YAG∶Ce发光材料合成的助熔剂研究

采用高温固相法合成YAG∶Ce荧光粉时,传统的以硼酸为助熔剂的产物硬度很大,处理过程中容易破坏晶体形貌,影响发光性能。采用氟化物助熔剂(MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、A lF3)及它们与H3BO3混合助熔剂来制备YAG∶Ce,研究了助熔剂种类及其浓度对制得的粉体发光性能的影响,比较了它们的晶体形貌与物相组成。结果表明,采用不同助熔剂合成的YAG∶Ce的激发光谱及发射光谱基本相同,而BaF2、A lF3、SrF2及它们与H3BO3的混合助熔剂系列,可在一定程度上降低产品硬度、提高产品发光亮度;其中H3BO3~SrF2系列、H3BO3~BaF2系列的晶化程度与粒度分布均有改善;H3BO3~BaF2系列的物相组成比较纯,除Y3A l5O12主相外基本无杂相。     

助熔剂对绿色荧光粉Ba2 SiO4∶Eu2+ 颗粒形貌及发光性能的影响

采用高温固相法在弱还原气氛下合成了Ba₂SiO₄∶Eu²⁺绿色荧光粉,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分光光度计考察了不同助熔剂对Ba₂SiO₄∶Eu²⁺荧光粉的结晶度、物相纯度、颗粒形貌和发光强度的影响,并详细讨论了不同助熔剂在荧光粉制备过程中的作用机理。结果表明:不加助熔剂时样品存在BaSi₂和SiO₂杂相;利用NH₄F、Na₂CO₃或H₃BO₃作为助熔剂时会抑制BaSi₂杂相的形成,而BaF₂作助熔剂可以得到纯的斜方晶系。与未加助熔剂合成的荧光粉相比,添加质量分数为2% 的BaF₂、NH₄F或Na₂CO₃后合成样品的发光强度分别提高了138%,81%和34%;而质量分数为2%的H₃BO₃作助熔剂时,荧光粉的发光强度反而降低了14%。BaF₂作助熔剂合成的荧光粉颗粒形貌接近球形,以NH₄F、Na₂CO₃或H₃BO₃作助熔剂合成的荧光粉颗粒形貌分别为不规则片状、纺锤体形和不规则多边形大颗粒。     

H3BO3对BaAl2Si2O8：Eu2+蓝色荧光粉物相组成和发光特性的影响

采用化学共沉淀法一次煅烧工艺合成了BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺蓝色荧光粉.用X射线衍射仪、荧光分光光度计和扫描电镜测试了助熔剂H₃BO₃对BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺蓝色荧光粉物相结构、发光性能、形貌等的影响.研究表明：化学共沉淀法一次煅烧工艺合成的BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺蓝色荧光粉为单相,H₃BO₃的加入使基质结构由六方相转变成单斜相,并引起发射主峰位置和发射强度的变化;BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺蓝色荧光粉的发光强度随着H₃BO₃加入量的增加先增强,后减弱,当加入H₃BO₃的质量分数为1.5%时,发光强度最大;H₃BO₃的加入使合成BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺蓝色荧光粉的颗粒呈类球形,分布更加均匀,粒度更小. 关键词： 3BO₃')" href="#">H₃BO₃ 2Si₂O₈：Eu²⁺')" href="#">BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺ 发光特性 化学共沉淀法     

硼酸对亚微米级Ca3Sc2Si3O12:Ce绿色荧光粉的制备及发光性能的影响

采用凝胶-燃烧法合成了Ca₃Sc₂Si₃O₁₂ ∶Ce绿色LED用荧光粉,用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪等对合成产物进行了分析和表征.结果表明:通过添加H₃BO₃做助熔剂,制得的荧光粉晶相纯正,颗粒形貌均呈现为较规则的类球形,而且所得荧光粉的粒径均小于1 μm.发射光谱呈现为一宽带,发射主峰位于505 nm,该宽峰对应于Ce³⁺关键词： 白光LED 荧光粉 3Sc₂Si₃O₁₂ ∶Ce')" href="#">Ca₃Sc₂Si₃O₁₂ ∶Ce 发光     

