（材料学专业论文）铕掺杂铝酸锶基蓄光材料的高温固相合成研究.pdf

硕士生：陈创前 ( 签名) ：渔鱼l 塑 指导教师：蔡会武 ( 签名) 叁公岔 铕离子掺杂的铝酸锶基蓄光材料余辉发光亮度高、余辉时间较长、性能稳定，在照 明、标识及显示等领域具有很广泛的应用。 本论文采用高温固相合成法合成了蓄光性能良好的s r a l 2 0 4 基质蓄光材料，对产品 的发光性能、形貌、物相组成等进行了测试与分析，研究了合成温度、保温时间、e u 2 + 离子的掺杂量、还原气氛、助熔剂等因素对s r a l 2 0 4 ：e u 2 + 蓄光材料蓄光性能的影响。 以碳酸锶、氧化铝、氧化铕为主要原料，硼酸为助熔剂，优化的最佳配方为i s a x m n m , o , ： m 哦：m 舱：n c = l ：o 8 5 ：0 0 2 ：0 3 ：1 ；制备的最佳工艺条件：烧结温度为1 3 0 0 ，选择粉末活 性炭提供还原气氛，保温3 小时，随炉冷却后取样。研究发现合成温度高，产品的发光 效果好，但物相组成也较复杂；e u 2 + 离子在一定掺杂量范围内，产品的发光亮度先是出 现一个提高过程，然后逐渐降低，结果表明e u 2 + 离子掺杂量为o 0 2 ( m 蚂：) 时合成样 品的性能最好；保温时间过长，产品几乎不发光，保温时间较短，产品发光效果又不好， 研究表明保温时间为3 小时比较有利于合成发光效果好的产品；助熔剂对产品的合成温 度和发光性能都有影响，助熔剂的加入量较低时，主要表现为助熔作用，对发光性能影 响不大，助熔剂的加入量较高时，使得产品发光亮度降低和余辉时间缩短，当助熔剂的 加入量为0 3 ( n 珥晒：n 螨) 时，产品发光亮度和余辉时间最为理想，并达到了降低s r a l 2 0 4 基质发光材料合成温度的预期研究目的；还原气氛的不同，对产品的发光性能也存在一 定差异。 对产品的性能评价表明。铝酸锶基蓄光材料的耐紫外辐照、化学稳定性良好，不同 气温对铝酸锶基蓄光材料的性能基本没有影响，在紫外灯照射激发下其发光性能良好。 本实验所制备的s r a l 2 0 4 ：e u 2 + 蓄光材料与资料报道的相比，具有结晶度好、耐光性优良， 在不同气候条件下热稳定性良好等优点。 关键词：铝酸锶；长余辉；制备工艺；发光材料 研究类型：应用研究 s u b j e c t ：s t u d i e so np r e p a r a t i o no fe u r o p i u mi o na d u l t e r a t e ds t r o n t i u m a l u m i n a t ep h o s p h o r sb ys o l i dp h a s em e t h o d s p e c i a l t y ：m a t e r i a ls c i e n c e n a m e ：c h e nc h u a n g q i a n i n s t r u c t o r ：c a ih u i w u a b s t r a c t ( s i g 的帆趔纽丝丝够细 ( s i g n a t u 聆) 丝! 生互坐 e u ”i o na c t i v a t e ds t r o n t i u ma i n m i n a t ep h o s p h o r sa r eak i n do fp h o t o l u m i n e s c e n t m a t e r i a l sw i t hh i g hb r i l l i a n c e ，l o n ga 船g l o wa n ds t a b l ep 嘶n m u l c e t h e ya 坞w i d e l yu s e di n m e e te m e r g e n c yi l l u m i n a t i o n , i d e n t i f i c a t i o nm a r k s ，d i s p l a ya n ds oo i l i nt h i sp a p e r ，b yt h es t u d yo fs y n t h e s i z i n gp r o c e s s ，t h es r a l 2 0 4 ：e u 2 + p h o s p h o r sw e r e s y s t h e s i z e ma to p t i m i z e dc r a f tc o n d i t i o na n