Ca1—xZnxTiO3：Pr^3＋,R^＋（R^＋=Li^＋,Na^＋,K^＋,Rb^＋,Cs^＋,Ag^＋）的合成和发光性质

采用X射线衍射、荧光光谱和热释发光研究了Ca1-xZnxTiO 3∶Pr3+, R+的物相组成和发光性质. Pr3+取代Ca2+形成PrCa ·正电性缺陷发光中心. 激发光谱是峰值位于330 nm附近的宽带谱, 发射光谱是峰值在613 nm半宽度为20 nm的带谱, 对应Pr3+的1D2-3H4跃迁发射. 发光强度和余辉随基质组分Zn/Ca摩尔比和合成温度而变化. Zn2+的最佳含量在10%～20%. X射线衍射研究表明掺入适量的Zn2+物相组成为CaTiO3, Ca2 Zn4Ti15O36和Zn2TiO4. 热释发光曲线表明掺入Zn2+离子后体系中形成了新的缺陷ZnTi″, 且ZnTi″的缺陷陷阱深度大于RCa′.     

Ca_(1-x)Zn_xTiO_3∶Pr~(3 ),R~ (R~ =Li~ ,Na~ ,K~ ,Rb~ ,Cs~ ,Ag~ )的合成和发光性质

采用X射线衍射、荧光光谱和热释发光研究了Ca1 -xZnxTiO3∶Pr3 ,R 的物相组成和发光性质。Pr3 取代Ca2 形成PrCa·正电性缺陷发光中心。激发光谱是峰值位于 3 3 0nm附近的宽带谱 ,发射光谱是峰值在 613nm半宽度为 2 0nm的带谱 ,对应Pr3 的1 D2 -3H4 跃迁发射。发光强度和余辉随基质组分Zn/Ca摩尔比和合成温度而变化。Zn2 的最佳含量在 10 %～ 2 0 %。X射线衍射研究表明掺入适量的Zn2 物相组成为CaTiO3,Ca2 Zn4 Ti1 5O36 和Zn2 TiO4 。热释发光曲线表明掺入Zn2 离子后体系中形成了新的缺陷ZnTi″ ,且ZnTi″的缺陷陷阱深度大于RCa′。     

红色长余辉发光材料Ca2Zn4Ti15O36∶Pr3+的合成和发光性质

分别采用高温固相法和溶胶-凝胶法合成了新型红色长余辉发光材料Ca2Zn4Ti15O36∶Pr. 高温固相法合成Ca2Zn4Ti15O36需要在1200 ℃灼烧96 h才能形成纯物相. 热重分析曲线和X射线衍射分析结果表明 溶胶-凝胶法制得的前驱体在700 ℃灼烧12 h开始形成Ca2Zn4Ti15O36物相; 在1000 ℃灼烧24 h得到Ca2Zn4Ti15O36纯物相; 最佳反应温度为1000 ℃, 激活剂Pr3+的最佳浓度为0.6mol%, 发光强度比高温固相法增强了510%.     

硫掺杂对Sr3Al2O6红色长余辉发光材料性能的影响

采用高温固相法,在掺硫和不掺硫两种情形下制备了Sr3Al2O6Eu, Dy红色长余辉发光材料. 利用XRD、荧光分光光度计和亮度计,分别研究了材料的晶体结构、激发光谱、发射光谱和衰减曲线. 结果表明硫的掺入没有引起Sr3Al2O6激发峰的变化,但对材料的组成,初始亮度和余辉特性有明显影响. 在同一烧结温度下,未掺硫的样品主晶相为Sr3Al2O6,并有少量杂相Sr4Al2O7,初始亮度为148 mcd·m-2,余辉时间为330 s; 掺硫的样品主晶相为Sr3Al2O6,含有少量杂项SrS,初始亮度为505 mcd·m-2,余辉时间为18 min.     

红色长余辉荧光粉Ca_2Zn_4Ti_(16)O_(38)∶Pr~(3+)的水热辅助合成及发光性质

采用水热法辅助合成了纯相Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+荧光粉,初始nCa∶nZn∶nTi=2∶4.1∶15,煅烧条件为1 050℃空气气氛烧结5 h。并以X射线衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射光谱和荧光光谱表征了样品的物相组成、微观形貌和光谱性质。合成的荧光粉在高温煅烧后仍较好地保持了球形的微观形态,优化的Pr3+掺杂浓度为0.015。Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+荧光粉在471 nm波长激发下发射红光,发射谱通过高斯分峰拟合得到位于605、620和645 nm的3个发射峰,分别对应于Pr3+的1D2→3H4,3P0→3H6和3P0→3F2跃迁。在471 nm波长激发下,Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+的614 nm红光发射表现出超长余辉特性,表明该荧光粉是一种能被可见光有效激发的红色长余辉荧光粉。     

