高密度发光材料BiTaO4∶Pr3+和BiTaO4的发光特性研究

研究了BiTaO4∶Pr3+, BiTaO4的光致发光性质, 测量了BiTaO4的红外透射和漫反射光谱. BiTaO4的光致发光光谱发射峰位于约420, 440, 465 nm; 其激发谱在约330～370 nm范围有明显的激发. BiTaO4∶Pr3+的光致发光光谱为Pr3+的特征发射, 主峰为606 nm, 来自Pr3+的3P0→3H6跃迁; 其激发谱由来自于基质的峰值为325 nm和范围在375～430 nm的宽激发带以及Pr3+的特征激发组成, 325 nm, 375～430 nm的激发带可能分别来自钽酸根团的电荷迁移跃迁和基质的带间缺陷能级的吸收; 在BiTaO4∶Pr3+中存在着基质→Pr3+的能量传递. 由于BiTaO4∶Pr3+基质的密度和Pr3+的发光强度均超过PbWO4, 因此BiTaO4∶Pr3+可能是潜在的重闪烁体.     

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′。     

水热法制备长余辉发光材料CaTiO3:Pr,Al及其发光性能

以氯化钙、四氯化钛和Pr6O11为原料,采用水热法结合煅烧制备了掺镨的钛酸钙长余辉发光材料.水热产物进行了XRD、扫描电镜、荧光光谱等表征.研究了水热条件、煅烧条件以及添加Al3+(以Al(NO3)3为原料)对CaTiO3:Pr粉末发光的影响.结果表明:直接水热即可得到具有一定余辉的CaTiO3:Pr发光材料,添加Al3+后长余辉性能显著提高.在200℃水热反应6 h可获得性能最佳的产物,最佳煅烧条件为900℃煅烧1 h.     

稀土红色长余辉发光材料研究进展

综述了稀土元素掺杂红色长余辉发光材料的研究进展，总结了硫化物、钛酸盐、硫氧化物、硅酸盐、氧化物和磷酸盐等基质体系的红色长余辉发光，并指出硫氧化物和磷酸盐等基质是最具有发展前景的红色长余辉发光体系，讨论了Eu^2 在硫化物、Pr^3 在钛酸盐以及Eu^3 和Sm^3 等稀土离子在硫氧化物和硅酸盐等体系中的红色长余辉发光机制。介绍了传统的高温固相法以及溶胶．凝胶法、微波合成法等稀土红色长余辉材料的制备技术。提出了从基质材料、制备技术和稀土离子发光机制入手是稀土红色长余辉发光材料今后研究与开发的发展方向。     

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。     

ZnO-B2O3∶Tb3+长余辉玻璃的发光性质

通过还原方法制备了Tb3+离子掺杂的硼酸锌玻璃,并观察到在254 nm紫外光激发后有明亮的绿色长余辉发光现象,余辉时间达6 h.通过激发与发射光谱、余辉光谱、余辉衰减曲线、热释光谱、热释光释出速率衰减曲线等得到的信息,研究了Tb3+离子掺杂的硼酸锌玻璃的发光性质.     

长余辉发光玻璃SrAl2O4∶Dy, Eu的制备与发光性能研究

在低熔点破璃中掺杂一定量的长余辉发光粉制备了性能优良的长余辉发光玻璃。在保证发光玻璃均匀透明的基础上，发光性能随发光粉掺杂量的增加而增强，尽量降低假烧温度和减少保温时间可以保持良好的发光性能，在还原气氛制备的发光玻璃性能优于在空气中制备的。煅烧工艺对发光玻璃的微观结构有显著的影响。     

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。     

杂质的添加对SrAl_2O_4∶Eu~(2 ),Dy~(3 )余辉发光特性的改善

采用溶胶 凝胶法制备SrAl2 O4 ∶Eu2 ,Dy3 磷光体 ,并在合成过程中添加硼或硅以探讨光致发光及长余辉发光性质。发现硼、硅添加物不仅是助熔剂 ,且能改良SrAl2 O4 ∶Eu2 ,Dy3 之长余辉的持续时间及余辉发光强度。基于不同磷光体样品的实验结果比较 ,综合材料表面微结构观察、X射线衍射图谱、热释发光光谱与余辉衰减曲线的测量等实验结果分析 ,推断在SrAl2 O4 ∶Eu2 ,Dy3 中添加硼、硅可导致磷光体缺陷增加并稳定活化剂Eu2 的价态。     

共掺Tm~(3+)离子对CaAlSiN_3∶Eu~(2+)红色荧光粉发光性能的影响

通过高温固相法,合成了Eu~(2+)单掺和Eu~(2+)、Tm~(3+)共掺CaAlSiN_3荧光粉。结合荧光光谱、余辉发射光谱和余辉衰减曲线及热释发光等测试手段对其进行了表征分析。结果表明,CaAlSiN_3∶Eu~(2+)具有主峰位于630 nm的明显的红色长余辉发光;共掺杂Tm~(3+)离子的引入,产生了654和800 nm的荧光和余辉,同时,Tm~(3+)的共掺,使CaAlSiN_3∶0.1%Eu~(2+),Tm~(3+)样品位于89.0℃热释光峰位消失,表明Tm~(3+)共掺杂改变了CaAlSiN_3∶Eu~(2+)荧光粉中的陷阱能级及其分布,从而减弱了CaAlSiN_3∶Eu~(2+)的630 nm红色可见光部分余辉发光性能。     

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.     

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%.     

