稀土激活Ca_3Al_2O_6红色荧光粉的制备及发光机理研究

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稀土激活Ca_3Al_2O_6红色荧光粉的制备及发光机理研究

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毕业论文范文题目：稀土激活Ca_3Al_2O_6红色荧光粉的制备及发光机理研究，论文范文关键词：稀土激活Ca_3Al_2O_6红色荧光粉的制备及发光机理研究
稀土激活Ca_3Al_2O_6红色荧光粉的制备及发光机理研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：稀土离子激活的碱土铝酸盐发光材料在可见光区具有较高的量子效率,显示出这类荧光材料在新一代照明领域的应用前景。M3Al2O6:Eu3+(M=Ca,Sr,Ba)是一类新型红色荧光材料,Eu3+的7F0,1→5L6跃迁吸收位于近紫外区,最强跃迁发射5D0→7F1,2位于可见红光区,符合白光LED用红色荧光粉的要求。其中,Ca3Al206:Eu3+(C3A:Eu3+)因得到单一物相困难而报道较少,其发光机理缺少系统的研究。另外,稀土元素价态的变化是调节和转换材料功能的重要因素,发光材料的某些功能往往是通过稀土元素价态的改变来实现的。本文首先以p-丙氨酸和尿素为燃料,采用溶液燃烧法在低温下合成制备了C3A：Eu3+荧光粉。探讨了燃烧法制备C3A:Eu3+合适的初始炉温；研究了C3A:Eu3+（文章此处忽略..）的发光性能；同时研究了激活剂Eu3+,助熔剂H3BO3,敏化剂Bi3+和电荷补偿剂Li+、Na+、K+对Ca3Al206:Eu3+发光性能的影响及它们增强C3A：Eu3+发光的机理。最后采用高温碳还原由燃烧法制备的C3A:Eu3+,Nd3+先驱物的方法制备了C3A:Eu2+,Nd3+荧光粉。探讨了合适的还原温度；研究了C3A:Eu2+,Nd3+的发光性能。主要研究成果如下：(1)溶液燃烧法合成制备C3A:Eu3+过程中,燃烧生成的气体产物和水蒸气随着反应快速放出,使得产物呈现多孔状结构。在250～600℃的初始炉温范围内,由于产物的结晶性能越来越好使得C3A:Eu3+的发光强度逐渐增加,高于500℃以后,初始炉温对发光强度的影响减弱。C3A:Eu3+的发光色坐标与NTSC规定的红色非常接近,C（文章此处忽略..）3A:Eu3+在394nm近紫外光激发下可以发射出红色荧光,有望作为红色荧光粉应用在白光LED中。(2)C3A:Eux3+的最佳掺杂量为6%,超过6%发生浓度猝灭,猝灭机制为交互作用。随着Eu3+掺杂浓度的逐渐增加C3A：Eux3+的晶格常数逐渐减小,[O-A1-O]的反对称伸缩振动Raman峰蓝移。掺杂的Eu3+主要取代处于非对称中心的Ca2+,可用5D0→7F2与5D0→7F1跃迁强度比来衡量进入晶格的Eu3+的量。(3)助熔剂H3BO3的掺入不能降低燃烧反应开始的温度,也不能增加晶格内Eu3+浓度,但燃烧过程中H3BO3及其分解的B203形成的液相能改变燃烧过程中粉末的接触状态,降低原子、离子扩散的传质阻力,使制备的荧光粉结晶更完善,从而增加C3A：Eu3+荧光粉的发光强度。H3BO3的最佳掺杂量为（略..）10%,超过后,因形成微量杂质和荧光粉硬度增加而导致发光强度降低。适量敏化剂Bi3+的共掺杂可以提高C3A：Eu3+荧光粉的发光强度。Bi3+的1S0→3P2跃迁吸收和Eu3+的电荷迁移吸收接近,共掺杂Bi3+后Bi3+将其吸收的能量通过共振的形式直接传递给Eu3+,增强了处于电荷迁移带能量的吸收,对Eu3+起到敏化的作用。共振传递是Bi3+敏化C3A：Eu3+发光过程中能量传递的主要形式,同时还存在再吸收。碱金属离子Li+、Na+、K+共掺杂C3A：Eu3+后平衡了Eu3+不等价取代Ca2+造成的电荷失衡,C3A:Eu3+的发光强度得到提高。又因为K+和Ca2+的离子半径相差最大,对Eu3+发光中心附近晶体场对称性的影响最大,发光强度提高最显著,Li+次之,Na+最弱。（此处忽略..）(4)燃烧法制备的C3A在高温退火时,部分发生反应,需要再次合适的高温环境才能生成单相C3A。通过碳还原由燃烧法制备的C3A:Eu3+,Nd3+先驱物的方法,在1350℃制备出了C3A:Eu2+,Nd3+荧光粉,但Eu3+未全部被还原。C3A:Eu2+,Nd3+的发光色坐标较C3A:Eu3+有所变化,但都与NTSC规定的标准红色差别不大。

以上为本篇毕业论文范文稀土激活Ca_3Al_2O_6红色荧光粉的制备及发光机理研究的介绍部分。

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