : 20xx 年 12 月 1 日 1 材料專業(yè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 熔鹽法制備 Ca2Al2SiO7:Dy3+白光 熒光粉 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1）熟悉和掌握 Ca2Al2SiO7:Dy3+材料制備工藝過(guò)程及原理及性能測(cè)試與結(jié)構(gòu)表征； 2）理解熔鹽法工藝因 素對(duì)材料性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的影響； 3）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力、科學(xué)態(tài)度，使其具有較強(qiáng)動(dòng)手實(shí)踐能力、初步的科研開(kāi)發(fā)能力和科技研究能力； 4）培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和動(dòng)手能力，為學(xué)生畢業(yè)后從事材料生產(chǎn)與檢測(cè)工作奠定基礎(chǔ)。 2 實(shí)驗(yàn)原理及步驟 概述 白光 LED[13]是固體照明的重要光源，它的發(fā)展不僅有利于社會(huì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，而且還可以推動(dòng) LED產(chǎn)業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高我國(guó)照明產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。由于激發(fā)源是短波紫外、長(zhǎng)波紫外或藍(lán)光發(fā)射的半導(dǎo)體，輸出功率高，因此對(duì)發(fā)光材料性能 會(huì)提出特定要求，而針對(duì)這些特定要求開(kāi)展白光 LED專用發(fā)光材料 —— 熒光粉的研究，無(wú)疑是一個(gè)新的研究課題。 LED 用熒光粉可分為有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料 。綜合材料的制備、物理、化學(xué)及發(fā)光特性等因素后，無(wú)機(jī)材料熒光粉成為人們研究和應(yīng)用的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的藍(lán)光激發(fā) Ce3+釔鋁石榴石熒光粉不耐高溫，發(fā)生紅移時(shí)發(fā)光功效也隨之降低。為了獲得低成本、高性能的 LED，人們斷地研發(fā)新的基質(zhì)熒光粉，主要包括硫化物、氮化物及氮氧化物、鋁酸鹽、鉬酸鹽、硅酸鹽等。硫化物基質(zhì)熒光粉由于發(fā)光亮度低、化學(xué)穩(wěn)定性差、有一定毒性等因素，在實(shí)際應(yīng)用中受到限 制。以氮化物及氮氧化物為基質(zhì)的熒光粉合成工藝較復(fù)雜、合成條件較苛刻，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。鋁酸鹽體系熒光粉有燒成溫度較高、抗?jié)裥圆?、單相性基質(zhì)難以制得等缺陷。鉬酸鹽體系熒光粉發(fā)光強(qiáng)度較弱，在很大程度上限制了其應(yīng)用范圍。硅酸鹽作為熒光粉基質(zhì)材料，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性，燒結(jié)溫度至少比鋁酸鹽體系低 100℃等優(yōu)點(diǎn) 。而且，白光 LED的硅酸鹽體系熒光粉 [45]能夠被高效激發(fā)，發(fā)光亮度高，適合近紫外激發(fā)。因而，硅酸鹽白光 LED用熒光粉引起了人們的高度關(guān)注。 Ca2Al2SiO7具有黃長(zhǎng)石結(jié)構(gòu)，屬于四方晶系，空間群 為 P21m，常用作發(fā)光材料的基質(zhì)。 Ca2Al2SiO7為基質(zhì)的 熒光粉的制備方法很多，目前主要的合成方法有：高溫固相法、燃燒合成法 [68]、水熱合成法、溶膠 凝膠法等。通常，熒光粉的合成都采用高溫固相法。該法合成的粉體發(fā)光效率高，但顆粒尺寸大，粒徑分布不均勻且容易團(tuán)聚，形貌難以控制。水熱法、溶膠 凝膠法等軟化學(xué)合成法雖然可以使原料混的更均勻，在一定程度上降低反應(yīng)溫度，且較容易控制熒光粉的形貌與尺寸，但是亮度損失較大。熔鹽法 [9]是一種新發(fā)展起來(lái)的無(wú)機(jī)材料合成方法，具有合成溫度低、反應(yīng)時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單、粉體顆 粒尺寸與形貌可控以及環(huán)境污染小等特點(diǎn) 。 本實(shí)驗(yàn)采用 熔鹽法制備 Ca2Al2SiO7:Dy3+熒光粉 ， 考察 Dy3+的摻入量對(duì) Ca2
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