无机非金属材料开题报告.doc

J I A N G S U U N I V E R S I TY 毕业设计（论文）开题报告 专 业： 无机非金属材料工程 班 级： 2008（1） 姓 名： XXX 指导教师姓名： XXX 指导教师职称： 讲师 2012 年 2 月 18 日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及教研室审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网址上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3毕业设计（论文）的具体要求请参见教务工作手册中的毕业设计（论文）工作条例（暂行）。1本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势（1）本课题研究的意义：目前稀土发光材料合成能耗高、成本高，因此为了实现简单、快速、节能、高效、优质地合成稀土发光材料的目标，促进我国在稀土深加工方面的发展，研究燃烧法合成稀土发光材料显得非常有意义。本研究准备利用燃烧法合成铝酸盐基质稀土，系统研究燃烧法合成的工艺，对于实现在较低温度下，简单、快速、节能、高效、优质地合成稀土发光材料的目标，具有现实意义。利用燃烧合成快速节能的特点，合成铝酸盐发光材料，通过原料配比量及激活剂发光的影响研究，来找到一条探讨发光机理的途径，为发光理论的进一步研究具有理论意义，对丰富铝酸盐系发光材料的颜色具有现实意义。通过对Eu2+激活的铝酸盐基质发光材料发光性能研究，了解了Eu2+的电子跃迁方式以及基质环境的影响情况，对Eu2+激活的铝酸盐基质发光材料的进一步研究开发具有理论意义和现实意义。（2）国内外研究现状、水平和发展趋势： 稀土激活铝酸盐基质的发光材料优越的光、热稳定性和化学稳定性、余辉寿命长、发光亮度高、不含有害物质等特点使得这种材料成为国内外研究的热点。自20世纪90年代中期以来，大量有关光致发光材料的研究被报道。对稀土铝酸盐体系的研究又集中在添加Eu之外的辅助激活剂，如Dy、Nd等，希望引入的微量元素能构成适当的杂质能级，达到延长余辉时间的目的。G Blases在1995年对发光材料领域的研究作了展望，1997年，E.Nakazawa和T.Moehida研究了一系列铜系元素共掺杂的SrA1204:Eu2+，发现当Ln=Nd，Dy，Ho和Er时，材料具有长余辉现象，这是因为这几种元素能够产生合适的陷阱深度。Qui等1998年首先报道了Eu2+，Dy3+共掺杂的碱土硼铝酸盐玻璃和硅铝酸盐玻璃的长余辉现象。进入21世纪，随着对SrAl2O4:Eu2+,Dy3+体系研究的深入与成熟，各国研究工作者把研究主要集中在改进制备方法、性能表征与机理解释方面。2004年，吴国元等厌倦了利用一步燃烧法制备铝酸盐4SrO7Al2O3基质长余辉发光材料，并得出产物物相与制备过程密切相关。2005年，Purification等报道了用改进的溶胶一凝胶法合成SrAl2O4，并进行了X-衍射与拉曼表征。2006年，Xixian Luo等报道了B2O3与稀土离子对SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的长余辉所发挥的作用，指出B2O3不仅降低了合成反应的温度也促进了SrA12O4基质晶体的生长。2011年孙文周等发表了利用燃烧法合成超细SrAl2O4：Eu2+，Dy3+长余辉发光材料的研究，可得到纯相的SrAl2O4基质材料并且可得到粒度分布均匀 尺寸大约在0.31um之间的纳微米级的超细发光材料。 在发光材料的合成方法上，目前最为成熟的是高温固相法，已有的工业化生产均为高温固相法，但是反应温度高、时间长、能耗高导致的高成本是该方法难以克服的缺陷。为了实现简单、快速、节能、高效、优质地合成稀土发光材料的目标，一些新的合成方法的研究也是一个热点。在新的合成方法的探索中，燃烧合成法是一种很有前景的制备方法，近年来受到高度重视。在我国将燃烧合成这一技术应用于发光材料的研究起步于20世纪90年代中期。国内外关于燃烧合成的发光材料，相继有氧化物体系如Y2O3:Eu3+、Gd2O3:Eu、Y2O3:(Eu，Te，Er,Yb)、Y1.8Er(Nb)0.2O3、Lu2O3:Tb、Lu2O3:Eu、()A12O3:Eu3+、(Y0.9629Ce0.0075Tb0.03)2Si2O5、MgO:Dy3+等发光材料的报道。燃烧合成的的铝酸盐体系发光材料的报道有nSrO7A12O3:Eu2+(n=1-10)、Ce0.67Tb0.33MAl12O20.5、SrAl2O4:Eu2+，Dy3+、MgSrAl2O4:Eu2+，Dy3+、BaAl2O4:Eu2+,Nd3+、燃烧合成纳米级SrAl2O4:Eu2+的报道。因为铝酸盐体系的原料燃烧合成时符合燃烧合成的高放热体系特征，燃烧合成铝酸盐发光材料受到了国内外发光合成研究工作者的高度重视。2本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施（1）本课题的基本内容：工艺研究，通过大量的实验来确定合适的工艺条件，研究主要工艺参数对合成物性能的影响。在合成SrAl2O4:Eu2+发光材料的基础上，研究所合成产物的发光特性和基质环境对Eu2+发光性能的影响，研究Eu2+的发光机理和Dy3+对Eu2+发光的影响。 （2）可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施燃烧法制备的发光材料不发光或者发光极弱 分析原因及解决的措施 A原料的配比是否正确； B原料的称取是否按照配比准确无误的称取； C炉温条件的影响：根据文献，炉温过高过热，材料都不会发光； D没有按照实验工艺分步操作。 控制变量法研究某一因素对发光现象影响时对比不明显 分析原因及措施：A变量改变是否适中；B对研究某一因素时，检查其余因素是否处于相同状态研究燃烧气氛对于制备发光材料的影响时，开放式时炉温变化比封闭式大，对于设定的温度，两者差距大：开放式炉门半开。 3本课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析 燃烧合成发光材料具体的过程是:将反应物和助燃剂溶于水，充分搅拌均匀并浓缩制备成前驱物，将前驱物放进柑祸置于一定炉温的高温炉中，当前驱物达到放热反应的引发温度时，以某种方式点燃，随后反应由放出的热量维持，燃烧产物即为所需合成产物。燃烧合成反应充分利用化学反应本身放出的热量，在合成过程中温度可达数千摄氏度，是一个节能的技术。燃烧合成反应是在原料混合物内部进行，其反应产生的大量热能直接用于材料的合成，无需热量从外部传递的过程，整个反应速度非常快，反应效率高。燃烧合成反应产生非常高的温度，产品的合成率高。指导教师意见:发光材料在现代工业及生活的多个领域具有广泛用途，相关研究具有重要意义。本课题拟