dp r o p o r t i o nb ym e a 璐o fs o l i dp h a s em e t h o d w e r e s e a r c h e dt h e i n f l u e n c e so fs y s t h e s i s t e m p e r a t = i 】r e ，h e a tp r e s e r v a t i o nt i m e ，e u 2 + c o n c e n t r a t i o n ，r e d u c t i o n s u r r o u n d i n gf e e l i n g a n df l u xo nl u m i n e s c e n t p r o p e r t i e s o f s r a l 2 0 4 ：e u z + p h o s p h o r s ，o p t i m i z e dt h ee x p e r i m e n tc o n d i t i o n sa n dr e d u c e ds y s t h e s i s t e m p e r a t u r e w ef o u n dt h a tt h e s y s t h e s i z e ds a m p l e so p t i m a lm i x t u r er a t i oi sn 0 0 ，：i l l 晶： n 哪- ：i l l q ：n c 2 1 ：o 8 5 ：0 0 2 ：0 3 ：1 ，l u m i n e s c e n tb r i g h m e s si sb e t t e rw i t hi n c r e a s i n gs y s t h e s i s t e m p e r a t u r e ，b u tt h ep h a s ec o m p o n e n ti sm o r ec o m p l e x w ef o u n dt h a tt h el u m i n e s c 宅n c e b r i g h t n e s so fs a m p l ea p l 瑚rai n c r e a s i n gp m c 髓sa tf i r s t ，a n dt h e nar e d u c i n go n ew i t ht h e r a i s eo fe u ”c o n c e n t r a t i o n ，i ti n d i c a t e dt h a tt h el u r f l i n e s c , e n c a gb r i g h t n e s si sn o tb e t t e ri ft h e e u ”c 0 姒捌m 蜥i st o oh i g ho rl o w w ef o u n dt h a tt h es y n t h e s i z e ds a m p l ec a l ln o tb r i g h ta t t o ol o n gh e a tp r e s e r v a t i o nt i m e ，a n dt h el u m i n e s c e n c eb r i g h t n e s si sl o w e ra tt o os h o r th e a t p r e s e r v a t i o nt i m e w ef o u n dt h a tt h ec o n t e n to ff l u xh a v ee f f e c to nt h es y s t h e s i st e m p e r a t u r e a n dl u m i n e s c e n tp r o p e r t i e s c a r r i e do nt h ee v a l u a t i o nt ot h es a m p l e p e r f o r m a n c e w eh a v ed i s c o v e r e dt h e u v i o l r e s i s t a n c es t a b i l i t yi sg o o d w ef o u n dt h a tt h es a m p l e sl u m i n e s c e n tb r i g h t n e s si sa l m o s t c o n s t a n tu n d e rd