掺铋BaF2晶体的制备及其近红外发光研究

通过温度梯度法制备了Bi₂O₃:BaF₂以及BiF₃:BaF₂晶体.在Bi₂O₃:BaF₂晶体中观察到了发光峰位于961 nm,半高宽202 nm的超宽带红外发光.在BiF₃:BaF₂晶体中检测到Bi²⁺和Bi³⁺可见区的发光,但是没有观察到红外发光.通过γ射线辐照实现了BiF₃:BaF₂晶体的近红外发光, 发光峰位于1135 nm,半高宽192 nm.讨论了Bi₂O₃和BiF₃掺杂BaF₂晶体的红外发光的机理. 关键词： 近红外发光 铋 氟化钡晶体 γ辐照     

助熔剂对Sr0.97Si2N2O2：0.03Eu2+荧光粉制备及发光性能的影响

在N₂气氛下,以Si₃N₄、SrCO₃和Eu₂O₃为原料,采用自还原高温固相合成法制备了Sr_0.97Si₂N₂O₂：0.03Eu²⁺荧光粉。在近紫外光激发下,该荧光粉发出明亮的黄绿光,发射峰位于533 nm处。采用XRD分析了不同助熔剂（NH₄F,NH₄Cl,Li₂CO₃,H₃BO₃）条件下的荧光粉晶相发育情况。通过SEM和荧光光谱研究了不同助熔剂对Sr_0.97Si₂N₂O₂：0.03Eu²⁺晶粒形貌及发光性能的影响。结果表明,随着助熔剂的添加,荧光粉团聚现象缓解、结晶度增强、分散性提高,且不同程度地提高了荧光粉的发光强度,其中以NH₄Cl的添加效果最佳。     

碱土氟化物离子晶体中点缺陷形成能计算

基于以前通过经验参数化途径得到的碱土氟化物电子壳模型参数和离子间互作用势参数,计算了CaF₂,SrF₂和BaF₂晶体中点缺陷形成能．计算并对比了SrF₂和BaF₂的声子色散曲线与非弹性中子散射实验数据,再一次复验了经验参数集的质量. 关键词：     

绿色发光粉CaBa2(BO3)2 ∶ Tb3+的 制备和发光特性

采用高温固相法合成了绿色荧光粉CaBa₂(BO₃)₂ ∶ Tb³⁺ 并对其发光特性进行了研究。发射峰值位于496, 549, 588, 622 nm,分别对应Tb³⁺的⁵D₄ →⁷F₆、⁵D₄ →⁷F₅、⁵D₄ →⁷F₄、⁵D₄ →⁷F₃ 能级跃迁。其中以496 nm和549 nm的发射峰最强,样品呈现很好的绿色发光。 主要激发峰位于200~300 nm之间,属于4f⁷5d¹宽带吸收。考察了Tb³⁺掺杂 浓度和Li⁺ , Na⁺ 和 K⁺ 作为电荷补偿剂对样品发光性能的影响,几乎不发生浓度猝灭现象,Li⁺的补偿效果最好。还确定了原料CaCO₃、BaCO₃、H₃BO₃的最佳配比,当H₃BO₃过量3%时,合成的晶体发光亮度最好。     

LiAl5O8∶Tb3+绿色荧光粉的合成及发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了Tb³⁺掺杂的LiAl₅O₈荧光粉并对其发光性能进行了研究。XRD分析表明,前驱物在750 ℃下灼烧2 h得到的样品为纯相的LiAl₅O₈。样品的激发谱为一宽带,其最强的峰位于231 nm。发射谱由4组窄带组成,其中最强峰位于542 nm,对应于Tb³⁺离子的⁵D₄→⁷F₅跃迁。最佳的Tb³⁺掺杂摩尔分数为0.01。探讨了Tb³⁺掺杂浓度、电荷补偿剂(Li⁺)和助熔剂(H₃BO₃)对样品发光性能的影响,结果表明,调节激活剂浓度、添加电荷补偿剂和助熔剂均可以在很大程度上提高材料的发射强度。     

闪烁晶体的发光研究进展

概述了近年来闪烁体发光研究的进展,主要介绍用于未来高能物理实验的新型闪烁体发光机理研究,选取我们在研BaF₂,BaF₂:RE,CeF₃以及PbWO₄中的一些新进展。重点谈及三点:(1)在BaF₂的“价带^→芯带”跃迁发光研究基础上进行稀土(Gd³⁺-Eu³⁺)掺杂时观察到的量子剪裁以及对多光子发光的新思考;(2)CeF₃晶体发光的级联能量传递中,Ce³⁺(290nm发射带)与缺陷发光中心(340nm发射带)间能量传递及其传递效率的温度依赖;(3)PbWO₄晶体的发光中心研究中,提出以“WO₄^-2+O_i”绿光中心替代“WO³+F”中心观点的依据。同时也简介了医用闪烁体的最新进展。     

