暖色长余辉材料研究

【摘要】：长余辉发光材料是一种激发光停止后可以持续长时间发光的功能材料，由于其独特的特性，受到人们广泛关注。从早期的应急指示、发光陶瓷等领域扩展到信息存储、高能射线探测等领域，加大了市场对长余辉材料的需求。目前，长余辉材料中铝酸盐和硅酸盐体系的蓝光和绿光长余辉材料的研究已趋于成熟，其发光亮度和余辉时间等发光特性都达到了实际应用的要求。然而红色长余辉发光材料的研究相对缓慢，其发光性能离实际应用还有很大差距，很难和蓝色、绿色发光材料混合获得橙色、黄色等暖色发光。红色长余辉材料中余辉性能最好的材料是Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+，其余辉时间已有6h，然而硫氧化物材料稳定性差、环境污染等缺陷，限制了该材料的应用。 针对上述问题，本文首先采用高温固相法合成红色长余辉发光材料CaTiO3：Pr3+，讨论了各种因素对其发光特性和余辉性能的影响，之后提出获得暖色长余辉材料的新方法，设想把蓝色长余辉材料与红色发光材料复合，利用蓝色长余辉发光材料为光源激发红色发光材料来获得暖色长余辉。 在高温固相法合成红色长余辉发光材料CaTiO3：Pr3+中，研究了合成温度、Pr3+离子掺杂浓度、共掺Zn2+离子浓度对样品物相、发光性能以及余辉的影响，本实验中合成样品的激发光主峰为333nm，此激发带是由O(2p)→Ti(3d)电荷跃迁引起的，发射光谱峰值为612nm，对应着Pr3+的1D2→3H4跃迁。最佳合成温度为1350℃，最佳Pr3+离子掺杂浓度为0.2mol%，最佳Zn2+离子掺杂浓度为10mol%。 在复合激发中，采用了直接均匀混合法和涂层法两种方式，研究了蓝色长余辉材料Sr4Al14O25：Eu2+，Dy3+和红色LED荧光粉Sr2Si5N8：Eu2+复合激发的发光特性。两种方法均验证了复合激发的可行性，并且在直接混合法中，Sr4Al14O25：Eu2+，Dy3+与Sr2Si5N8：Eu2+质量比为4：1时获得了最强红光发射。在涂层法中，可通过改变两种发光材料的涂层次序与层数，有效的调节了最终混合光中红光的比例。 【关键词】：CaTiO3 Pr3+ 暖色长余辉 高温固相法 复合激发 荧光粉涂层
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB34
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 引言12
• 1.2 发光材料概述12-15
• 1.2.1 发光材料定义12
• 1.2.2 发光材料的分类12-13
• 1.2.3 发光材料基本性能指标13-15
• 1.3 红色长余辉发光材料的研究现状15-16
• 1.3.1 硫化物体系15
• 1.3.2 硫氧化物体系15-16
• 1.3.3 钛酸盐体系16
• 1.3.4 硅酸盐体系16
• 1.3.5 其它类型的红色长余辉发光材料16
• 1.4 红色长余辉发光材料的常见制备方法16-18
• 1.4.1 高温固相法16-17
• 1.4.2 化学沉淀法17
• 1.4.3 水热合成法17
• 1.4.4 溶胶-凝胶法17-18
• 1.4.5 燃烧合成法18
• 1.4.6 微波合成法18
• 1.5 长余辉发光材料的应用18-19
• 1.6 本课题的研究内容和目的19-20
• 第2章 实验设计方案与测试方法20-28
• 2.1 样品准备20-21
• 2.1.1 实验主要原料20-21
• 2.2 实验仪器与设备21-25
• 2.2.1 高温烧结炉21-22
• 2.2.2 X 射线衍射仪（XRD）22-23
• 2.2.3 荧光分光光度计23-24
• 2.2.4 扫描电子显微镜24-25
• 2.3 实验方案设计25-28
• 2.3.1 CaTiO_3：Pr~(3+)样品的合成步骤25-26
• 2.3.2 Sr4Al_(14)O_(25)：Eu~(2+)，Dy~(3+)与 Sr2Si5N8：Eu~(2+)复合26-28
• 第3章 高温固相法制备 CaTiO_3:Pr~(3+)及其性能的研究28-43
• 3.1 引言28
• 3.2 影响 CaTiO_3:Pr~(3+)长余辉荧光粉基质形成因素28-29
• 3.3 CaTiO_3：Pr~(3+)长余辉荧光粉的制备29-32
• 3.3.1 原料的配比29-30
• 3.3.2 气氛控制30
• 3.3.3 原料的合成30-32
• 3.4 合成温度对 CaTiO_3：Pr~(3+)长余辉荧光粉的影响32-34
• 3.4.1 不同合成温度对样品物相的影响32
• 3.4.2 不同合成温度对样品荧光特性的影响32-34
• 3.4.3 不同合成温度对样品余辉特性的影响34
• 3.5 Pr~(3+)含量对 CaTiO_3：Pr~(3+)长余辉荧光粉的影响34-38
• 3.5.1 Pr~(3+)含量样品对物相的影响35-36
• 3.5.2 Pr~(3+)含量对样品荧光特性的影响36-37
• 3.5.3 Pr~(3+)含量对样品余辉性能的影响37-38
• 3.6 Zn~(2+)掺杂对 CaTiO_3:Pr~(3+)长余辉荧光粉的影响38-42
• 3.6.1 Zn 含量对样品物相的影响38-39
• 3.6.2 Zn~(2+)离子含量对样品荧光特性的影响39-40
• 3.6.3 Zn 含量对样品余辉性能的影响40-42
• 3.7 小结42-43
• 第4章 CaTiO_3:Pr~(3+)材料的发光及长余辉机理探讨43-49
• 4.1 发光材料的发光43
• 4.2 稀土元素43-46
• 4.2.1 稀土元素 f 层的电子构型43-44
• 4.2.2 稀土离子发光的经典位形坐标模型44-45
• 4.2.3 稀土掺杂离子的浓度淬灭过程45-46
• 4.3 CaTiO_3:Pr~(3+)材料的发光46-47
• 4.4 CaTiO_3:Pr~(3+)材料的长余辉机理47-49
• 4.4.1 位形坐标模型47
• 4.4.2 电子转移模型47-49
• 第5章 Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Dy~(3+)与 Sr2Si5N8:Eu~(2+)复合激发49-58
• 5.1 引言49
• 5.2 复合激发原材料的选取49-50
• 5.3 直接均匀混合型50-54
• 5.3.1 样品的配比与测试51
• 5.3.2 样品余辉发射特性51-53
• 5.3.3 样品的余辉衰减特性53-54
• 5.4 涂层型54-57
• 5.4.1 样品的配比与测试54-55
• 5.4.2 样品的余辉发射特性55-56
• 5.4.3 样品的余辉衰减特性56-57
• 5.5 小结57-58
• 第6章 结论与展望58-60
• 6.1 总结58-59
• 6.1.1 CaTiO_3：Pr~(3+)红色长余辉荧光粉的发光性能58
• 6.1.2 Sr_4Al_(14)O_(25)：Eu~(2+)，Dy~(3+)与 Sr2Si5N8：Eu~(2+)复合激发研究58-59
• 6.2 展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-68
• 附录68