i f f e r e n ta i rt e m p e r a t u r e ，a n di t sa f l 盯# o wi sg o o di nt h eu l t r a v i o l e tl i g h t i r r a d i a t i o n c o m p a r i n gr e p o r t e dd a t a ，w ef o u n dt h a tt h es a m p l e sc r y s t a l l i n i t yi sb e l ：t c r ： l i g h t - f a s tp e r f o r m a n c eb e c o m es t r o n g e ra n dt h e r m o s t a b i l i t yi sb e t t e ra td i f f e r e n tt e m p e r a t u r e k e y w o r d s ：s t r o n t i u ma l u m i n a t el o n ga f i c r g l o wp r e p a r a t i o nt e c h n o l o g y p h o s p h o 培 t h e s i s ：a p p l i e ds t u d y 压要料技史学 学位论文独创性说明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及 其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学 或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所 做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：体剀翻b i l l ：p 0 7 c 中 学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间 论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或 机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课 题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名：7 隐钏翻 i 指导教师签名：, t k 仑砖九 。) 一年s 旯f b 1 绪论 1 1 引言 i 绪论 蓄光材料是指能够将从外界吸收的各种形式的能量转换为非平衡光辐射的功能材 料，又称为蓄能发光材料、长余辉发光材料、非放射性发光材料、无电源自发光材料、 夜光材料等。该材料被日光、灯光、紫外光、杂散光等可见光照射5 l o m i n 后，就可在 黑暗中持续发光l o h 以上，并可根据实际需要，使其发出红、绿、蓝、黄、紫等多种彩 色光。其发光原理是：分子或原子外围的电子受外界能量如热、光射线激发后，从基态 跃迁至激发态，处于非稳定状态；当外界激发停止后返回基态时，激发态的电子凭借环 境热量而逐渐放出光来i l j 。 这类材料在合成过程中所形成晶体的晶格里产生结构缺陷和杂质缺陷才具有发光 性能，由材料晶格缺陷所引起的发光叫自激发光，而由杂质缺陷引起的发光叫激活发光。 实际应用的各类发光材料大多是激活型发光材料。蓄光材料是依据发光原理进行的，它 的激发光源一般是日光和人工光源，发光时间长短不等，不含放射性，对人和环境均是 安全的。这种发光材料在没有外界光源的黑暗环境中发光，它的发光时间被称为余辉。 蓄光材料是一类吸收了激发光能并储存起来，光激发停止后，再把储存的能量以光的形 式慢慢释放出来的，并可持续几个甚至十几个小时的发光材料。这种吸收光一发光一储 存一再发光，并可无限重复的过程和手机的蓄电池进行充电一放电一再充电一再放电反 复使用的过程是相似的。蓄光材料所涉及的应用领域相当广泛，其制品种类很多，将长 余辉材料制成发光涂料、发光油墨、发光塑料、发光纤维、发光纸、发光玻璃、发光陶 瓷、发光大理石、发光混凝土等，可用于安全应急、交通运输、建筑装潢、仪表、电气 开关显示以及日用消费品装饰等诸多方面。 1 2 发光材料的分类 根据对材料不同的激发方式，将发光材料可分为光致发光材料、电致发光材料、阴 极射线发光材料、x 射线发光材料和放射线发光材料等几类【l 】。 