氯化物助熔剂对Y3Al5O12∶Ce 3+荧光粉性能的影响

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YAGCe3+荧光粉的高温固相合成及发光性能

YAG:Ce3+荧光粉的高温固相合成及发光性能摘要主要介绍了YAG：Ce3+荧光粉制备技术的现状，叙述了目前制备中用的较多溶胶-凝胶法、沉淀法、燃烧法、固相法等几种方法的进展，并进行优缺点的比较。

并采用高温固相法合成Y3-x Al5O12:xCe3+（x=0.05~0.9）荧光粉,研究了Ce3+浓度、助燃剂、灼烧温度、灼烧时间等对样品发光性能的影响。

结果表明，以Al(OH)3为原料，采用氟化物助熔剂可以获得颗粒细小均匀的荧光粉，最佳掺杂Ce3+的浓度及烧结温度分别为2%和1400℃；此外，发射波长有红移现象，此更符合现代固态照明对色度的需要，研究结果对荧光粉的生产具有一定意义。

关键词：YAG：Ce3+；荧光粉；制备；高温固相合成法；LEDHigh-temperature Solid State Reaction Method and Characterization of YAG：Ce3+ PhosphorAbstractThe progress of preparation for YAG：Ce3+ phosphor is summarized systemically. Several prevalent methods used for production of YAG：Ce3+phosphor, such as sol-gel method, precipitation method, solid-state method and combustion synthesis are introduced in detail and their advantages and disadvantages are pointed out. The Y3-x Al5O12:xCe3+（x=0.05~0.9）phosphor was synthesized by high-temperature solid state reaction method. The influence of Ce3+ contents, various fluoride fluxing agents, sintering temperature and sintering time on the luminescence properties of the samples were investigated. The results indicated that phosphor sample with uniform particle size were obtained with as the starting material and some fluorides fluxing agents. Furthermore, the optimal concentration of Ce3+ and the optimal sintering temperature were found to be 2% and 1400℃, respectively. In addition, the emission wavelength shifted to the red direction, which would meet the solid-state white lighting requirements of chromaticity. The results are significant to the production of phosphors.Key words: YAG：Ce3+；phosphors；preparation；high-temperature solid state reaction method；LED目录1 引言 (1)2 YAG：Ce3+荧光粉的制备方法 (2)2.1 高温固相法 (2)2.2溶胶-凝胶法 (3)2.3沉淀法 (3)2.4燃烧法 (3)3 各种制备方法的优缺点对比 (4)4 结果与讨论 (5)4.1 Ce3+掺杂量对样品发光性能的影响 (5)4.2 灼烧温度和时间对样品发光性能的影响 (5)4.3 结论 (6)5 白光用YAG：Ce3+荧光粉展望 (7)参考文献1 引言1964年Geusic等发现了钇铝石榴石（Yttrium aluminum garnet，Y3A15O12，YAG）晶,其特殊的激光光学性质引起了科学家们的广泛兴趣。

实验5Y3Al5O12Ce3荧光粉的合成及其发光性能研究

实验5 Y3Al5O12:Ce3+荧光粉的合成及其发光性能研究一．实验目的1．了解无机荧光材料相关知识。

2．掌握共沉淀合成稀土发光材料的方法。

3．掌握激发光谱与发射光谱的区别。

4．了解荧光分光光度计基本工作原理。

二．实验原理1. 发光相关概念当某种物质受到诸如光、外加电场或者电子束轰击等激发后，只要该物质不会因此而发生化学变化，它总要回复到原来的平衡状态。

在这个过程中，一部分多余的能量会通过热或者光的形式释放出来。

如果这部分能量是以可见光或近可见光的电磁波形式发射出来的，就称这种现象为发光。

各种发光现象可按被激发方式的不同分为如下几类：光致发光、电致发光、阴极射线发光、X射线及高能粒子发光、化学发光、生物发光等。

光致发光(photoluminescence)主要是利用光(紫外或者真空紫外波段)激发发光体引起的发光现象。

它大致经过吸收、能量传递及光发射三个阶段。

光的吸收和发射都发生于能级之间的跃迁，都经过激发态。

而能量传递则是由于激发态的运动。

无机发光材料是由作为材料主体的化合物（基质）和掺入特定的少量作为发光中心的杂质离子（激活剂）所组成，激活剂对基质起激活作用，并形成发光中心。

有的材料中还掺入另一种杂质离子作为传递辐射能的中介体（敏化剂）。

敏化剂可以有效地吸收激发能量并把它传递给激活剂，提到发光效率。

新型稀土功能材料的研制和应用，近年来发展很快。

由于稀土元素原子外层电子构型相同，离子半径接近，因而化学性质也很相似。

但是由于内层4f 轨道未充满，与4f电子行为有关，各个稀土离子又显示出若干物理特性。

利用稀土的这些特点，已经研制出了若干新型材料，在科学技术各个领域中已广泛使用。

特别是稀土发光材料,在我们的生活中获得了极为广泛的应用。

目前，稀土发光材料主要用于彩电显像管、计算机显示器、照明、医疗设备、稀土三基色荧光灯、PDP显示屏等方面。

2. Y3Al5O12 :Ce3 +简介本实验所合成的铈掺杂的铝酸钇(YAG)，是应用较广的一种稀土发光材料，它是石榴石晶体结构。

固相反应中不同助熔剂对YAG：Ce发光性能的影响(精)

固相反应中不同助熔剂对YAG：Ce发光性能的影响LED是一种新型半导体固态光源，具有低功耗、长寿命等显著优点，因此，在全球能源日趋紧张和环保压力日益加大的情况下，使用LED半导体照明已被公认为是一种节能环保的重要途径。

