尿素用量对燃烧法合成CaAl2O4：Eu2+,Nd3+长余辉材料发光性能的影响

利用金属硝酸盐和尿素的氧化还原反应,通过燃烧法在600℃的炉温下合成了蓝紫色长余辉发光材料CaAl₂O₄:Eu²⁺,Nd³⁺。在金属硝酸盐溶液浓度不变的条件下,通过改变尿素与硝酸根的量的比,合成了多组长余辉材料样品。当尿素用量较少时,Eu³⁺不能完全被还原为Eu²⁺;随尿素用量增加,样品的Eu³⁺特征发射减弱,余辉初始亮度和持续时间均得到改善;当尿素的用量达到理论用量的5倍时,样品余辉特性最好,继续增加尿素用量,余辉亮度和持续时间反而下降。将燃烧法制备的各组样品用活性炭密封,在1000℃条件下反应2h,使Eu³⁺完全被还原为Eu²⁺,同时除去燃烧法反应不完全的杂质,可以一定程度提高材料的余辉发光性能。     

燃烧法合成SrAl_(12)O_(19)∶Eu~(2+)

利用相应的金属硝酸盐和尿素之间发生的氧化还原反应 ,在 60 0℃的炉温下 ,制备了发蓝光的铝酸盐发光粉SrAl12 O19∶Eu2 + ,产物为六方晶系。研究结果表明 ,在制备Eu2 + 激活的铝酸盐发光粉时 ,适当过量的尿素用量和相对密闭的反应体系有利于获得纯相和单一发光颜色的产物。     

硼酸掺量对SrAl2O4长余辉发光材料的发光性能影响

用燃烧法制备了Eu2 ,Dy3 共掺杂SrAl2O4长余辉发光材料,研究了不同硼酸掺量对Eu2 ,Dy3 共掺杂SrAl2O4长余辉发光材料发光性能的影响。为了分析B2O3在材料制备中的作用,用XRD对所合成材料进行物相分析,用荧光光谱仪记录其发射光谱,并在暗室里拍摄紫外激发下的发光照片。结果表明:硼酸掺量为0.8的样品的发光光谱,其发射峰峰值位于518 nm,是典型的Eu2 的4f5d→4f的特征发射,为一宽谱带发光光谱。硼酸掺量为2的样品的发光光谱,其在518 nm位置的峰十分弱,而在487 nm处同时出现了一个弱峰,整个谱线呈一斜坡状。随着硼酸加入量的不同,Eu2 ,Dy3 共掺杂铝酸锶的发光效果、形貌特征均不同。在某一范围内,随着硼酸添加量的增加,合成了发光主晶相,烧结温度有所降低,材料的发光性能和发光亮度均有所提高。     

Eu和Dy掺杂BaAl12O19长余辉发光性能研究

采用高温固相法在不同的气氛条件下合成了BaAl12O19:Eu2+/Eu3+,Dy3+发光材料。X射线衍射(XRD)表明:实验得到了纯净的BaAl12O19相结构,Eu和Dy的掺入并未改变相结构。通过比较发现,Eu和Dy掺杂后导致XRD衍射峰向高角度有微小移动,显示Eu和Dy取代晶格中Ba后使面间距发生变化。发射光谱表明:在不同条件下合成的样品都存在Eu2+的4f65d1→4f7之间的宽带跃迁;空气气氛下合成的样品中Eu2+的宽带跃迁的存在表明样品中发生了自还原现象。Dy3+的加入使样品发光增强,同时样品具备了长余辉特性。还原气氛下合成的Eu和Dy共掺样品的余辉衰减和热释光研究表明所得样品具有良好的室温和高温长余辉性能。     

燃烧法表面处理的SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料

SrAl2O4∶Eu2-,Dy3+长余辉发光材料因耐水性差而使其应用受到极大限制.利用快速燃烧法对SrAl2O4∶ Eu2+,Dy3+长余辉发光材料进行表面处理,以X射线粉末衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜及荧光光谱等对表面处理前后SrAl2O4∶ Eu2,By3长余辉发光材料进行表征.实验结果表明:经燃烧法表面处理后...     