1 2 1 光致发光材料 光致发光材料是在紫外光、可见光和红外光激发下具有发光现象的材料。光致发光 材料可分为长余辉发光材料、荧光灯用荧光粉和上转换发光材料。长余辉发光材料( 蓄 光材料) 是一类将紫外光或可见光转换为可见光的发光材料；荧光粉是一类将紫外光转 换为可见光的光致发光材料；上转换发光材料是将红外光转换为可见光的光致发光材 西安科技大学硕士学位论文 料。长余辉发光材料、荧光灯用荧光粉和上转换发光材料三者之间没有很明显的界限。 有的发光材料既具有上转换特性，也具有长余辉特性，同时又可以作为荧光灯用荧光粉 使用。通常来说在低能激发下不发光的物质在高能激发下有可能发光，也可以说具有上 转换特性的发光材料可能具有长余辉特性或者说可以作为荧光粉使用，但具有长余辉特 性的发光材料不一定具有上转换特性。 ( 1 ) 长余辉发光材料 最初，由于人们对发光持续时间很短的发光无法测量，发光被分为荧光和磷光两种。 荧光是指在激发时发出的光，磷光是指在激发停止后发出的光。随着光学技术的发展， 瞬间光谱技术已经把光的测量范围缩小到l p s ( 1 0 4 2 s ) 闭以下，现在对于荧光和磷光的界 限己经比较模糊。发光都存在一个衰减过程，发光亮度会随着发光时间的延长而降低。 在发光材料的应用过程中，将发光材料在光激发停止时的亮度衰减到停止激发时亮度的 1 0 所经历的时间称为余辉时间。余辉时间可以划分为6 个范围【3 l ：极短余辉( l s ) ；而将余辉时间超过0 1 s 的发光材料称为长余辉发光材料。对于长余辉发光材料 来说，发光亮度越高、余辉时间越长则意味着发光性能越好。目前人们研究成功的长余 辉发光材料，余辉时间最长的己达两千多分钟，并且亮度较高，已广泛地应用于人们生 活的各个方面。在发光材料的研究过程中，并不是对所有的发光材料都要求余辉时间越 长越好。如应用于计算机智能化x 射线断层扫描技术( c d 用的荧光材料则需要发光寿命 短( 。方式的合成 样品表面有黑色的阴影，影响了样品的发光亮度。经分析认为可能是由于石墨粉末的纯 度低、杂质多，在高温作用下由于物理化学作用将某些杂质引入到原料当中，从而使得 合成样品的发光亮度较差；方式的合成样品发光性能优于方式，但在样品的表面也 具有一层浅黑色的阴影。针对方式，我们将一个空坩埚置于装有碳粉的匣钵中放入炉 膛焙烧一段时间然后取出坩埚发现，在坩埚底有一层碳粉。这说明在高温反应过程中， 有部分的碳粉飘溢到反应原料表面参与了反应过程，形成了一层不发光的物质；方式 合成样品的发光性能优于方式，且合成样品的表面干净，在发光的过程中看不到黑色 的阴影，这可能是我们加盖以后，在高温下碳粉不再飘溢到原料当中，从而使得合成样 品比较干净；方式合成样品的表面在发光的过程中也没有黑色的阴影，且发光亮度比 方式合成样品的亮度高，这可能是方式还原气氛更为充足形成的。 3 6 保温时间的影响 在合成s r a l 2 0 4 ：e u 2 + 发光材料的过程中，保温时间对于反应的完全程度、合成晶体 的结晶度和颗粒粒径的大小都有直接的影响。而反应的完整程度、合成晶体的结晶度和 颗粒粒径的大小又对s r a l 2 0 4 ：e u 2 + 发光材料的发光性能具有影响。因此，保温时间的长 短对合成样品的发光性能具有重要影响。一般来说，合成温度越高，动能越大，扩散速 3 结果与讨论 度越快，所需保温时间越短；混合原料的颗粒越小、混合越均匀，比表面积越大，颗粒 之间的接触面积越大，反应速度越快，所需保温时间越短。 表3 3 不同保温时间合成样品的发光效果 1 h b 3 3t h el u m i n e s e e n c ee f f e c to f d i f i e r e n tt i m e 为了研究保温时间对合成发光材料的发光性能的影响。保持配比n s 鹏：n 晒： m 蚺：m 舱：n c = l ：o 8 5 ：0 0 2 5 ：0 3 ：1 不变，在1 3 0 0 还原气氛下，保温时间依次为1 h 、2 h 、 3 h 、4 h 、5 h 进行一组实验，其对应的样品编号分别为b 1 、b 2 、b 3 、b 4 、b 5 。其发光 效果如表3 3 所示。 通过观察样品的发光情况发现，开始时随保温时间的延长，样品的颜色变深、发光 亮度提高、余辉时间增长，整体发出黄绿光，但随着保温时间增加为3 h 以上，样品的 发光亮度有逐步衰弱趋势，样品外观颜色加深，样品硬度相对较高。由此说明，并非保 温时间越长，合成样品的发光效果越好。正如图3 2 1 所示，合成样品的保温时间为3 h 时，发光性能较好。 