新型红色荧光粉Na2Ca4(PO4)2SiO4:Eu3+,Bi3+的制备及发光特性

用高温固相法合成了用于白光LED的Na2Ca4(1-x-y)(PO4)2SiO4:xEu3+,yBi3+红色荧光粉.研究了助熔剂H3BO3、二次煅烧时间和稀土掺杂量等制备条件对样品发光性质的影响.结果表明,在1 200℃、助熔剂H3BO3加入量为样品质量的3.8%时可得到更有利于发光的α-NCPS基质,而且掺入Eu3+...     

助熔剂BaF2在制备BaSi2O5:Pb2+过程中的机理

采用高温固相合成法制备出BaSi₂O₅:Pb²⁺荧光体。考察了BaF₂的加入量对产物紫外发射强度的影响。用差示扫描量热分析,X射线衍射,光致发光光谱研究了掺入助熔剂BaF₂后BaSi₂O₅:Pb²⁺紫外发射强度显著增强的机理,并从热力学角度对实验结果作了分析。研究表明少量BaF₂的掺入加快了反应速度;降低了BaSi₂O₅:Pb²⁺形成温度,在高温下与SiO₂反应生成SiF₄气体,生成的SiF₄再与BaCO₃反应形成结晶良好的BaSi₂O₅:Pb²⁺荧光体。     

Eu3+激活硼酸盐基质新型红色荧光粉的制备及发光性能

采用传统高温固相反应法制备了一种新的白光LED用红色荧光粉LiLa2 O2 BO3:Eu3+,并对其晶体结构及发光性能进行了系统研究.XRD分析证实Lila2BO3晶体能够稳定存在,并利用Le Bail模型计算得到其晶胞参数.荧光光谱证实:Eu3+离子在LiLa2O2BO3晶体中占据非反演对称中心格位,该系列荧光粉在紫...     

Ba5(PO4)3Cl：Eu2+荧光粉的制备和发光性能研究

以Eu₂O₃、NH₄H₂PO₄、BaCl₂·2H₂O、BaCO₃为原料,用高温固相法制备出Ba₅（PO₄）₃Cl：Eu²⁺荧光粉。用XRD衍射仪和荧光分光光度计分别测试样品的物相结构和荧光性能。结果表明：制备得到的Ba₅（PO₄）₃Cl：Eu²⁺为单相,在245~425 nm范围均有较大吸收,具有最强峰在435 nm的窄带发射。该荧光粉的发光强度受Eu²⁺浓度的影响较大,其发光随着Eu²⁺浓度的增加先增强后减弱。当Eu²⁺摩尔分数为3%时,发光强度达到最大。     

橙红色荧光粉Ca3Y2Si3O12：Sm3+的制备及发光特性

采用高温固相法在1 400 ℃下经二次煅烧合成了橙红色荧光粉Ca₃Y_2-xSi₃O₁₂：xSm³⁺,研究了Sm³⁺离子掺杂浓度及助熔剂对荧光粉发光性能的影响。XRD结果显示,所合成的荧光粉的主晶相为Ca₃Y₂Si₃O₁₂。荧光光谱分析表明,Ca₃Y₂Si₃O₁₂：Sm³⁺硅酸盐荧光粉可以在320~500 nm范围内得到有效激发,并发射橙红光。在402 nm激发下,样品发射光谱中的主发射峰分别位于562 nm（⁴G_5/2→⁶H_5/2）、598 nm（⁴G_5/2→⁶H_7/2）和646 nm（⁴G_5/2→⁶H_9/2）,其中598 nm处峰值最大。改变Sm³⁺离子掺杂浓度发现：荧光粉发光强度先增大后减小,最佳Sm³⁺掺杂量x（Sm³⁺）为5%,浓度猝灭机理为离子间的相互作用。讨论了几种助熔剂的影响,NH₄F、CaF₂和NaCl均降低荧光粉的发光强度,只有H₃BO₃能够显著增强样品的发光,其最佳掺杂质量分数为1%。     

