新型硅酸盐长余辉发光材料的制备与性能研究

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光——世界因此而绚丽多彩。发光材料的开发与应用正深刻而美好的改变着我们的生活。作为固体发光材料中很重要的一类,长余辉发光材料的研究早在19世纪70年代就已经开始。随着社会的发展与进步,对这类材料的发光性能要求也不断提高。 20世纪90年代制备出的新一代长余辉发光材料因具备更佳的发光性能而倍受关注,一直是研究的热点。目前,研究主要集中在铝酸盐体系,对硅酸盐体系的研究较少。而硅酸盐体系化学性质较铝酸盐体系稳定,具有更好的适应性,但硅酸盐体系的发光性能尚未达到铝酸盐体系水平,进一步提高硅酸盐体系的发光性能,还需做更深入的工作。 本论文选择Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉材料为制备对象和研究对象。首先,采用高温固相法,在还原气氛下制备出Sr2MgSi2O7基长余辉发光材料。运用正交实验方法,借助XRD、TG-DTA等现代测试手段,对影响其发光性能的因素进行了研究,确定了高温固相法合成该材料的最佳条件。该法制备出的发光粉激发后300s时的余辉强度32mcd/m2,测量余辉时间为350min。 在此基础上,首次采用溶胶一凝胶法,以Si(OC2H54,MgO,Sr(NO32,Eu2O3,Dy2O3等为原料,在低于传统高温固相法近200℃的温度下,合成了长余辉发光材料Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+。采用XRD、TG-DTA等方法详细研究了由溶胶向凝胶转变和凝胶向发光晶体转变的过程。对样品余辉性能的测试结果表明,溶胶-凝胶法样品较高温固相法样品余辉性能有很大提高,样品在激发后300s时的余辉强度65mcd/m2,测量余辉时间为380min。 论文最后在参考大量文献的基础上,通过分析借鉴铝酸盐体系发光材料的发光机理,初步探讨了Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料的发光机理,并用“位型坐标”模型合理解释了Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料的发光行为。
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