稀土摻雜氧化物熒光粉末的水熱制備及熒光性能研究.pdf

1、稀土熒光粉由于在三基色節(jié)能燈、陰極射線管、場發(fā)射顯示器和等離子體平板顯示等技術領域的巨大應用前景而備受關注。然而,目前主要使用的熒光粉是稀土摻雜的以硫氧化物為基質的熒光材料,硫氧化物在使用過程中熱穩(wěn)定性差且容易污染空氣,而以氧化物為基質的熒光粉具有良好的熱穩(wěn)定性、使用過程中無有害氣體產(chǎn)生、以及發(fā)光性能較好的優(yōu)點。因此,在提高以氧化物為基質的稀土熒光粉發(fā)光性能的同時,降低生產(chǎn)成本對其商業(yè)化生產(chǎn)具有重大的意義。
　　 本論文提出用水

2、熱法制備Y2O3:Eu3+,Gd2O3:Eu3+和Y2O3:Tb3+,Gd2O3:Tb3+,尋找最佳的稀土元素(Eu3+和Tb3+)摻雜量,并在此基礎上引入金屬離子(Li+,Mg2+,Al3+)利用共摻雜效應改良,提高熒光粉的發(fā)光強度以確定合適摻雜金屬離子及最佳摻雜含量,制備出一系列新型熒光粉。得出的主要結論如下:
　　 第一、利用水熱法制備了紅色熒光粉Y2O3:Eu3+和Gd2O3:Eu3+,在Y3+與Eu3+摩爾比為20:1

3、,Gd3+與Eu3+摩爾比為30:1時熒光粉Y2O3:Eu3+和Gd2O3:Eu3+具有最強的發(fā)光強度。為了進一步增強熒光粉的發(fā)光強度,在此基礎上引入金屬離子(Li+,Mg2+,Al3+),制備了紅色熒光粉Y2O3:Eu3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)和Gd2O3:Eu3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)。其中Y3+:Eu3+:Li+為20:1:1時發(fā)光強度最大,比Y2O3:Eu3+的發(fā)光強度提高了1.06倍;Gd3+:

4、Eu3+:Li+為30:1:0.5時發(fā)光強度最大,比Gd2O3:Eu3+的發(fā)光強度提高了2.42倍;Gd3+:Eu3+:Mg2+為30:1:1時發(fā)光強度最大,比Gd2O3:Eu3+的發(fā)光強度提高了1.27倍。摻雜Al3+后,反而降低了Y2O3:Eu3+和Gd2O3:Eu3+的發(fā)光強度,說明金屬Li+比較適合做Y2O3:Eu3+熒光粉的共摻雜離子,而Li+與Mg2+離子比較適合做Gd2O3:Eu3+熒光粉的共摻雜離子。
　　 第二

5、、利用水熱法制備了綠色熒光粉Y2O3:Tb3+和Gd2O3:Tb3+,在Y3+與Tb3+摩爾比為20:1,Gd3+與Tb3+摩爾比為30:1時熒光粉Y2O3:Tb3+和Gd2O3:Tb3+具有最強的發(fā)光強度。為了進一步增強熒光粉的發(fā)光強度,在此基礎上引入金屬離子(Li+,Mg2+,Al3+),制備了綠色熒光粉Y2O3:Tb3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)和Gd2O3:Tb3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)。其中Y3+:

6、Tb3+:Li+為20:1:1時發(fā)光強度最大,比Y2O3:Tb3+的發(fā)光強度提高了1.16倍;Y3+:Tb3+:Mg2+為20:1:10時發(fā)光強度最大,比Y2O3:Tb3+的發(fā)光強度提高了1.04倍;Gd3+:Tb3+:Li為30:1:1時發(fā)光強度最大,比Gd2O3:Tb3+的發(fā)光強度提高了1.51倍。Gd3+:Tb3+:Mg2+為30:1:5時發(fā)光強度最大,比Gd2O3:Tb3+的發(fā)光強度提高了1.11倍。摻雜Al3+后,Y2O3:T

7、b3+和Gd2O3:Tb3+發(fā)光強度反而降低了。說明Li+與Mg2+比較適合做Y2O3:Tb3+和Gd2O3:Tb3+的改良離子。
　　 第三、利用水熱法,制備了紅色熒光粉Y2O3:Eu3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)及Gd2O3:Eu3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)和綠色熒光粉Y2O3:Tb3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)及Gd2O3:Tb3+:M(M=Li+,Mg2+,Al3+)。XRD檢測均屬

8、于立方結構,不同摻雜離子或同一摻雜離子不同摻雜量對材料的結晶性能和形貌有很大影響。
　　 總之,本論文利用水熱法,分別以Y2O3和Gd2O3為基質,稀土摻雜離子(Eu3+,Tb3+)作激活劑制備了紅色和綠色熒光粉,金屬離子的引入不同程度的改變了它們的發(fā)光強度,實驗表明最終確定金屬離子Li+,Mg2+是比較適合的摻雜離子,所摻雜改良的紅粉Y2O3:Eu3+,Gd2O3:Eu3+和綠粉Y2O3:Tb3+,Gd2O3:Tb3+均是發(fā)光