硅酸盐系长余辉光致发光材料的制备与研究

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1、摘要稀土长余辉发光材料以其发光性能稳定、高效、亮度大、无放射性、耐候性好等多种优点而在能源紧缺的当今倍受关注。本实验分别采用高温固相法和溶胶一凝胶法合成了硅酸盐系长余辉发光材料，并通过掺杂剂的改变和微观分析等手段，着重对材料的结构和发光性能进行了系统研究，对发光机理进行了初步探讨。采用高温固相法和溶胶一凝胶法在弱还原气氛下均成功地合成了Sr2MgSi20T：Eu2+，Dy'+(蓝色)长余辉发光材料。通过改变激活剂浓度、比例、硼酸用量等条件获得了发光性能最佳的样品，得到了余辉衰减曲线，并对其结构和发光性能进行了表征。结果表明，高温固相法制得的发光粉体

2、中主要存在Sr2MgSi207相，但还存在少量Si02杂相；其表面形貌为块状颗粒，大小不一，分布不均；发射峰在469nm左右，初始亮度为1925mcd／m2，最长余辉时间可达220min。而溶胶一凝胶法可制得均--Sr2MgSi207单相发光体：其表面形貌为特殊的“花状”晶须结构，此结构在硅酸盐长余辉发光材料中首次发现；溶胶一凝胶法获得的粉体的发光性能明显优于高温固相法制备的粉体的发光性能，其发射峰在465nm左右，初始亮度可达7230mcd／m2，最长余辉时间长达690min。选用制备的粉体发光性能较佳的溶胶一凝胶法合成7CdSi03：Sm”(橙

3、红色)长余辉发光材料。通过改变激活剂浓度、水用量、硼酸用量等方式在l000℃下成功合成了性能较佳的CdSi03：Sm3+发光体，并对制备出的样品的晶相结构、表面形貌和发光性能进行了测试。结果表明，得到的CdSi03单相发光体具有尺寸不一，分布不均的块状颗粒形表面形貌j粉体具有余辉发光行为，需用紫外光激发，其发射峰位置由一个峰值为445nm的宽带发射和分别位于562，598和643nm的3个尖锐发射峰所构成，体现橙红色发光特性，其初始亮度为601mcd／m2，最长余辉时间可达200rain。经过探讨机理表明：藿ESr2MgSi207：Eu2+,Oy3

4、+长余辉材料中，发光机理可用空穴转移模型进行解释，纳米结构的“花状”表面形貌有利于提高发光性能。在CdSi03：Sm”长余辉材料中，发光是由Sm”对Cd2+的不等价电荷取代产生缺陷而实现的。关键词：长余辉’；Sr2MgSi207：Eu2+,Dy3+；CdSi03：sin3+；高温固相法；溶胶一凝胶法；机理ABSTRACTIntherecentyears，rareearthluminescentmaterialsattractedmoreinterestduetOtheirexcellentpropertiessuch弱stability，hi曲心f

5、ficiency,highbrightuess，noradiation,excellentrepeatabilityandenvironmentalcapability．Inthisstudy，longlastingphosphorescencesilicatesweresynthesizedbysolidStatereactionandsol—gelmethod，respectively．Thestructureandluminescentpropertiesofthephosphorswerediscussedusingactivationsm

6、odificationandmicro-analysismeasure．LuminescentmechanismofthephosphorWaSsimplydiscussed．AphosphorofSr2MgSi20T：Eu2+,吖十(blue-emitting)wassynthesizedsuccessfullybysolidstatereactionandsol·gelmethodinaweakreducingatmosphere．ThephosphorwiththebestluminescentpropertiesWasobtainedbyc

7、hangingthecontentsandratioofactivatiOIlS，contentsofH3803．Andthedecaycharacteristics·ofafterglowsofthephosphorswereinvestigated．Microstructureandluminescentpropertiesofthephosphorswereobserved．TheresultsshowthatthephosphorviathesolidstatereactionhasthephaseofSr2MgSi207mainlyand

8、someSi02impurity；anditisformedbymassiveagglomeratedparticles；