Y2O2S∶Eu,Mg, Ti,Gd 红色长余辉发光材料的热稳定性

采用高温固相法制备了Y₂O₂S ∶ Eu,Mg,Ti,Gd红色长余辉材料,研究了热处理工艺对材料稳定性的影响。用X射线衍射表征该材料的相组成,用激发光谱、发射光谱、余辉亮度对材料的发光性能进行表征。结果表明:热处理温度在600 ℃以下时,材料的发光性能不变;当热处理温度达到800 ℃时,发光性能缓慢下降;当热处理温度达到1 000 ℃时,主晶相Y₂O₂S变成Y₂O₂SO₄和Y₂O₃,发光性能急剧下降。与铝酸盐及硫化物发光材料相比,Y₂O₂S ∶ Eu,Mg,Ti,Gd红色长余辉材料具有较好的热稳定性。     

激发波长和Eu2+的掺杂量对Sr4 Al14 O25:Eu2+,Dy3+发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法在低温、还原气氛下制备了长余辉发光材料Sr4 Al14O25:Eu2+,Dy3+.用X射线粉末晶衍射对其进行了物相鉴定,表明在1200℃已经得到纯相的Sr4Al14O25产物.研究了铕和锶的比值、激发光波长对所制备的Sr4 Al14O25:Eu2+,Dy3+发光性能的影响并对其影响机理进行了探讨.样品的发光性能测试结果表明:采用溶胶-凝胶法制备长余辉发光材料Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+,其灼烧温度比高温固相法灼烧温度低;激发光谱向长波方向延伸时,在488 nm处发射峰增强,在410 nm处发射峰减弱;在一定范围内发光强度随着Eu2+量的增加而增强,Eu2+的最佳掺杂量为0.007,Eu2+的掺杂量超过0.007时会发生浓度猝灭.     

长余辉发光材料的紫外-可见反射光谱测定

用“湿法”制备了长余辉发光材料,原料通过水溶液液相分子水平上的均匀混合,利用金属硝酸盐和有机还原剂在较低的温度下发生氧化还原燃烧反应,一步快速生成产品。加热起燃温度低至500℃,反应时间短,所制得的产品成份均匀,晶粒小,外观呈蓬松状态,易研磨粉碎,粉体表观密度小。以紫外－可见分光光度计测定分析了所制备样品在蓄光前后的反射光谱特征并作了探讨。结果表明,除表观密度外,“显法”与“干法”制备的长余辉发光材料的主要性质相同,紫外－可见反射光谱可以准确描述长余辉发光材料的紫外－可见光谱性能特征。     

Li~+掺杂Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉材料的发光性能

采用高温固相法制备Li+掺杂Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+长余辉材料,对样品进行X射线衍射、扫描电镜、激发光谱、发射光谱、余辉衰减曲线和热释光曲线表征,研究了Li+掺杂对Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+发光性能的影响。实验结果表明:Li+掺杂对样品激发光谱和发射光谱的峰形、峰位基本没有影响,但是能改善样品的余辉性能。与未掺杂Li+的样品比较,Li+掺杂摩尔分数为2.5%样品的初始发光强度提高了1.5倍,余辉衰减常数提高了1.6倍。通过热释光曲线表征分析陷阱数量并计算了陷阱深度,分析表明,掺杂Li+能增加基质中氧空位的数量,适量增加陷阱深度,从而提高材料的发光性能。     

燃烧法合成SrAl12O19:Eu2+

利用相应的金属硝酸盐和尿素之间发生的氧化还原反应，在600℃的炉温下，制备了发蓝光的铝酸盐发光粉SrAl12O19:Eu^2 ，产物为六方晶系。研究结果表明，在制备Eu^2 激活的铝酸盐发光粉时，适当量的尿素用量和相对密闭的反应体系有利于获得纯相和单一发光颜色的产物。     

共沉淀法制备Y_2O_2S∶Eu~(3+),Mg~(2+),Ti~(4+)红色长余辉材料

用共沉淀法制备了Y2O2S∶Eu3 ,Mg2 ,Ti4 红色长余辉材料。测量了材料的电子显微形貌、晶体结构和发射光谱。通过与固相法制备的Y2O2S∶Eu3 ,Mg2 ,Ti4 长余辉材料比较,发现两种方法都可以制备粒度基本相同的纯相Y2O2S基质晶体,但共沉淀法样品的颗粒结构更松散。研究了Eu3 浓度对两种方法制备样品的谱线发射强度的影响,通过比较共沉淀法和高温固相法制备的样品中Eu3 的5D1→7F3较高能级跃迁的587.6 nm谱线强度随Eu3 浓度的变化,发现共沉淀法更有利于Eu3 均匀进入Y2O2S基质晶格而形成有效的发光中心。     