a o 墨。 茁 装，0 0 保曩时问h 图3 2 1 不同保温时间合成样品的发光效果 f i g 3 2 1t h el u m i n e s c e n c ee f f e c to f d i f f e r e n tt i m e 3 5 西安科技大学硕士学位论文 3 7 铈离子掺杂的研究 为了进一步研究s r a l 2 0 4 ：e u 2 + 发光材料的发光性能，我们用铈离子代替铕离子做了 一组实验，目的是制各s r a l 2 0 4 ：c e 3 发光材料。我们仍选定n s c o ：i l 籼：n h b o ：n 产l ：0 8 5 ： 0 3 ：1 为基本配比，温度定为1 3 0 0 ，选择最好的方式提供还原气氛，保温3 小时，分 别取c e 0 2 的量为0 0 1 5 、0 0 2 、0 0 2 5 、0 0 3 ，再进行了一组实验，样品编号分别为2 0 号、2 l 号、2 2 号和2 3 号。并对其进行了扫描电镜和x 射线粉晶衍射分析测试。图3 2 2 、 图3 2 3 、图3 ，2 4 和图3 2 5 分别是2 0 号、2 1 号、2 2 号和2 3 号样品的扫描电镜照片，通 过和1 7 号、1 8 号和1 9 号样品的扫描电镜照片对比分析发现，晶体颗粒比较小、晶形不 规则、完整性较差，s r a l 2 0 4c e 3 + 发光材料的结晶度明显没s r a l 2 0 4 ：e t l 2 + 发光材料的好。 相比较而言，2 2 号样和2 3 号样的晶体颗粒比2 0 号样的相对完整、晶形和结晶度也相对 较好。由此说明，同样配比情况下，s r a l 2 0 4 ：e u 2 + 发光材料的结晶度较好。 图3 2 22 0 号样品的s e m 照片( 左x 2 5 0 0 ，右x s 0 0 0 ) f 谤3 2 2t h es e mi m a g eo f s a m p l e2 0 ( l x 2 5 0 0 ，r x 5 0 0 0 ) 图3 2 32 1 号样品的s e m 照片( 左x 2 5 0 0 ，右x 5 0 0 0 ) f i 晷3 2 3 t h e s e m i m a g e o f s a m p l e 2 l ( l x 2 5 0 0 ，r x 5 0 0 0 ) 3 结果与讨论 图3 2 42 2 号样品的s e m 照片( 左2 5 0 0 ，右x 5 0 0 0 ) f i g 3 2 4t h es e mi m a g eo f s a m p l e2 2 f l x 2 5 0 0 ，r x 5 0 0 0 ) 图3 2 52 3 号样品的s e m 照片( 左x 2 5 0 0 ，右x 5 0 0 0 ) f i g 3 2 5t h es e mi m a g eo f s a m p l e2 3 ( l x 2 5 0 0 r x 5 0 0 0 ) 图3 2 62 3 号样品的x 射线粉晶衍射图 f i g 3 2 6x - r a yd i f f r a c t i o ns p e c t r u mo f s a m p l e2 3 m 暑 。 西安科技大学硕士学住论文 对结晶度相对较好的2 3 号样进行了x 射线粉晶衍射分析( 如图3 2 6 ) 后发现，相 对于同配比的s r a l 2 0 4 ：e u 2 + 发光材料，非目标产物的衍射峰明显增多，峰的尖锐程度也 有所下降。对2 l 号、2 2 号和2 3 号样品进行了余辉测试发现，其余辉相对于同配比的 s r a l 2 0 4 ：e u 2 + 发光材料亮度明显减弱，余辉时间最多只能达3 0 分钟左右。 4 铝酸锶基蓄光材料的性能评价 4 铝酸锶基蓄光材料的性能评价 4 1 紫外辐照稳定性 铝酸锶基蓄光材料的紫外辐照稳定性比硫化锌体系的优良。在3 0 0 w 紫外灯的照射 下，对三种材料进行了0 - - 5 0 0 h 的紫外光照射试验，不同照射时间的相对发光亮度( ) 如表4 i 所列 表4 1 硫化锌体系、铝酸锯基发光材料的耐光性 t a b 4 1t h eu g h t 嗽虹h n o f d i i f f e r e n tl u m i n e s c e n tm a t e r i a l 由表可知，硫化锌体系发光材料和铝酸锶基蓄光材料的耐光性存在很大差异，对 z n s ：c u , c o 光照1 0 h ，相对亮度减少了1 6 ，1 0 0h 减少6 8 ，到5 0 0 1 1 以上几乎不再发 光。