【正文】 nsity/a.u.W a v e l e n g t h / n m2760 . 0 10 . 0 20 . 0 40 . 0 60 . 0 8 圖 ,+， xMn2+， 7% BaCl2因此選用 的硅鋁配比較為合理，熒光粉的組成是 。 (3) 結(jié)構(gòu)分析 采用 Bruker 公司的 D8 型 X 射線衍射儀對樣品進行物相和結(jié)構(gòu)分析 ，測試條件：Cu靶 ，波長 λ=，管電壓 40KV，工作電流 40mA，測試范圍： 1080176。 6．當溫度達到 400℃ 時，打開氮氣和氫氣作為還原氣氛焙燒樣品 。 以上物質(zhì)物質(zhì)的量均為 8mmol；用 BaCl2 1. 研究 了反應條件（ 煅燒溫度、時間 ） 對 BC AS:Eu2+的發(fā)光性質(zhì)的影響 ，確定最佳的反應條件。隨著 Sr2+取代量的增加，測其發(fā)射光譜中發(fā)射峰的位置又從 428 nm 藍移至 403 nm。Xibin Yu 等 [31]報道了由于 Eu3+取代二價的堿土金屬后產(chǎn)生有害于發(fā)光的電子空穴，通過加入堿金屬作為電荷補償劑，可顯著的提高發(fā) 光。與近紫外 LED 復合發(fā)出暖白光 LED。發(fā)射光譜變化的主要原因是因為 Ba2+的取代 Sr2+，改變了 Eu2+配位的空間結(jié)構(gòu)。摻雜 Ce3+離子后的發(fā)光則來源于 Ce3+的 5d1→ 4（ f2F5/2,7/2）的躍遷。 M2SiO4： Eu2+體系中的存在兩個發(fā)射峰，均源于 Eu2+的 f→ d 躍遷。在 SrSiO4：沈陽化工大學學士學位論文 第二章 文獻綜述 12 Eu2+中，基質(zhì)屬于正交晶系，低溫為 a 相。是一種潛在的優(yōu)質(zhì)顯示用紅色熒光粉。 ChungHsin Lu[20]等報道了 Eu3+摻雜的 YAG，其可以通過高溫固相以及微乳法合成。 鋁酸鹽熒光粉 白光是一種復合光，其最簡單的獲得方式是藍光與黃光組合形成白光。 水熱法合成的熒光粉，合成的條件一般在 300℃以下，制得的各種形態(tài)的納米粒子較為完整，有良好的結(jié)晶度，合成的物質(zhì)一般均為納米結(jié)構(gòu)，并且大小較為均勻。 燃燒法制備出的樣品，因燃燒產(chǎn)生氣體而使所得產(chǎn)物呈現(xiàn)出泡沫狀、質(zhì)地疏松、不結(jié)團、易粉碎、產(chǎn)物的粒徑一般較小，反應不需要過久的時間，一般幾分鐘就可以完成反應，有著高溫固相 法難以比擬的優(yōu)點，不需要過高的加熱溫度，而且反應迅速同時也不需要較長的冷卻時間。當然溶膠凝膠體系也存在著一些問題，例如所需時間較長，常需要 幾天或者幾周；還有就是凝膠中存在大量微孔，在干燥過程中又將會逸出許多氣體及有機物，并產(chǎn)生收縮。因為其是在熔融狀態(tài)下進行反應，通常得到的樣品為塊狀，具有較高的硬度，必須通過研磨才能得到所需的樣品。 下面對其中的一些進行簡單的介紹。交換相互作用要求施主和受主的波函數(shù)相互重疊，即兩者在晶格中的間距 R0 應小于[10]，其公式為 10300 )V4/3π/(C ??來判斷。 Mn2+具有 5 個 3d 電子，其基態(tài)為 6S5/2，第一激發(fā)態(tài)為 4G。激活劑發(fā)光材料的紫外線能量可以直接被發(fā)光中心吸收，也可以被發(fā)光材料的基質(zhì)所吸收。在稀土離子中， Eu2+離子存在 5d 能級，由于其 5d沈陽化工大學學士學位論文 第二章 文獻綜述 6 能級位置相對較低，因而可觀察到由 fd 躍遷所引起的寬帶發(fā)光光譜。 4f能級是一個未充滿的殼層，共有七個軌道，由于該殼層的電子被外層電子所屏蔽，因而形成許多固定的能級。也有一些材料，在激發(fā)后電子返回到基態(tài)，這種發(fā)光過程被叫做磷光。熒光粉的帶隙能量差通常需要大于 3eV 才能通過躍遷產(chǎn)生可見光。 目前發(fā)光材料的應用很廣，因為用處的不同熒光材料的基質(zhì)是多種多樣的，按其組成可分成無機熒光材料和有機配合物兩大類[5]。隨著稀土分離、提純技術(shù)的進步，以及相關(guān)技術(shù)的促進，稀土發(fā)光材料的研究和應用得到顯著發(fā)展。 