新型荧光粉Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+，Na+的合成和红色长余辉性质

采用溶胶-凝胶法合成了Ca2Zn4Ti16O38:Pr3+,Na+荧光粉.通过X-射线衍射和荧光光谱表征样品的物相组成和发光性质.X射线衍射(XRD)分析表明添加适量的H3BO3作助熔剂有利于形成良好的Ca2Zn4Ti16O38晶体结构.荧光光谱表明Ca2Zn4Ti16O38:Pr3+,Na+在可见光区(450～495 nm)呈现Pr3+离子的4f→4f厂特征激发光谱以及613 nm(1D2→3H4)和644 nm(3P0→3F2)特征发射.Ca2Zn4Ti16O38:Pr3+,Na+被可见光(475 nm)激发产生的(3P0→3F2)(644 nm)红色发射呈现出极慢的衰减特性.Ca2Zn4Ti16O38:Pr3+,Na+是一种新型的可见光激发红色长余辉荧光粉.     

蓝色长余辉材料CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Nd~(3+)的合成及其发光性能

采用高温固相法合成了系列单相Ca(1-x-y)A l2O4∶Eux2+,Ndy3+(0≤x≤0.045,0≤y≤0.0037)粉末样品,并表征了其发光特性.研究结果表明,样品的发射光谱为最大发射峰位于440 nm的宽带谱,属于Eu2+的4f65d→4f7跃迁.通过对Eu2+,Nd3+掺杂量与样品发光性能之间关系的研究发现,Eu2+和Nd3+最佳掺杂量分别为x=0.001 25和y=0.002 5,并且Nd3+对改善蓝色长余辉材料CaA l4∶Eu2+的余辉性能具有重要的作用.在最佳掺杂条件下,样品的余辉时间可达1 000 m in,初始亮度大于1 200 m cd/m2,60 m in后发光粉的亮度仍然在10 m cd/m2以上.利用正电子湮灭技术和热释光技术,研究了Eu2+和Nd3+对CaA l2O4∶Eu2+,Nd3+材料的发光性能的影响.     

固溶体结构对Ca_(2-x)Sr_xZn_4Ti_(15)O_(36)∶Pr~(3+)发光性质的影响

0引言在绿色和蓝色长余辉发光材料达到应用程度之后,耐候性红色长余辉发光材料成为人们研究的重点。Eu3 、Sm3 激活的硫氧化物[1￣3]、Eu2 铝锶复合硫氧化物[4]和Y2O3∶Eu3 [5]等耐热耐水性红色长余辉材料被相继发现。Pr3 离子掺杂的碱土金属钛酸盐(M TiO3∶Pr,M=M g,Ca,Sr,Ba)是一种新型的红色长余辉发光材料。这种发光材料在615nm附近有很好的单色性红光发射。碱土金属钛酸盐基质化学性能稳定,已开始应用于场发射显示器(FE D)[6,7]。碱土金属钛酸盐是A BO3型化合物,具有钙钛矿结构。B all[8]曾通过在CaTiO3中掺入不同量的Sr2 …     

蓝色长余辉材料CaAl2O4:Eu2+,Nd3+的合成及其发光性能

采用高温固相法合成了系列单相Ca(1-x-y)Al2O4:Eu2+x,Nd3+y(0≤x≤0.045,0≤y≤0.0037)粉末样品,并表征了其发光特性.研究结果表明,样品的发射光谱为最大发射峰位于440nm的宽带谱,属于Eu2+的4f65d→4f7跃迁.通过对Eu2+,Nd3+掺杂量与样品发光性能之间关系的研究发现,Eu2+和Nd3+最佳掺杂量分别为x=0.00125和y=0.0025,并且Nd3+对改善蓝色长余辉材料CaAl4:Eu2+的余辉性能具有重要的作用.在最佳掺杂条件下,样品的余辉时间可达1000min,初始亮度大于1200mcd/m2,60min后发光粉的亮度仍然在10mcd/m2以上.利用正电子湮灭技术和热释光技术,研究了Eu2+和Nd3+对CaAl2O4:Eu2+,Nd3+材料的发光性能的影响.     