Sr1-χBaχAl2O4:Eu2+,Dy3+磷光体的制备及其发光特性

采用高温固相法在1 350 ℃弱还原气氛下制备了Sr1-xBaxAl2O4:Eu2+ ,Dy3+ (x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)长余辉材料,并对其微观结构和发光特性进行了分析.X射线衍射结果表明,当钡的掺杂摩尔分数x＜0.4时,样品晶体结构为SrAl2O4单斜晶系结构;当x≥0.4时,样品晶体结构为BaAl2O4六角晶系结构;而且随着钡对锶的取代,两种晶体结构的晶格常数都发生了一定程度的膨胀.光致发光测试结果表明,当x从0增大到1.0时,样品发射波长峰值也相应由515 nm逐渐蓝移到494 nm.通过热释光谱测试表明, SrAl2O4结构的样品的热释光峰所对应的温度比BaAl2O4 结构的要高,且对应SrAl2O4结构的样品的余辉时间更长,初始亮度更高.     

稀土掺杂长余辉发光玻璃的研究

分别采用空气气氛和还原气氛,制备了稀土Eu₂O₃,Dy₂O₃掺杂的铝硅酸盐玻璃,利用荧光光谱仪对样品进行了测试。结果表明：空气气氛条件下制备的铝硅酸盐玻璃样品均不具备长余辉发光性能, 其激发光谱和发光光谱均是Eu3+的5D_i(i=0, 1)→7F_j(j=0～4)跃迁的典型光谱。经还原气氛处理后,单掺和双掺的铝硅酸盐玻璃样品均具有长余辉发光现象,单掺Eu2+的发光峰位于462 nm,而双掺Eu2+和Dy3+的发光峰位于457 nm,且双掺Eu2+和Dy3+的样品陷阱能级较深,样品的发光持续时间长达12 h以上。     

BaMgAl10O17∶Eu2+,RE(RE=稀土)荧光体的燃烧法合成和发光性质

应用燃烧法在空气中在较低的温度 ( 60 0℃ )下成功地合成了铝酸盐荧光体BaMgAl10 O17∶Eu2 + ,RE。并研究了稀土离子对荧光体发光的影响和作用 ,第一次观察到荧光体的长余辉发光现象。     

Ca~(2+)离子替代对Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Dy~(3+)结构和发光性能的影响

采用高温固相反应按化学式Sr4-xCaxAl14O25:Eu2+,Dy3+(x=0,0.8,1.6,2.4,3.2,4)配比原料,合成长余辉发光材料.X射线衍射分析表明当x2.4时,产物物相均为Sr4Al14O25正交结构;当x2.4时,产物物相转变为CaAl4O7单斜结构.对掺Ca量不同,但结构仍保持Sr4Al14O25的样品采用360nm激光照射,发射光谱表明样品发光均由以Eu2+为发光中心的电子4f65d→4f7跃迁所致,并且随着Ca掺入量的增加,样品发射光谱峰位逐渐蓝移.这是由于Ca2+取代Sr2+位置后,导致晶格收缩,影响Eu2+的5d能级劈裂情况,从而影响电子4f65d→4f7跃迁.余辉衰减检测和热释光谱分析发现,不同Ca掺入量的样品余辉衰减快慢不同,是由于其中存在的陷阱能级深度不同,且陷阱能级越深,其余辉时间越长.     

新型近红外超长余辉材料Zn_3Al_2Ge_2O_(10)∶Cr~(3+)的发光性能

采用高温固相法制备了新型近红外长余辉材料Zn3Al2Ge2O10∶Cr3+,利用X射线衍射、荧光光谱和余辉衰减曲线等对合成的样品进行了分析。结果表明:样品Zn3Al2Ge2O10∶Cr3+是Ge4+取代ZnAl2O4∶Cr3+尖晶石中的部分Al3+而形成的固溶体。在397 nm光的激发下,发射光谱主要由两个明显的窄峰叠加在Cr3+离子的自旋允许跃迁4T2→4A2辐射的宽发射带上。发光强度随着Cr3+离子掺杂浓度的增大和煅烧温度的升高而出现浓度猝灭及温度猝灭现象。当Zn3Al2-xGe2O10∶xCr3+中的Cr3+离子掺杂量x为2%且煅烧温度为1 350℃时,样品的近红外发光及余辉强度最大。材料的余辉持续时间超过300 h,余辉发射谱峰位与荧光发射光谱中的N线一致,均位于697 nm附近。最后分析了煅烧温度对样品余辉性能的影响,并对材料的余辉机制进行了探讨。     