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 文獻綜述 3 第二章 文獻綜述 發(fā)光材料 當某種物質(zhì)受到激發(fā)（射線、高能粒子、電子束、外電場等）后，物質(zhì)將處于激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)的能量會通過光或熱的形式釋放出來。 近年來，對于熒光粉的制備研究吸引了越來越多的關(guān)注。 因此在照明和顯示等領域有著廣闊的應用前景。 2H2O的色坐標 CIE為 (,),色溫 Tc=6060K,顯色指數(shù) Ra=，沈陽化工大學學士學位論文 摘要 II 屬于日光色。 采用高溫固相法在還原氣氛中合成了 .975O4:2+,+,xRe3+(Re=La、 Gd、 Dy、 Er)全色 白光 熒光粉。 起止時間： 20xx 年 2 月 20xx 年 6 月 指導教師： 簽字 年 月 日 教研主任： 簽字 年 月 日 學院院長： 簽字 年 月 日 沈陽化工大學學士學位論文 摘要 I 摘要 本論文簡要介紹了 熒光粉及 其常用 的 合成方法，并且 介紹了稀土離子的發(fā)光機理。熒光粉 :+,+,+， 7%BaCl2它與傳統(tǒng)的白 熾燈和熒光燈相比，具有綠色環(huán)保、高效率低能耗、使用壽命長（萬小時）、體積小用途廣、響應速度快安全性能高 等諸多優(yōu)點 ［ 1］ 。由于視覺對近紫外光的不敏感性，這類白光 LED 的顏色只由熒光粉決定，其顏色穩(wěn)定、色彩還原性和顯色指數(shù)高，被認為新一代白光 LED 照明的主 導。 本畢業(yè)實驗采用高溫固相法制備 堿土 硅鋁酸鹽熒光粉， 分析了 （ AlxSi1x）O4 的晶體結(jié)構(gòu)，考察基質(zhì)組成及 Eu2+， Mn2+摻雜量對熒光粉發(fā)光性能的影響， 確定最佳的 Eu2+， Mn2+的摻雜量， 研究鋁硅配比的不同對基質(zhì)晶格結(jié)構(gòu)的影響 以及鋁離子在基質(zhì)中的作用 ， 討論稀土離子在鋁硅酸鹽中的發(fā)光 機理 以及討論了 助熔劑種類，助熔劑 BaCl2 含量，煅燒溫度及煅燒時間對熒光粉發(fā)光性能的影響， 研究不同種類以及不同濃度的敏化劑對發(fā)光強度的影響， 對鋁硅酸鹽熒光粉進行性質(zhì)表征， 測試了XRD 圖譜及光色參數(shù)。稀土元素的 原子 具有未充滿的受到外界屏蔽的 4f5d 電子組態(tài) ，因此有豐富的 電子能級 輻射 ，構(gòu)成廣泛的發(fā)光和 激光材料 。 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 文獻綜述 4 稀土發(fā)光材料的應用會給光源帶來環(huán)保節(jié)能、色彩顯色性能好及長壽命的作用，有利于推動照明顯示領域產(chǎn)品的更新?lián)Q代 。以稀土摻雜為例，稀土離子的最大摻雜比例僅為基質(zhì)的 20%左右。如果躍遷過程發(fā)生的足夠快，這個發(fā)光過程就叫做熒光?？梢哉f，在描述鑭系離子的各種性質(zhì)，特別是光學性能的時候，主要是描述 4f軌道上的運動狀態(tài)。另外，根據(jù)選擇定則， 4fn15d－ 4fn 電子躍遷是允許躍遷，吸收強度比 ff 躍遷大四個數(shù)量級，因此本征熒光壽命比 ff 躍遷短得多。激活劑的價態(tài)、在晶格中的位置、激活劑周圍的環(huán)境等，所有這些決定了發(fā)光中心的結(jié)構(gòu)和它的性質(zhì)。 “能量傳輸 ”則是泛指上述兩種過程。共振能量傳遞分為交換相互作用和電多極相互作用倆種傳遞方式。 目前稀土發(fā)光材料的主要合成方法有：高溫固相法 、 溶膠 —凝膠法、化學沉淀法 、 高分子網(wǎng)絡凝膠法、 水熱合成法、微波合成法、燃燒合成法 、噴霧熱解法 等 [11]。但是其存在著很多的缺點制約了這種方式的發(fā)展，因為多數(shù)反應的 焙燒 溫度均較高，通常在 1000℃以上，消耗大量的電能，通常只需要反應幾個小時，但是冷卻的時間卻是反應時間的幾倍甚至十幾倍，造成了大量熱能的散失。