共掺La3+对Sr2SnO4∶Sm3+的余辉增强

研究了以La3+离子为辅助激活剂,对Sm3+掺杂的发光材料Sr2SnO4:Sm3+余辉性能的影响。采用传统的高温固相法合成Sr2SnO4∶Sm3+,La3+红色长余辉发光材料。利用X射线粉末衍射仪、荧光光谱仪、热释光剂量仪等手段对粉末样品进行了表征。分析结果表明,在1400℃得到了单相Sr2SnO4,Sr2SnO4∶Sm3+,La3+发光粉末有563、599和646 nm 3个发射峰,与Sm3+单掺杂的Sr2SnO4∶Sm3+相比,其光谱发射峰位没有明显变化。余辉亮度衰减曲线表明适量的La3+掺杂可以延长Sr2SnO4∶Sm3+的余辉时间。通过对热释光谱的分析,解释了双掺杂发光粉余辉性能增强的原因,La3+掺杂增加了更多适宜深度的陷阱(VSr″),可以有效存储光能,增强余辉的时间和强度。     

Ca_(1-x)Zn_xTiO_3∶Pr~(3+)的固溶特性及其发光性能

通过高温固相合成法制备了名义组成为Ca1-xZnxTiO3∶0.002Pr3+(x=0.0~0.20)的红色发光材料,采用XRD和光谱等手段研究微量Zn掺杂的单相Ca1-xZnxTiO3∶0.002Pr3+材料的晶体结构参数与发光性能,分析了等价Zn2+的掺杂对固溶体结构参数与发光性能的影响规律。结果表明,在x≤0.01微量Zn掺杂时,Zn取代Ca形成单相Ca1-xZnxTiO3∶0.002Pr3+固溶;其晶胞参数和晶胞体积,260和330 nm两激发带以及610nm发射峰强度均随Zn掺量增加快速减小,且发光强度与晶胞参数的变化规律相吻合。分析表明这种变化与Zn取代Ca形成的固溶结构有关。     

ZnO/Eu~(3+)发光材料的高温固相合成及其发光性能

采用高温固相法制备了ZnO/Eu3+红色长余辉发光材料.应用正交试验设计法(每个因素取3个水平,选用L9(34)正交试验表),以初始亮度为指标,研究了煅烧温度、Eu3+质量分数、敏化剂Li+质量分数、煅烧时间等4个因素对发光性能的影响;利用X射线衍射仪对合成的ZnO/Eu3+发光材料进行了物相分析,应用荧光分光光度计测定了样品的激发光谱和发射光谱,应用照射计测定了样品的发光特性.结果表明,当各个因素在水平范围内变化时,所制备的样品均具有ZnO晶格结构;荧光粉的主激发峰位于365 nm和458 nm处,主发射峰位于480 nm、570 nm和600 nm~640 nm,对应于Eu3+的4f和5d间的激发和发射.所确定的最佳合成条件为:煅烧温度850℃,w(Eu3+)=4%,w(Li+)=2.5%,煅烧时间3 h.     

红色长余辉发光材料Ca2Zn4Ti15O36：Pr^3＋的合成和发光性质

分别采用高温固相法和溶胶-凝胶法合成了新型红色长余辉发光材料Ca2Zn4Ti15O36:Pr。高温固相法合成Ca2Zn4Ti15O36需要在1200℃灼96h才能形成纯物相。热重分析曲线和X射线衍射分析结果表明：溶胶-凝胶法制得的前驱体在700℃灼烧12h开始形成Ca2Zn4Ti15O36物相；在1000℃灼烧24h得到Ca2ZnTi15O36纯物相；最佳反应温度为1000℃，激活剂Pr^3 的最佳浓度为0．6mol％，发光强度比高温固相法增强了510％。     

一种新的橙红色长余辉荧光材料Y2O2S∶Sm3+

铜激活的硫化锌(ZnS∶Cu)和铕激活的硫化钙(CaS∶Eu)是最早获得应用的蓝色和红色长余辉材料. 随后, 相继发现了铝酸盐体系和硅酸盐体系两大类长余辉荧光材料[1～3]. 这两类长余辉荧光材料在发光亮度、余辉时间、稳定性方面都较前述硫化物系列长余辉荧光材料有很大提高, 从而具有非常广阔的应用前景和应用范围[4～6]. 但这两类长余辉荧光材料的发光颜色一般为蓝紫、蓝或黄绿, 没有红色发光现象. 随着研究的深入, 人们发现了稀土元素激活的碱土钛酸盐红色长余辉荧光材料, 这种荧光材料在发光亮度及余辉上都有明显的提高[7,8], 而且解决了硫化物不稳定的缺点. 近年来才发展起来的以碱土金属氧化物为发光基质, 以Eu3+为激活剂的红色长余辉荧光材料进一步提高了余辉亮度及时间[9].     

Yb3+共掺杂对Zn2GeO4:Mn2+绿色长余辉发光性能增强研究

利用高温固相法合成了Zn2GeO4:Mn2+以及Zn2GeO4:Mn2+,Yb3+绿色发射长余辉发光材料,对样品进行了X射线衍射分析、荧光光谱分析、色坐标、热释发光以及发光寿命测量.分析结果表明,在1050℃下烧结3h的Zn2CeO4为单相产物,所得Zn2GeO4:Mn2+发光材料具有良好的发光性能,在紫外灯激发下发出最强发射位于528 nm的宽带发射并具有优良的长余辉发光特性,其色坐标值分别为x=0.145,y=0.773.Yb3+共掺杂对其长余辉发光性能提高明显.余辉发光在暗场环境下肉眼可观察的持续时间超过2h.通过热释光谱对陷阱进行了分析.对Yb3+共掺杂的长余辉发光增强机理进行了讨论.     