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

硫化物基荧光粉的表面包覆及性能研究    张希艳;卢利平;米晓云;柏朝晖;王晓春;刘全生;

CaS∶Eu,Sm光存储材料的光谱特性    姜薇薇;徐征;张希艳;

稀土掺杂红色长余辉发光材料的研究进展    秦英德;王可嘉;邹旋;张伟;

稀土掺杂无机长余辉发光材料研究概况    刘兵;黄建国;刘坐镇;

绿色/红色长余辉材料γ-Zn_3(PO_4)_2:Mn~(2+),Ga~(3+),Ho~(3+)的合成及光谱性质    钟瑞霞;刘自然;齐建全;吴音;李明亚;王晓强;李龙土;

共沉淀法研制蓝色长余辉发光体    李玉林;

微波法合成橙红色长余辉磷光粉Gd_2O_2S:Sm~(3+)    宋春燕,刘应亮,张静娴,黄浪欢,袁定胜,容建华,石春山,雷炳富

稀土硫化物的研究进展    邓瑞平;宋术岩;庞然;李成宇;张洪杰;

纳米级MgSiO_3∶Mn~(2+),Nd~(3+)红色发光材料的制备及发光性能    朱亚楠;闫彦红;葛明桥;

红色长余辉发光材料CaTiO_3:Pr~(3+)的制备和发光性能研究    齐晓霞;

彩色PDP纳米稀土荧光粉的研究进展    王永钱,胡小华,王红梅,张继红,杨应国,庞明,袁曦明

基质掺杂对CdSiO_3∶Sm~(3+)体系红色长余辉发光材料的影响    陈海英;王明文;刘世香;陈学娟;

稀土发光材料的特点及应用介绍    曹铁平;

陶瓷色釉料装饰对日用瓷的影响    艾玉庭;程世锋;

阴极射线荧光粉的研究进展和应用    孙家跃,肖昂,夏志国,杜海燕

上转换材料LiLa(MoO_4)_2:Yb~(3+),Er~(3+)(Tm~(3+))的制备及其光谱性质测定    蓝雨靖;杜海燕;

微乳液水热法制备NaYF_4:Yb,Er上转换发光材料    张瑶;龙丹丹;刘娟;闫景辉;康振辉;