一般認為溶膠 凝膠體系中組分在納米范圍內(nèi)擴散，而固相反應時組分擴散是在微米范圍內(nèi)，因此反應容易進行， 溫度較低， 選擇合適的條件可以制備各種新型材料。雖然其反應也需要高溫馬弗爐，但是其產(chǎn)物與高溫固相反應制得的產(chǎn)品有著本質(zhì)的區(qū)別。 王育華等用中溫水熱法制得了粒度均一、平板狀、不結(jié)團的 GdBO3∶ Eu 粉體 [15]。但是它是一種很具潛力的制備方式 ，有著較大的應用前景。也可以通過摻雜紅色發(fā)光中心，如 Eu3+、 Pr3+、 Sm3+產(chǎn)生紅色發(fā)射沈陽化工大學學士學位論文 第二章 文獻綜述 11 [19]。其色坐標為 x=，y=；合成的新型熒光粉形態(tài)均一，其發(fā)光強度比商用熒光粉高 23%，在 250nm 激發(fā)下測其量子效率較商用熒光粉高 74%。最近幾年，多種硅酸鹽類熒光粉由于其具有 LED 的藍光發(fā)射和紫外發(fā)射相匹配的 激發(fā)光譜，因此他們在固態(tài)照明領域的應用受到了廣泛的關(guān)注和深入研究。色坐標在 Ca2SiO Sr2SiO4 體系中出現(xiàn)紅移而 Ba2SiO4 體系中則出現(xiàn)藍移，是一種紫外激發(fā)的具有潛在應用的熒光粉。在未摻雜的情況下兩種基體的發(fā)光來源于 Pb2+的 3P1→ 1S0 的躍遷。隨著 Ba2+取代 Sr2+的量的增加，發(fā)射光譜的主峰紅移，所得到的發(fā)射光譜覆蓋了更多的紅色區(qū)域。該熒光粉在近紫外光的激發(fā)下，存在三個發(fā)射峰，分別位于 44 50 620nm 處。發(fā)光的顏色可由藍色調(diào)節(jié)為紫色，這種變化的原因是 Sr2+的半徑比 Ca2+半徑大，晶胞參數(shù)和晶胞體積增加導致 Eu2+周圍的晶體場強度減小。而其濃度又不能過高，當超過 80%的時候，幾乎檢測不到發(fā)光現(xiàn)象。 本論文主要研究了以下因素對 BCAS Eu2+熒光粉的發(fā)光性質(zhì)的影響。 沈陽化工大學學士學位論文 第三 章 實驗部分 16 第三章 實驗部分 實驗試劑和儀器 表 實驗中使用的試劑 Table Primary equipment in experiment 藥品名稱 化學式 規(guī)格 生產(chǎn)廠家 氧化銪 Eu2O3 % 國藥集團化學試劑有限公司 碳酸鋇 CaCO3 沈陽化學試劑廠 氯化鋇 BaCl2 沈陽化學試劑廠 碳酸鈉 Na2CO3 天津市塘沽鵬達化工廠 碳酸鋰 Li2CO3 天津市標準科技有限公司 氧化釓 Gd2O3 國藥集團化學試劑有限公司 氧化鏑 Dy2O3 國藥集團化學試劑有限公司 氧化鑭 La2O3 國藥集團化學試劑有限公司 氧化鉺 Er2O3 國藥集團化學試劑有限公司 氟化鋇 BaF2 國藥集團化學試劑有限公司 氧化鋁 Al2O3 國藥集團化學試劑有限公司 碳酸錳 MnCO3 中國醫(yī)藥上?；瘜W試劑公司 碳酸鈣 CaCO3 國藥集團化學試劑有限公司 二氧化硅 SiO2 國藥集團化學試劑有限公司 沈陽化工大學學士學位論文 第三 章 實驗部分 17 表 實驗中使用的主要試劑 Primary reagent in experiment 實驗配比的 計算 按 :+,+,xRe3+的 分子組成進行計算， 即 ： BaCO3 : CaCO3: Eu2O3: MnCO3:Re2O3:SiO2 摩爾比 為 ::()::(x/2):1， 根據(jù)實驗的需要取不同的 x 值，計算各物質(zhì)的質(zhì)量。 5．在小瓷舟上標記后置于 高溫 管式爐中插管封閉后， 開始 升溫。本實驗采用 PMS50型紫外 可見 近紅外分析系統(tǒng) (掃描步長 5nm，激發(fā)波長 365nm)測試樣品的光色參數(shù)。 由上圖可知， 隨著硅鋁比的變化，該種熒光粉發(fā)射和激發(fā)光譜的形狀并沒有明顯的改變， 當硅鋁比為 ， 該熒光粉的 發(fā)光強度最高。 2H2O 的發(fā)射光譜 The emission spectra of ,+， xMn2+ , 7% BaCl2 當摻雜的 Mn2+含量較少時，藍光帶的發(fā)光強度較強，紅光帶較弱。 2H2O 的激發(fā)光譜 （ b） The excitation spectra of ,xEu2+， + , 7% BaCl2