Ca/Sr对(Sr2-xCax)MgSi2O7:Eu2+,Dy3+发光性能的影响

使用高温同相法制备了不同Ca/Sr对(Sr2-xCax)MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉材料发光材料,用X线粉末衍射表征该材料的相组成,用发射光谱、初始亮度和余辉时间对材料的发光性能进行表征,用热释光技术测定材料的陷阱深度.结果表明:Ca/Sr不仅能影响材料的发射光谱,而且还影响材料的初始亮度和余辉时间,随Ca/Sr(x值)增大,该类材料的发射光谱红移,余辉时间逐渐变短,而初始亮度值先变大后变小,陷阱深度逐渐变浅;当Ca/Sr为1时,材料的发光性能最好,这和材料具有合适深度的陷阱(0.5908 ev)有关.     

Yb3+共掺杂对Zn2GeO4∶Mn2+绿色长余辉发光性能增强研究

利用高温固相法合成了Zn2GeO4∶Mn2+以及Zn2GeO4∶Mn2+,Yb3+绿色发射长余辉发光材料,对样品进行了X射线衍射分析、荧光光谱分析、色坐标、热释发光以及发光寿命测量。分析结果表明,在1 050℃下烧结3 h的Zn2GeO4为单相产物,所得Zn2GeO4∶Mn2+发光材料具有良好的发光性能,在紫外灯激发下发出最强发射位于528 nm的宽带发射并具有优良的长余辉发光特性,其色坐标值分别为x=0.145,y=0.773。Yb3+共掺杂对其长余辉发光性能提高明显。余辉发光在暗场环境下肉眼可观察的持续时间超过2 h。通过热释光谱对陷阱进行了分析。对Yb3+共掺杂的长余辉发光增强机理进行了讨论。     

Li+掺杂对Y2SiO5:Pr3+上转换发光性能影响

采用溶胶-凝胶法制备Li+掺杂改性的Y2SiO5:Pr3+上转换发光材料,考察了Li+掺杂对样品晶型及发光性能的影响。采用XRD,DSC-TGA,FS对所制备的材料进行表征,结果表明Li+掺入浓度在7%～8%(摩尔分数)之间会引起Y2SiO5晶体类型由X1型转变为X2型,且Li+掺入后样品转晶型温度由950℃降至800℃;样品经800℃煅烧处理后以X1型Y2SiO5为主相,850℃煅烧处理后以X2型Y2SiO5为主相;Li+掺入同时会提高Y2SiO5:Pr3+材料的上转换发光强度,Li+最佳掺杂浓度为10%,对于双掺杂Pr3+,Li+:Y2SiO5体系中Pr3+最佳掺杂浓度为1.2%。     

SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)的气压敏感余辉发光性能研究

本文对长余辉材料SrAl_2O_4:Eu~2+,Dy~3+在较低气体压力(0~300000 Pa)影响下的余辉强度变化情况进行了系统地研究,发现对于相同的气体压力,余辉亮度的响应情况随加压时间点的改变不同,且在100~260 s之间灵敏度随开始时间的延后而增加,具有较好的规律性.在0~300000 Pa压力范围内SrAl_2O_4:Eu~2+,Dy~3+的余辉强度变化情况与气体压力变化值线性相关且灵敏度较高.我们认为,SrAl_2O_4:Eu~2+,Dy~3+作为新型压敏发光材料在非接触测压领域具有良好的应用前景.     

Er~(3 ),Ho~(3 )和Tm~(3 )在硫氧化钆中的余辉发光

非放射性长余辉磷光粉作为美化和清洁光源在发光陶瓷、交通安全标志、紧急突发事件的照明设施、工艺美术涂料等众多领域得到越来越广泛的应用,引起人们的重视.到目前为止,文献报道的稀土长余辉磷光体的激活离子主要有铕离子(Eu3+和Eu2+[1-4]、三价铈离子(Ce3+)[5]、三价铽离子(Tb3+)[6]、三价镨离子(Pr3+)[7]、三价钐离子(Sm3+)[8].Ho3+,Er3+,Tm3+等稀土离子作为红外上转换发光材料的激活离子[9～12],而关于它们的长余辉发光的报道极少.最近,雷炳富等在Tm3+离子[13]激活的硫氧化钇体系中发现了长余辉发光.在此,我们通过高温固相法合成了Er3+,Ho3+和Tm3+掺杂的硫氧化钆长余辉磷光粉,观察到该体系中迄今未见文献报道的Er3+,Ho3+和Tm3+离子的长余辉发光.