發(fā)布時間：2020-11-15 10:12

　　 稀土發(fā)光材料具有發(fā)光亮度高、余輝時間長、發(fā)射光波長可調(diào)、無輻射無污染等優(yōu)異性能特點,是新一代的發(fā)光材料,成為了國內(nèi)外發(fā)光材料的研究熱點。目前,這種材料的應(yīng)用非常廣泛,如交通指示牌,緊急照明設(shè)備,汽車儀表顯示盤和發(fā)光涂料等領(lǐng)域。鎢酸鹽具有原料豐富、制備手段簡單、適應(yīng)性強、晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、成分易于調(diào)整、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性好等特點,是稀土發(fā)光材料理想的基質(zhì)材料。鎢酸鹽基發(fā)光材料不僅發(fā)射光譜豐富,還可以對光譜的位置及強度進行調(diào)控。然而隨著研究的深入,對發(fā)光材料的性能提出了新的要求。因此,進一步研究新型鎢酸鹽基稀土發(fā)光材料的制備方法、光譜特性以及光譜調(diào)控具有重要的意義。本文采用共沉淀法制備出了SrWO_4: Dy~(3+)熒光材料、SrWO_4:Pr~(3+)發(fā)光材料以及SrWO_4:Eu~(3+), Dy~(3+)雙摻雜發(fā)光材料。并通過單因素實驗法對制備工藝條件進行了優(yōu)化,得到了最佳制備工藝條件。其研究工作主要包括以下三個方面:1.采用簡單的共沉淀法成功的制備出SrWO_4: Dy~(3+)熒光材料。所制備的樣品通過各種分析手段進行表征。結(jié)果顯示:所制備的鎢酸鍶發(fā)光材料是四方晶相白鎢礦結(jié)構(gòu)且呈現(xiàn)球狀微粒。通過激發(fā)光譜發(fā)現(xiàn),SrWO_4: Dy~(3+)發(fā)光材料在紫外和近紫外波長下可以有效地被激發(fā)。當SrWO_4中 Dy~(3+)摻雜量為5%,焙燒溫度為800℃時,SrWO_4: Dy~(3+)發(fā)光材料的發(fā)光強度達到最大。其中SrWO_4: Dy~(3+)發(fā)光材料在254nm波長下激發(fā),發(fā)射譜上有三組主要的特征發(fā)射峰,分別位于波長在470nm、484nm(藍色)、572nm(黃色)和661nm(紅色),對應(yīng)于 Dy~(3+)離子的(~4F_(9/2)→~6H_(15/2)),(~(~4F_(9/2))→~6H(13/2)) and(~(4F9/2)→~6H_(11/2)))躍遷。因此,通過改變 Dy~(3+)摻雜濃度和焙燒溫度有望制備出具有白光LED的材料。2.通過共沉淀法,在室溫條件下制備出一系列具有熒光性能的SrWO_4:Pr~(3+)材料。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS),熒光光譜儀等測試手段研究了不同Pr~(3+)摻雜量和焙燒溫度下發(fā)光材料的微光結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能。結(jié)果表明:所制備的樣品均為四方晶相白鎢礦結(jié)構(gòu)且呈現(xiàn)球狀微粒。當Pr~(3+)摻雜量為7%,焙燒溫度為900℃,發(fā)光強度達到最大,其主發(fā)射峰位于615nm(3P0→3H6)和644nm(3P0→3F2)處。此外,隨著焙燒溫度升高,發(fā)光材料發(fā)生了熱猝滅現(xiàn)象。因此,SrWO_4:Pr~(3+)發(fā)光材料有潛力發(fā)展成為UV-LED作為芯片的紅色發(fā)光二極管。3.采用簡單的共沉淀法成功地制備出SrWO_4:Eu3+, Dy~(3+)雙摻雜發(fā)光材料。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、熒光光譜儀等測試手段對所制備樣品的結(jié)構(gòu)、形貌及其發(fā)光性能進行了表征。結(jié)果表明:所制備的樣品均為四方晶相白鎢礦結(jié)構(gòu)且呈現(xiàn)球狀微粒。通過改變 Dy~(3+)摻雜量和溫度來研究SrWO_4:Eu~(3+), Dy~(3+)的發(fā)光性能。結(jié)果顯示,稀土 Dy~(3+)的最佳摻雜濃度為3%,最佳焙燒溫度為800℃。此外,SrWO_4:Eu~(3+), Dy~(3+)發(fā)光材料的發(fā)射顏色通過摻雜 Dy~(3+)可以實現(xiàn)從白光到近黃光轉(zhuǎn)換。因此,SrWO_4:Eu~(3+), Dy~(3+)發(fā)光材料在熒光燈和場發(fā)射顯示器方面具有潛在的應(yīng)用。
【學位單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TQ422;TQ132.33
【部分圖文】：

陜西科技大學碩士學位論文鑭系元素的電子層結(jié)構(gòu)可以表示為：1s2s22p63s23p63d104s24p64d104fn5s25p65dm6s2n=1~14，m=0、1，或者[Xe]4f0~145d0~16s215 個鑭系元素最外層和次外層電子都填充到 6S2和 5S25P6，5d 軌道上只有一個電子或沒有電子。根據(jù)泡利不相容原理，一個原子軌道上不能有四個量子數(shù)一模一樣的兩個電子，4f亞層電子由鑭(La)到镥(Lu)逐漸開始充填，電子從 0 個依次填充到 14 個。雖然鈧[Ar]3d14s2和釔[Kr]4d15s2不存在 4f 電子，但是最外層有(n-1)d1ns2的電子層構(gòu)型，與鑭系元素的化學性質(zhì)相似，所以將鈧和釔歸屬到了稀土元素系列。具體稀土元素的電子構(gòu)型排布如表 1-3 所示。1.2.3 稀土離子能級躍遷和光譜特性

的形式表現(xiàn)出來，通過激發(fā)光的照射，可得到發(fā)射光譜。通過發(fā)光光譜，可以容易的找出發(fā)光材可以推斷發(fā)光材料是否發(fā)生量子效應(yīng)，還有摻雜征峰是否發(fā)生了分裂和能量傳遞現(xiàn)象等。命衰減曲線[61-63]發(fā)光材料后，其發(fā)光現(xiàn)象會持續(xù)一會兒，但其發(fā)一般持續(xù)時間會少于 10-8s，發(fā)生衰減的原因不雜離子所處的環(huán)境有關(guān)系。大多數(shù)發(fā)光材料激發(fā)形式進行衰減，即：I=I0e-αt=I0e-t/τ應(yīng)的發(fā)光強度，I0是剛停止激發(fā)的發(fā)光強度，α 子在激發(fā)態(tài)的平均壽命。較復(fù)雜，其磷光壽命衰減曲線是雙指數(shù)衰減形式I=I10e-α1t+I20e-α2t(chromaticity coordinate)

陜西科技大學碩士學位論文圖 2-5 600℃，不同 Dy3+摻雜量樣品的發(fā)射光譜Fig 2-5 600℃, Emission spetra of samples with Dy3+different dopping amount300 350 400 450 500 550 600 650 7000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100.1%0.5%1%2%9%ntensiIty(PS)Cλ/nm5%Dy3+摻雜量
【參考文獻】

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本文編號：2884648