1.5μm上转换发光材料工艺参数的正交优化实验    杨艳春;苏天奇;赵成功;李闯;蒋苗苗;卢利平;

长余辉发光材料的常规制备方法综述    王爱银;

稀土发光材料燃烧合成的研究进展    李峻峰;邱克辉;赖雪飞;张春梅;李群;

Ce~(3+)掺杂锗酸盐玻璃的发光性能    贝家芳;钱顾杰;张俊标;杨云霞;陈国荣;

高浓度Eu~(3+)掺杂钛酸盐薄膜的红光发射    李晓娟;王雪影;李长敏;杨殿来;林海;

硼的含量对SrAl_2O_4：Eu~(2+)，Dy~(3+)发光性能的影响    吕艳玲;曹立新;苏革;柳伟;

一种光致荧光材料的制备方法及其光谱特性研究    陈朝阳;刘艳平;范艳伟;巴维真;杜彦召;王军华;

CaS：Eu，Sm的制备及发光特性    范艳伟;陈朝阳;巴维真;丛秀云;刘艳平;杜彦召;

微波场作用下Gd_2O_2S：Tb绿色荧光粉的快速合成及其发光特性    仇满德;姚子华;刘元红;翟永清;徐密娟;

吲哚啉螺吡喃类光致变色化合物的合成及性质    曹晖;杜海燕;孙家跃;

溶胶-凝胶法制备Mn~(2+)掺杂的MgSiO_3和Mg_2SiO_4红色长余辉    于洋;孙洪巍;

一种新型白光LED用红色荧光粉的制备和性能研究    胡锦林;邵起越;董岩;李凡;蒋建清;张庶鑫;

ESEM研究后处理对BaAl12019：Mn2+荧光粉性能的影响    王娟娟;张文波;王永钱;袁曦明;

几种稀土含氧酸盐发光材料的静电纺丝法制备及性能研究    侯智尧

几种稀土发光材料的合成及发光性质的研究    谭淑媛

碱土金属钼酸盐微晶的电化学合成与发光性能研究    孙勇

几种典型Dy~（3+）激活磷酸盐基材料的制备及真空紫外发光性质研究    韩国才

稀土掺杂氟化物频率上转换及荧光效应研究    伏振兴

Er~(3+)：YAG晶体中上转换机制对激发波长敏感性的研究    杜杉

表面修饰对稀土掺杂纳米发光材料发光性质影响的研究    刘宁

新型照明显示器件用铝酸盐荧光粉的优化研究    王义飞

生物荧光标记用纳米晶的合成及发光性质    彭玲玲

几种氧化物基量子剪裁发光材料的制备及性能研究    张慧娟

稀土离子掺杂纳米晶ZrO_2-Al_2O_3复合粉体的制备及发光性质的研究    谭鑫鑫

用于白光LED的铝酸锶荧光粉的研究    赵路遥

YVO_4：Eu~（3+）纳米荧光粉核/壳结构的制备与性能研究    王正凯

铕、铽掺杂的下转换发光材料的制备及性能研究    苗委然

全彩色蓄光材料的制备及发光性能研究    杨柳

纳米LaPO_4：Eu~（3+）制备及发光性能研究    刘强

多波段激发Er~(3+)离子的敏化上转换发光与机理    步妍妍

稀土掺杂硅酸盐的发光性能及长余辉调控    袁文辉

铝（硅）酸盐发光材料的熔盐合成技术及其发光性能研究    刘振森

基于价态控制的光谱可调LED用铝酸镧直接白光荧光材料    毛智勇

电子俘获材料在光存储技术中的应用    范文慧,叶孔敦,光昕,朱键,王永昌

Eu_2S,EuS_2电子结构和化学键的密度泛函理论研究    刘文剑,林宪杰,黎乐民

中红外导流罩及窗口材料的发展趋势    黄占杰

铝酸盐长余辉光致发光材料的制备及其发光机理的研究    林元华,张中太,张枫,阎肃

共沉淀法制备长余辉发光材料SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)的研究    袁曦明,田熙科,于江波,许永胜

红色长余辉发光材料CaS:Eu~(2+),Tm~(3+)的制备研究    袁曦明,许永胜,于江波,王永钱

Ce~(3+),Sb~(3+)共激活的亚超细磷光体的微波快速合成和发光特性    张迈生,臧李纳

低压化学气相沉积法制备ZnSe多晶及其性能研究    周育先,方珍意,潘伟,杨曜源,张力强,王向阳,肖红涛

稀土电子俘获光存储材料研究进展    田君;尹敬群;王晓非;

高密度光存储的研究进展    季长亮;王玥;魏杰;

