氧化鋁基發(fā)光材料的研究.pdf

1、本文在國內(nèi)外綜合研究發(fā)光材料的發(fā)展歷程、發(fā)光材料的定義、發(fā)光材料的組成、發(fā)光材料的分類、發(fā)光機理、性能表征、制備方法及其應用等基礎上，分析了當前國內(nèi)外發(fā)光材料的研究狀況和所存在的問題。選取氧化鋁基紅色熒光粉作為研究重點，以求降低商業(yè)紅粉的價格，改善其性能。 以硝酸鋁為主要原料，用碳酸氫銨和氨水作為混合沉淀劑，采用反向滴定共沉淀工藝制備熒光粉體，并對其性能進行研究。研究內(nèi)容和主要結論如下： (1)用反向滴定共沉淀工藝制備氧

2、化鋁前驅體碳酸鋁銨，并對制備工藝進行優(yōu)化。研究表明：當金屬鋁鹽溶液濃度控制在0.2mol/L，pH值為3～4之間：混合沉淀劑溶液濃度為2mol/L，pH值控制在9～10之間。碳酸氫銨與金屬鋁鹽摩爾比為10，采用反向滴定緩慢(小于0.8L/h)加入的方法，可以得到團聚較少、物相單一、性能優(yōu)良的前驅體碳酸鋁銨。 (2)在不同溫度下煅燒前驅體碳酸鋁銨，利用TG-DSC，XRD研究其相變過程，得到碳酸鋁銨的相變過程為：碳酸鋁銨→非晶態(tài)氧

3、化鋁→γ-氧化鋁→θ-氧化鋁→α-氧化鋁。通過激發(fā)光譜和發(fā)射光譜分析得到：監(jiān)測波長為395nm時，氧化鋁基體的激發(fā)光譜是以247nm為中心220nm到270nm的寬帶激發(fā)：用254nm波長激發(fā)的發(fā)射光譜，是以395nm為中心340nm到460nm的寬帶發(fā)射，發(fā)光峰位并不隨著煅燒溫度的變化而發(fā)生變化。而發(fā)光強度卻有很大的變化，這是內(nèi)部兩種不同作用機制對F<'+>色心(氧空穴)發(fā)光的影響造成的。隨著激發(fā)波長的增大，發(fā)射光譜的主峰位有了一定紅

4、移。 (3)制備了Al<,2>O<,3>：Eu和Al<,2>O<,3>：Eu、Tb發(fā)光粉體，利用TG-DSC，XRD，SEM和熒光分光光度計對其相變和發(fā)光特性進行研究，得出：稀土Eu、Tb的加入對氧化鋁的相變有很大抑制作用，增強了γ-Al<,2>O<,3>的熱穩(wěn)定性，摻雜量越多對氧化鋁的相變及結晶過程影響越大。Al<,2>O<,3>:Eu發(fā)光粉體，在摻雜量為lmol﹪，煅燒溫度為1050℃，煅燒時間為4h時，得到發(fā)光強度最大的紅

5、色熒光粉。通過實驗和分析，粉體的主要發(fā)射峰(614nm)是Eu<'3+>離子<'5>D<,0>-<'7>F<'2>能級的躍遷。Tb的摻入，提高了其發(fā)光強度，最佳摻雜量為5mol﹪。 (4)制備和研究了GdAlO<,3>：Eu和(Gd,Y)AlO<,3>：Eu發(fā)光粉體，利用TG-DSC，XRD和熒光分光光度計對其相變和發(fā)光特性進行研究，得出：1200℃煅燒2h即可得到物相單一，發(fā)光強度良好的熒光粉體。在Eu摻雜量為3mol﹪時，G