稀土摻雜磷酸鈣發(fā)光材料的制備及其發(fā)光性能研究.pdf

1、稀土摻雜磷酸鹽發(fā)光材料是一類很重要的發(fā)光材料,具有發(fā)光效率高,化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性良好,原料廉價易得等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于照明顯示等設(shè)備中。本論文制備稀土離子銪、鋱摻雜的磷酸鈣發(fā)光材料,并對所合成的材料進(jìn)行了XRD和PL光譜分析,研究其發(fā)光性能,主要開展的工作如下:
　　(1)采用高溫固相法制備了Ca3(PO4)2:Eu3+紅色熒光粉,并通過電荷補(bǔ)償提高了其發(fā)光強(qiáng)度。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):該紅色熒光粉激發(fā)光譜包括Eu3+-O2-電荷遷移帶和E

2、u3+的f-f躍遷,其中,對應(yīng)于Eu3+的7F0→5L6躍遷并位于394nm的激發(fā)峰具有最大強(qiáng)度;發(fā)射光譜由歸屬于Eu3+的5D0→7FJ(J=1,2,3,4)躍遷的四個發(fā)射峰組成,其中,對應(yīng)于Eu3+的5D0→7F2躍遷并位于613nm的發(fā)射峰具有最大強(qiáng)度。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定激活劑Eu3+的最佳摻雜濃度為10％(相對于Ca2+),即Ca2.7(PO4)2:0.3Eu3+。同時電荷補(bǔ)償劑Na+的摻入可以有效提高熒光粉的發(fā)射強(qiáng)度,紅色熒光粉的

3、最佳化學(xué)組成為Ca2.3Na0.4(PO4)2:0.3Eu3+,其發(fā)射強(qiáng)度是電荷補(bǔ)償前熒光粉的2.9倍。電荷補(bǔ)償?shù)奈⒂^機(jī)制包括缺陷反應(yīng)以消除晶格畸變和降低晶格中心對稱性以增強(qiáng)紅光發(fā)射等兩個方面。
　　(2)采用高溫固相法在N2-H2還原氣氛下制備了Ca3(PO4)2:Eu2+藍(lán)色熒光粉。該熒光粉的激發(fā)光譜呈一個分布于250-400nm、峰值位于325nm附近的寬激發(fā)帶,屬于Eu2+的4f-5d躍遷;其發(fā)射光譜由一條分布于400-6

4、50nm之間、峰值位于485nm附近的寬發(fā)射帶構(gòu)成,屬于Eu2+的5d-4f特征躍遷。在高斯擬合分峰后發(fā)射光譜中出現(xiàn)峰值分別位于464nm和525nm的兩個發(fā)射峰,這表明在Ca3(PO4)2:Eu2+中至少有兩個發(fā)光中心,即Eu2+離子至少占據(jù)了Ca3(PO4)2兩種不同的Ca2+離子格位。當(dāng)激活劑Eu2+的摻雜濃度為x=0.02時,Ca3-x(PO4)2:xEu2+具有最大的發(fā)射強(qiáng)度。
　　(3)采用高溫固相法在N2-H2還原氣

5、氛下制備了Ca3(PO4)2:Tb3+綠色熒光粉。所制備的熒光粉位于375nm的激發(fā)峰具有最大激發(fā)強(qiáng)度,對應(yīng)于Tb3+的7F6→5L8躍遷;位于549nm的發(fā)射峰具有最大發(fā)射強(qiáng)度,對應(yīng)于Tb3+的5D4→7F5躍遷躍遷。當(dāng)激活劑Tb3+的摻雜濃度為y=0.015時,Ca3-y(PO4)2:yTb3+具有最大的發(fā)射強(qiáng)度。
　　(4)采用高溫固相法在N2-H2還原氣氛下制備Eu2+和Tb3+共摻雜的Ca3(PO4)2:Tb3+,Eu2