稀土倍半硫化物的合成及性质研究    张明

红色长余辉发光材料的低温固相合成及其发光性能研究    宋凤兰

燃烧法合成铕镝掺杂铝酸锶长余辉发光材料的研究    周传仓,卢忠远,戴亚堂,王兵

燃烧法合成长余辉发光材料SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)的研究    周传仓,卢忠远,戴亚堂,王兵

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

燃烧法合成长余辉发光材料SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)    周传仓,卢忠远,戴亚堂,王兵

长余辉发光材料进展    孟媛;史长林;张鸿;刘建军;

长余辉碱土硫化物的研究    刘梦琴

长余辉类陶瓷发光釉的研究现状及展望    张新爱;石冬梅;赵营刚;徐国辉;

长余辉发光材料研究进展    欧得华,黄慧民,邓淑华,郑育英,杨淑梅

稀土长余辉发光材料的研究现状和发展趋势    李群,滕晓明,庄卫东,黄小卫,赵春雷

长余辉发光材料研究进展    欧得华,黄慧民,邓淑华,郑育英,杨淑梅

长余辉发光材料研究进展    肖志国;罗昔贤;于晶杰;林光旭;肖志强;

红色长余辉材料MgSiO_3:Dy~(3+),Mn~(2+)的制备及发光特性    林林;施朝淑;尹民;张慰萍;徐美;

白色长余辉材料Ca_xMgSi_2O_(5+x)：Dy~(3+)(x=1，2，3)系列的发光性能研究    陈永虎;程学瑞;戚泽明;刘淼;施朝淑;

稀土掺杂的长余辉材料的研究与计算    王丽伟;徐征;滕枫;姜薇薇;张福俊;

Mn~(4+)掺杂的新型铝酸盐红色长余辉材料    闫武钊;林林;陈永虎;

长余辉发光材料在陶/搪瓷行业应用研究    肖志国;罗昔贤;夏威;刘建雄;

长余辉蓝色荧光粉SrSiO_3:Eu~(2+),Dy~(3+)的制备与发光性能研究    王仁清;

蓝色长余辉材料CaAl_2O_4:Eu~(2+),Nd~(3+)的合成及其发光性能的研究    王雷;王育华;

新一代碱土铝酸盐系稀土长余辉发光材料的研究进展    段军强;余兴海;黄京根;

掺Eu~(2+)的B_2O_3-Al_2O_3-SrO长余辉玻璃陶瓷    李成宇;苏锵;

人工合成发光大理石的基本原理及制造工艺    刘永庆

主动发光24小时的稀土新材料问世    张兆军 通讯员 于柏林

新型高分子稀土夜光材料问世    叶光

蓝紫色、绿色硅铝锌体系长余辉发光材料的制备方法　    黄晓

超细粉体材料制备工艺及应用研究取得重大突破    曲志

包头稀土研究院研制出新型红色发光材料    

超长红外长余辉材料及其发光机理的研究和探索    闫武钊

Eu~（2+）激活的多色长余辉材料的合成及其发光特性研究    李艳琴

铪基高k栅介质薄膜和白色长余辉材料Ca_xMgSi_2O_（5+x）：Dy~（3+）的研究    程学瑞

新型红色和白色长余辉材料的研制及其发光特性研究    林林

Pr～（3+），Mn～（2+）共激活氧化物量子剪裁材料的探索及蓝色长余辉材料Sr_2MgSi_2O_7：Eu～（2+），Dy～（3+）的余辉机理研究    符义兵

稀土掺杂Sr_2MgSi_2O_7、CaWO_4基质长余辉发光材料的制备和特性研究    吴浩怡

SrAl_2O_4长余辉材料的制备新工艺及发光机理研究    胡劲

Eu~（2+）激活的氮氧化物荧光粉的发光及其长余辉性质的研究    王美媛

铝酸盐基质发光材料的制备新工艺及铁杂质猝灭研究    杨雪峰

红色长余辉材料的合成及其发光性能的研究    王治龙

夜光纤维用稀土硅酸镁锶长余辉材料的制备与性能研究    高大海

全彩色长余辉材料的制备及发光性能研究    王萍萍

稀土掺杂铝酸锶长余辉材料的制备及性能    王丽影

稀土掺杂长余辉纳米材料的合成及其用于细胞内活性物种的检测成像    韩瑶瑶

稀土掺杂硅酸盐的发光性能及长余辉调控    袁文辉

铕掺杂的Ca_3SiO_4Cl_2和Ba_3P_4O_(13)的长余辉发光研究    方夏冰

暖色长余辉材料研究    田顺

稀土离子掺杂CaSnO_3长余辉材料的研究    梁左秋

具有机械发光性能的长余辉材料的研制及性能研究    房立钧

Mn为发光中心的长余辉材料的制备及其发光性能研究    陈碧桑