ZnO-B2O3∶Tb3+长余辉玻璃的发光性质

通过还原方法制备了Tb³⁺离子掺杂的硼酸锌玻璃，并观察到在254 nm紫外光激发后有明亮的绿色长余辉发光现象，余辉时间达6 h。通过激发与发射光谱、余辉光谱、余辉衰减曲线、热释光谱、热释光释出速率衰减曲线等得到的信息，研究了Tb³⁺离子掺杂的硼酸锌玻璃的发光性质。     

激活CaO-MgO-SiO_2长余辉玻璃发光性质

报道了一种新型的Eu~(2+)离子激活硅酸盐玻璃,该玻璃组成为2CaO-MgO-3SiO_2-0.015Eu_2O_3(CMSE)。通过透射光谱、稳态荧光光谱、余辉光谱和热释光等技术手段对CMSE的发光性质进行了深入研究。研究发现CMSE可以被紫光和近紫外光激发,获得黄色长余辉发光。热释光曲线的分析表明,CMSE的长余辉性质主要来自于玻璃基质中陷阱深度为0.83 e V左右的定域能级。研究认为对CMSE发光性质的研究有利于开发新型稀土离子激活近紫外激发LED用硅酸盐玻璃发光材料。     

pH值对硅烷偶联剂表面改性稀土长余辉发光材料的影响

为提高稀土长余辉发光材料SrMgAl4 O8:Eu2+,Dy3+在非极性树脂中的分散性和相容性,用硅烷偶联剂YDH-570在强酸条件下对其进行了表面改性.通过质量变化、比表面积、ATR-FTIR、SEM(能谱分析)和发光性能分别研究了该条件下不同ptH值改性对材料表面组成、形貌和性能的影响.结果发现:强酸条件下改性效果十分显著;当pH值由0.6增加到0.72时,样品增重率达23.3％,33.3％,53.3％,比表面积净增75.6％,215.2％,265.4％;对于改性效果较明显的pH为0.72的样品,能谱分析证实是一种片状有机包覆层结构;余辉衰减曲线表明,表面改性对材料发光性能影响不大.     

新型长余辉发光材料SrMgSi2O6:Eu2+,Ln3+的制备及性质

采用凝胶-燃烧法合成了系列稀土离子掺杂的Sr0.94MgSi2O6:Eu0.022+,Ln0.043+(Ln=La,Ce,Nd,Sm,Gd,Dy)蓝色长余辉发光材料,用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对合成产物进行了分析和表征.结果表明:掺杂了不同稀土离子的SrMgSi2O6:Eu2+,La3+的晶体结构均为网方品系结构;其激发、发射光谱的峰形、峰位基本无变化,激发光谱为一宽带,最大激发峰位于400 nm处,次激发峰佗于415 nm处,发射光谱也为一宽带,最大发射峰位于470 nm附近,是典型的Eu2+的4F5d_4f跃迁导致的,不同之处在于其激发光谱、发射光谱强度及余辉性质有所差别,其中Dy3+是最理想的共掺杂稀土离子,Sr0.94MgSi2O6:Eu0.022+Dy0.043+的余辉时间最长,可达4 h;而Sm3+最差,Sr0.94MgSi2O6:Eu0.022+,Sm0.043+的余辉亮度最低,余辉时间最短.     

红色发光长余辉材料Ca2SnO4:Eu3+的性能研究

利用高温固相法合成了Ca2nO4:Eu3+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、形貌分析以及发光寿命测量.分析结果表明,在1350℃下烧结3 h的Ca2SnO4:Eu3+为单相产物,所得Ca2SnO4:Eu3+发光材料具有良好的发光性能,在267 nm紫外线激发下发出最强发射位于617 nm的锐线发射,并且具有明显的长余辉发光性能.     

长余辉发光材料在陶瓷行业的应用研究

长余辉发光材料和陶／搪瓷材料的结合始于80年代,当时采用的是传统的硫化物体系长余辉发光材料。20世纪90年代,随着多种新型长余辉材料的发现,使性能更佳的长余辉陶／搪瓷制品的开发成为可能。本文介绍新型铝酸盐体系、硅酸盐体系及新型红色长余辉材料应用于低温陶／搪瓷釉料（800－900℃）、中温陶瓷釉料（980－1100℃）,及将低温陶／搪瓷釉料、中温陶瓷釉料应用于陶／搪瓷制品的研究,以及将各种新型长余辉材料应用于花纸、玻璃行业中。这种长余辉陶／瓷制品性能稳定、发光强度达到发光粉的80％,发光时间可达12h以上;而且应用工艺简单,可直接用传统的陶／搪瓷制品工艺进行生产。     

稀土氧化钕对铝酸盐长余辉发光材料性能的影响

制备了SrAl2O4:Eu2 ,Nd^3 和SrAl2O4:Eu^2 ,Dy^3 ,Nd^3 长余辉材料,研究了所合成的材料在不同波段紫外光激发条件下的发光光谱和激发光谱的差异和Eu^2 ,Dy^3 ,Nd^3 的摩尔掺杂浓度对材料的余辉性能的影响等。     

纳米Ca0.8Zn0.2TiO3∶Pr3+, Na+荧光粉的合成和红色发光性质

采用溶胶-凝胶法在较低温度下合成了Ca0.8Zn0.2TiO3∶Pr^3＋,Na^＋纳米荧光粉.金属离子预先分散在溶有柠檬酸的乙二醇溶液中.通过TG-DSC,XRD和SEM对前驱物的分解、晶化和颗粒大小进行了研究.TG-DSC和XRD表明材料的组成随灼烧温度而变化;SEM表明1000 ℃合成材料的粒径在100 nm以下.与高温固相法合成的材料相比,激发光谱主峰发生蓝移,红色发射峰617 nm显著增强.