而铝酸锶基蓄光材料s r a l 2 0 4 ：e u 2 + 和s f 舢2 0 4 ：c 矿经过5 0 0 h 的照射，其相对发光亮 度基本不变化；由此从理论上讲，即使在阳光下曝晒一年左右，其相对强度也几乎不变 化。这说明铝酸锶基蓄光材料的紫外辐照稳定性较好，可长期在室外使用。 4 2 颗粒特性 蓄光发光材料是细颗粒粉末，按照我国技术监督局1 9 9 3 年9 月1 5 日发布的灯用稀 土红色、绿色、蓝色荧光粉的国家标准的要求，颗粒特性包含粒度分布、中心粒子、比 表面积三个技术参数。而这些参数可以通过粒径分布测定仪测得。对不同粒径两类材料 的铝酸锶基发光材料的发光亮度进行测试，结果如表4 2 所列。由表可以看出，材料颗 粒粒径愈大，其发光亮度愈高，反之粒径减小，则发光亮度下降。这一方面是由于颗粒 粒径大的结晶状态好，其发光效率好。另一方面，颗粒粒径大对激发光散射小，能更有 效地吸收激发光。仅从发光亮度来考虑，粒径越大越好；而在制作发光制品时对粒径有 不同的要求，应该根据工艺条件，在不影响产品质量的前提下选择合适的粒度范围。 西安科技大学硕士学住论文 表4 2 铝酸锯基发光材料的发光亮度和平均粒径的关系 t a b 4 2r e l a t i o n so f s h i n e sb r i g h t n e s sa n dt h ea v e r a g eg r a i nd i a m e t e r 4 3 热稳定性 蓄光发光材料及制品在室外长期使用要经历酷暑和严冬，温度的变化( - 2 0 4 0 c ) 会使发光亮度有一定改变。材料加工成制品时，也要经历热处理工艺，如制作发光陶瓷 制品和发光玻璃要经历近8 0 0 1 1 0 0 的烧制工艺，这样高温处理对发光亮度也有一定 影响。在不同气温下，对1 8 号样品在紫外灯下照射1 0 分钟后，对其相对发光亮度和余 辉时间进行测试，结果见表4 3 。从表中可以看出，气温对铝酸锶基发光材料的发光性 能影响甚微，这说明不同气温条件下铝酸锶基发光材料的性能相对很稳定。 表4 3 气温对产品发光性能的影响 t a b 4 3t h et e m p e r a t u r et os h i n e st h ep e r f o r m a n c ei n f l u e n e e 为了进一步检验铝酸锶基发光材料的热稳定性，继续对样品进行热处理，并测试其 相对发光亮度。处理后的相对发光亮度曲线如图4 1 所示。s r a l 2 0 4 ：e u 2 + 发光材料在3 0 0 c 热处理后，发光亮度开始下降，5 0 0 已下降2 0 ，到7 0 0 下降了5 0 ，9 0 0 以后发 光渐渐消失。由此说明，s r a l 2 0 4 ：e u 2 + 发光材料在3 0 0 以上情况下，其发光性能和热稳 定性均有下降趋势。 4 0 4 铝酸锶基蓄光材料的性能评价 4 4 余辉特性 图4 i1 8 号样品的温度特性曲线 f 晷4 1t e m p e r a t u r ec h a r a c t e r i s t i cc u r v eo f s a m p l e1 8 取平均粒径为5 0 | _ u n 的1 8 号样和2 3 号样各l 克，同时在日光( 中午) 、荧光灯( 6 0 w ) 和紫外灯( 3 0 0 w ) 三种不同的光源下照射( 荧光灯和紫外灯与样品的垂直距离为l o c m ) 2 0 分钟，然后关闭光源，在暗室中初步观察样品的发光亮度、发光的衰减快慢、余辉时 间的长短等。结果如表4 4 所示，s r a l 2 0 4 ：e u 2 + 的发光亮度和余辉时间相对s r a l 2 0 4 ：c e 3 + 较好，在紫外灯照射激发下发光性能更优良，余辉时间可达3 0 0 分钟以上。 表4 4 铝酸锶基发光材料的余辉特性 t a b 4 4 t h e l u m i n e s c e n c e e f f e c t o f d i f f e r e n tc o n t e n t s a m p l e s 总之，本次实验所制备的s r a l 2 0 4 ：e u 2 + 蓄光材料与文献资料口1 报道的相比较，结晶 度好、耐光性优良，在不同气候条件下热稳定性良好但在自然光照射下，其余辉亮度 和时间均没有资料报道的理想，这有可能是原料的纯度不够所导致的，其他原因有待进 一步的研究。 