蓝光激发的Y2.93Al5O12∶0.07Ce3+黄色荧光粉的制备及光致发光

以Al₂(SO₄)₃·18H₂O、尿素为原料,采用水热-热解法制备了球形α-Al₂O₃粉体。以自制α-Al₂O₃、Y₂O₃及CeO₂为原料,固相法制备了白光LED用Y_2.93Al₅O₁₂∶0.07Ce3+黄色荧光粉,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线能谱（EDS）及荧光光谱（PL）等对产物的物相、形貌及光致发光性能进行了表征。结果表明：水热-热解法制备出了物相纯净、分散性良好的球形α-Al₂O₃粉体,以该α-Al₂O₃为原料,合成出可被460 nm蓝光有效激发,发射光谱为峰值在550 nm宽带的Y_2.93Al₅O₁₂∶0.07Ce3+荧光粉,色坐标为（0.453,0.531 9）,采用GSAS软件对Y_2.93Al₅O₁₂∶0.07Ce3+荧光粉的XRD图进行了Rietveld结构精修,精修图与XRD测试图完全吻合,Y,Al,Ce,O四元素均匀地分布在黄色荧光粉产物中,Y_2.93Al₅O₁₂∶0.07Ce3+黄色荧光粉的激发光谱由两个部分组成,在340和460 nm处有两个非常明显的吸收峰,Ce3+的4f能级由于自旋-耦合而劈裂为两个光谱支项2F_7/2和2F_5/2,其中2F_5/2为基谱项。340 nm的激发峰对应于2F_5/2→5D_5/2的跃迁,460 nm的激发峰属于2F_7/2→5D_3/2的跃迁,并且460 nm处的激发强度强于340 nm处激发强度。以460 nm为监测波长得到的发射光谱,最强发射峰位于550 nm,Y_2.93Al₅O₁₂∶0.07Ce3+荧光粉是一种适用于白光LED的高性能黄色荧光粉。     

Charge-transfer bands in alkaline-earth fluoride crystals doped by Eu or Y b ions

Absorption, emission and excitation spectra of CaF₂, SrF₂, BaF₂ crystals doped by Y bF₃ or EuF₃ impurities were studied in 1–12 eV spectral region. The intensive absorption broad bands (denoted as CT₁) were observed in all cases just below the 4f–5d absorption region. Less intensive absorption bands, denoted as CT₂, having energies 1.2–1.5 eV lower than those of CT₁, were observed in CaF₂, SrF₂ crystals doped by EuF₃ or Y bF₃ impurities.

High resolution emission spectra of Eu-doped CaF₂ and SrF₂ crystals excited into CT₁ and CT₂ bands were measured. Under excitation into CT₁ bands, all present Eu sites (C_4v, O_h and some aggregates) were observed in emission spectra. While under excitation into CT₂ bands, only the emission of C_4v sites was observed.     

TiO2微粒对远程荧光粉膜及白光发光二极管器件光色性能的影响

利用热压法将TiO₂微粒掺入至YAG:Ce荧光粉和硅树脂中制备出远程荧光粉膜并封装成白光发光二极管(LED)器件, 通过荧光粉相对亮度仪、双积分球测试系统和可见光光谱分析系统对样品的光色性能及机理进行了研究. 结果表明: TiO₂的散射效应能够显著提高蓝光的利用率和黄光的透射强度, 白光LED器件的光通量在TiO₂浓度为0.966 g/cm³ 时达到最高值415.28 lm(@300 mA, 9.3 V), 提高了8.15%, 相关色温从冷白6900 K逐渐变化至暖白3832 K. TiO₂的掺入不仅提高了远程荧光粉膜的发射强度和白光LED器件的光通量, 同时能调控其相关色温.     

草酸沉淀法制备细颗粒红色荧光粉Y2O3：Eu3+的发光特性

对草酸作为沉淀剂制备的细颗粒红色荧光粉Y₂O₃:Eu³⁺进行结构和发光特性研究,结果表明:其一次粒径为20～30nm,团聚尺寸D₅₀=0.53μm。该荧光粉最大激发峰位于252.2nm,较微米级荧光粉233nm红移了19.2nm;最大的发射峰位于612nm,与微米级的相比几乎没有差别。Eu³⁺离子的掺入构成了发光中心,其最佳掺杂的质量分数为9%,荧光粉发光的猝灭浓度由微米级的6%提高到9%。由于纳米晶存在表面缺陷和悬挂键,其亮度约为微米晶的70%左右,随着团聚尺寸的增加、煅烧温度的提高和助熔剂的加入,荧光粉的发光强度增大。包膜能部分消除表面缺陷和悬挂键,提高发光亮度。荧光粉的色坐标为x=0.6479,y=0.3442。