稀土摻雜硅酸鹽材料的制備和發(fā)光性能研究.pdf

1、硅酸鹽具有較高的物理和化學(xué)穩(wěn)定性,非常適合作為發(fā)光材料的基質(zhì)。本文用溶膠-凝膠法和高溫固相法制備了三種硅酸鹽熒光粉：藍(lán)色熒光粉Sr2SiO4:xCe3+,yMn2+,、紅色熒光粉Sr2SiO4:Eu3+和綠色熒光粉Ca6Sr4(Si2O7)3Cl2:Eu2+,研究它們的熒光發(fā)射性質(zhì)。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 ⑴通過(guò)溶膠-凝膠法合成了Sr2SiO4:xCe3+,yMn2+(0≤x≤0.06,0≤y≤0.06)熒光粉,合成溫度為90

2、0℃,遠(yuǎn)低于高溫固相法制備同類(lèi)硅酸鹽材料所需溫度。在254nm的紫外光激發(fā)下,Sr2SiO4:xCe3+(0≤x≤0.06)樣品發(fā)射光譜為峰值位于465 nm的不對(duì)稱單峰寬帶譜。隨著Ce3+濃度的增大,Sr2SiO4:xCe3+(0≤x≤0.06)材料發(fā)射光譜峰值強(qiáng)度先增大后減小,在Ce3+濃度為0.04時(shí),發(fā)射峰強(qiáng)度最大,即在Ce3+濃度大于0.04時(shí)出現(xiàn)了濃度淬滅效應(yīng)。當(dāng)摻雜Mn2+時(shí),隨著Mn2+摻雜濃度的增加,取代Sr2SiO4

3、中的Sr2+使Sr2SiO4晶胞體積變小,從而晶場(chǎng)作用增強(qiáng),激發(fā)態(tài)能級(jí)下降,最終導(dǎo)致峰值紅移。并且Mn2+摻雜濃度的增加發(fā)光強(qiáng)度呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。在燒結(jié)時(shí)間的研究中,Sr2SiO4:xCe3+,xMn2+隨著燒結(jié)時(shí)間的變長(zhǎng),所得樣品的發(fā)光強(qiáng)度減弱。
　　 ⑵通過(guò)溶膠-凝膠法制備了紅色熒光粉Sr2SiO4:xEu3+(0.01≤x≤0.09)。在306nm紫外光激發(fā)下,所有樣品的發(fā)射光譜包括5個(gè)發(fā)射峰,峰值為576、585、611、6

4、18和650nm,分別對(duì)應(yīng)于Eu3+的5D0→TF0、5D0→7F1、5D0→7F2、5D0→7F2和5D0→7F3輻射躍遷,其中以5D0→7F2躍遷產(chǎn)生的618 nm發(fā)射峰最強(qiáng)。隨著Eu3+濃度的增大,Sr2SiO4:xEu3+(0.01≤x≤0.09)發(fā)射光譜最強(qiáng)峰值先增大后減小,在Eu3+濃度為0.07時(shí),發(fā)射峰強(qiáng)度最大,而后隨著Eu3+濃度的增大,發(fā)射峰強(qiáng)度減小,即在Eu3+濃度大于0.07時(shí)出現(xiàn)了濃度淬滅效應(yīng)。溶膠-凝膠法燒結(jié)

5、溫度對(duì)Sr2SiO4:0.05Eu3+的發(fā)射光譜(激發(fā)波長(zhǎng)306nm)的峰值(618nm)強(qiáng)度也有影響,在800℃～1300℃燒結(jié)溫度范圍內(nèi)熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度隨著溫度的升高而增強(qiáng)。燒結(jié)溫度高使得熒光粉晶體成相變好,從而熒光粉的發(fā)光性能增強(qiáng)。
　　 ⑶Ca6Sr4(Si2O7)3Cl2:xEu2+(0.02≤x≤0.1)是一種適合于紫外-近紫外激發(fā)的綠色熒光粉Ca6Sr4(Si2O7)3Cl2:xEu2+(0.02≤x≤0.1)。在