4 1 西安科技大学硕士学位论文 5 结论 本论文采用高温固相合成法合成了蓄光性能良好的s r a l 2 0 4 基质蓄光材料，优化了 制备的工艺条件，对合成样品的发光性能、形貌、物相组成等进行了测试与分析，对影 响产品性能的各主要因素进行了研究，得到以下结论： ( 1 ) 合成产品的最优配方：以碳酸锶、氧化铝、氧化铕为主要原料，硼酸为助熔 剂，在摩尔配比为n ：r l 栅：m 峨：l l 嘞：n c = 1 ：o 8 5 ：0 0 2 ：o 3 ：1 ；制备的最佳工艺条件：烧 结温度为1 3 0 0 ，选择粉末活性炭提供还原气氛，保温3 小时，随炉冷却后取样。 ( 2 ) e u 2 + 的掺入量对合成物的发光性能起关键作用，e u 2 + 掺入的量( 氧化铕与碳 酸锶的摩尔比) 为o 0 2 , - - 0 0 3 的发光效率高，当e u 2 + 离子的添加量不到或超过这一范围 时发光都有衰弱趋势。 ( 3 ) 硼酸的助熔效果良好，硼酸的量( 硼酸与碳酸锶的摩尔比) 对合成物的发光 效果有很重要的影响。当硼酸的量为o 3 时，合成物的发光效果最理想，同时也使烧结 温度也比文献资料报道的降低了近5 0 以上；当硼酸的量低于或高于0 3 时，合成物的 发光强度和余辉时间都有下降趋势。 ( 4 ) 保温时间对于反应的完全程度、合成晶体的结晶度和颗粒粒径的大小都有直 接影响，保温时间过长或过短都会减弱样品的发光亮度和降低样品的余辉时间。 ( 5 ) 对合成样品的性能进行评价后，发现铝酸锶基蓄光材料的耐紫外辐照、化学 稳定性良好，不同气温对铝酸锶基蓄光材料的性能基本没有影响，在紫外灯照射激发下 其发光性能良好。 致谢 致谢 本论文实验是在导师蔡会武老师的悉心指导下完成的。在论文的撰写过程中，蔡会 武老师花费了大量的精力，对每一部分进行了详细地审阅，提出了许多有益的建议和意 见，使论文在内容上更加完善。可以说，在实验过程中的每一步进展，都凝聚了蔡会武 老师大量的心赢。在此，我谨向我的导师蔡会武老师表示深深的感谢和由衷的敬意。 同时也诚挚感谢化学与化工系周安宁、鲍梁、李侃社、李天良、刘向荣、曲建林、 闫兰英、赵世勇等诸位老师在我论文完成过程中以及学习生活中所给予的帮助和指导； 在论文撰写、预答辩过程中，杜美利、王水利、贺拥军等老师也提出了宝贵的意见和建 议，在此一并表示真挚的感谢。 读研期间，师兄汪广恒、吴建宁，师姐刘静、郭红梅及杨鸿斌、张少云、徐莉、韩 伟宏等众学友均在学习和生活中给予我很大的帮助，在此表示衷心的感谢。 最后，还要感谢我的爱人李艳以及家人，他们的关爱与支持始终是我前进的动力： 同时也真诚感谢帮助过我的每一位老师和同学以及培养我多年的西安科技大学化学与 化工系。 二o o 七年四月 于西安科技大学雁塔校区 西安科技大学硕士学位论文 参考文献 【l 】高晓明固相法合成铕离子激活的铝酸锶发光材料研究： 学位论文】成都：成都理 工大学材料科学与工程系，2 0 0 0 【2 】贡长生，张克立等新型功能材料北京：化学工业出版社，2 0 0 0 ，3 6 9 3 7 2 【3 】肖志国，罗昔贤蓄光型发光材料及其制品北京：化学工业出版社，2 0 0 5 1 1 8 6 【4 】郭连权c a w 0 4 品体振动谱的理论分析人工晶体学报，2 0 0 2 ，3 l ( 1 ) ：7 1 7 4 【5 】晓晔电化学法制备高效结晶发光c a w 0 4 膜电子材料快报，1 9 9 5 ，9 ：9 l l 【6 】朱慧，熊光楠e u 2 + ：e e 磷酸盐中的发光及能量传递发光学报，2 0 0 3 ，2 4 ( 3 ) ：2 3 4 2 3 8 【7 】c u r i ed l u m i n e s c e n c ei nc r y s t a l s 【m 】e n g l o n d o n ：m e t h u e n ，1 9 6 3 2 2 1 【8 】t a k e u c h ih ，a r a k a w am e p rs t u d yo f c ，l i 十c e n t e r si ns e v e r a lp e r o v s k i t ef l u o r i d e s 阴 j p h y s s o c j a p a n ，1 9 8 4 ，5 3 ( 1 ) ：3 7 6 3 8 0 【9 】杨子元，屈绍波k c d f 3 晶体中c r 3 + - 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