碱土金属离子对红色长余辉材料Y_2O_2S∶Eu~(3+),M~(2+)(M=Mg,Ca,Sr,Ba),Ti~(4+)纳米阵列发光性能的影响

采用溶胶凝胶模板法制备红色长余辉发光材料Y2O2S∶Eu3+,M2+(M=Mg,Ca,Sr,Ba),Ti4+纳米阵列,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分光光度计、照度计分别研究了不同二价离子掺杂下所合成样品的物相、形貌及发光性能。结果表明:样品排列整齐有序,管径大小统一;不同的二价离子种类没有改变晶体结构和发射峰的位置,但对余辉性能有较大的影响。用324 nm波长光激发样品,由于Eu3+的5D0→7F2跃迁,最强的红色发射峰位于626 nm处;不同离子掺杂样品的余辉性能按Ba2+、Ca2+、Sr2+、Mg2+的顺序递加,其中二价离子为Mg2+时,余辉时间长达287 s(≥1 mcd/m2),表现出最佳的余辉性能。     

高亮度蓝绿色长余辉材料Ba_4(Si_3O_8)_2:Eu~(2+),Pr~(3+)的发光性能及其余辉机理研究

通过高温固相法在还原气体保护下合成Ba4(Si3O8)2:Eu2+,Pr3+样品及一系列参比样品.分别利用两种模式测得光致发光与余辉光谱.结果显示:光致发光与余辉的发光中心均是Eu2+离子;共掺Pr3+在基质中引入新的俘获载流子的缺陷.热释光与余辉衰减测试表明,与单掺Eu2+所形成的陷阱深度相比,共掺Pr3+导致余辉强度增强是归因于:在浅陷阱区(T1区)的陷阱深度变得更浅.而余辉时间增长是归因于:在深陷阱区(T2区)深陷阱密度大幅度减少.同时发现在不同激发波长下激发,余辉机理中的激发路径归结于以下两种过程.其一:268 nm激发时,是基质中的电子被直接激发至陷阱.其二:330 nm或365 nm激发时,电子从Eu2+基态激发至激发态.随后部分电子通过导带运输被陷阱中心所俘获.因此,余辉强度的不同归结为以上两种载流子俘获路径的不同.     

纳米棒状长余辉材料BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)的制备与发光性能

利用硝酸铝、硝酸钡、尿素为原料,以一定比例H_2O/正丁醇及H_2O/正丁醇/SBS的混合液作传递压力的介质,进行反应,然后将得到的前驱体在还原气氛下高温煅烧,得到亮度高,余辉时间长的BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)纳米棒状长余辉发光材料。TEM和SEM测试表明高温煅烧后得到的BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)为棒状结构,其激发光谱和发射光谱均为宽带,主发射峰分别为498 nm,是典型的Eu~(2+)5d→4f跃迁。该方法的特点在于:采用水热法合成的BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料一般需经过高温煅烧,容易结块,而在合成制得的产品经1 300℃高温煅烧后仍呈现分散性良好的棒状结构,不需球磨,且发光性能良好,可直接应用。同时将2种不同的实验条件进行比较,发现在不使用表面活性剂的条件下依然可得到分散性良好的棒状BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料。该制备方法有望在其他铝酸盐和硅酸盐系长余辉发光材料的制备中得到应用。     

SrAl_(2x)O_(3x+1):Eu~(2+),Dy~(3+)(x=1～2)合成及其余辉特性分析

通过调节基质组份比例,研究了SrAl2xO3x+1∶Eu2+,Dy3+(x=1~2)荧光粉晶体结构,发光性质及长余辉特性。选取硝酸锶和硝酸铝作为基质原材料,硼酸氨和氟化铝作为助溶剂,采用阳离子草酸盐共沉淀,湿法预先混合原材料及分步合成等方法,制备了亮度高、余辉长及良好粒径分布的系列长余辉发光材料。基于对样品X射线衍射(XRD)图谱,扫描电子显微镜(SEM)照片,激发、发射光谱及余辉衰减曲线分析,发现SrAl2xO3x+1∶Eu2+,Dy3+具有良好的结晶状态;随x增加,发射光谱峰值从520 nm蓝移至470 nm;衰减到可辨认发光强度0.32 mcd/m2,余辉时间可相应地从30 h延长到60 h以上。通过分析发现表现不同余辉特性的主要原因是Eu2+在基质中具有不同浓度、不同衰减寿命的蓝、绿两种发光中心造成的,其中蓝发光中心寿命明显高于绿发光中心。