本论文综述了YAG:Ce发光材料的研究进展情况，介绍了YAG:Ce荧光粉的几种制备方法，并总结了它们的优缺点。

在还原气氛下采用高温固相反应法合成了白光LED用黄色荧光粉Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce)。

本实验以氧化钇、氧化铈、氧化铝为主要制备原料，相同的Y/Al/Ce比例，加入不同的助熔剂(LiF,SrF2, NaCl, KCl, BaCl2,Na2B4O7·10H2O, CaCl2 , SbCl3, SnCl2 )，在1400°C高温条件下制得了YAG:Ce粉体。

本论文选用碱金属、碱土金属的卤化物、硼砂等作为助熔剂，合成了一系列YAG:Ce粉体，并研究了助熔剂对YAG:Ce荧光粉发光性能的影响。

运用XRD对荧光粉的物相进行了表征，结果表明加入合适的助熔剂有利于YAG:Ce荧光粉的晶化，这些体系都具有立方石榴石结构。

利用荧光光谱仪对荧光粉的荧光性能进行了表征，结果表明添加不同助熔剂的YAG:Ce荧光粉的激发光谱、发射光谱基本相同，而且大部分添加助熔剂的样品的最大发光强度与纯YAG:Ce样品相比有很大提高。

添加氯化钡的YAG:Ce样品的最大发光强度是没有添加助熔剂YAG:Ce样品发光强度的122.8%，同样，氟化锂:244.3%，氟化锶:277.6%，氯化钠:125.5%，氯化钾:212.0%，硼砂:173.3%，硼砂-氯化钡:165.7%，硼砂-氟化钡:345.3%。

而氯化钙、三氯化锑、二氯化锡这几种不适合做YAG:Ce的助熔剂。

不仅如此，有些助熔剂还使最大发射波长发生了红移，提高了YAG:Ce荧光粉的显色性，使之更好地与蓝光LED匹配。

同主题文章[1].王国富,罗遵度. Cr~(3+):Al_2(WO_4)_3晶体生长助熔剂体系的研究' [J]. 硅酸盐学报. 1989.(04)[2].黎学明,孔令峰,李武林,杨文静. 助熔剂NaF对YAG:Ce荧光粉结构及发光性能影响' [J]. 无机化学学报. 2009.(05)[3].文小强,王林生,王玉香,周健,赖华生. 助熔剂种类对绿色荧光粉(Ce_(0.67),Tb_(0.33))MgAl_(11)O_(19)晶体结构、形貌及发光强度的影响' [J]. 江西有色金属. 2009.(04)[4].孙力玲,吴奇,许应凡,刘日平,王文魁. Pd_(40)Ni_(40)P_(20)合金在助熔剂包裹下的凝固行为' [J]. 科学通报. 1996.(15)[5].谢鸿,陈哲,严有为,袁江顺. 硼酸对纳米BaMgAl_(10)O_(17):Eu~(2+)发光材料制备、晶体结构及其发光性能的影响' [J]. 功能材料. 2006.(09)[6].唐永波,杨庆华,黄如喜,朱宪忠,王海波. 助熔剂BaF_2在制备BaSi_2O_5∶Pb~(2+)过程中的机理' [J]. 发光学报. 2006.(05)[7].赵晓霞,王晓君,陈宝玖,孟庆裕,颜斌,狄卫华. 白光LED用红色荧光粉α-Gd_2(MoO_4)_3∶Eu的制备及其发光性能研究' [J]. 光谱学与光谱分析. 2007.(04)[8].何庆波,李新华,徐家跃. 高温溶液中ZnO的析晶行为与晶体生长研究' [J]. 人工晶体学报. 2008.(02)[9].王博宇,徐进章,陈昊,张志华. LaMgAl_(11)O_(19):Mn~(2+)和LaMgAl_(11)O_(19):RE,Mn~(2+)(RE=Eu~(2+), Gd~(3+))的发光特性(英文)' [J]. 稀有金属材料与工程. 2009.(03)[10].张希艳,张亮亮,张云鹏,董飞,于冲冲. 助熔剂对Eu~(2+)掺杂的碱土金属硅酸盐荧光粉发光性能的影响' [J]. 硅酸盐学报. 2010.(02)【关键词相关文档搜索】：无机化学; 助熔剂; YAG:Ce; 发光性能; 高温固相法; 发光体【作者相关信息搜索】：天津大学;无机化学;孙淑清;周瑞婷;。

Y3Al5O12：Ce 3+的合成及真空紫外发光性质

一１，，体系中存在三种不同的晶相，Ａ０其中ＹＡＹＧ，，１０（Ａ钇铝石榴石相）立方晶系。属
另外两种中间相为Ｙ１ＹＰ，铝钙钛矿相）Ａ０（Ａ钇
和ＹＡ（Ａ钇铝单斜相）传统的以１０ＹＭ，。
两种方法合成的粉末样品的ＳＭ照片，Ｅ发现共沉淀法不仅能降低合成温度，对细化粉体晶粒粒度也有较大作
用。检测了材料的真空紫外激发光谱和发射光谱。发现，ＡＣ “ 的真空紫外激发光谱，１０—３０Ｙ，Ｉ：ｅ０，在００ｎｍ范围内呈三个带状峰，峰值分别在１６１７２０ａ附近。随着ｃ “含量由００增加到００，Ａ２，７，３ｍｅ．１．５ＹＧ：ｃ ”发射强度逐渐增加到最大值，ｅ之后随着继续增加其发射强度逐渐下降，呈现明显的浓度猝灭现象。关键词：Ａ：ｅ；ＹＧＣ “ 真空紫外；发光
２１１高温固相反应合成样品．．
烈影响，以在不同的基质中，ｅ的吸收谱和所ｃ¨ 荧光谱很不一样。到目前为止，已有大约３０种０
按一定的物质的量比，称取固体Ｙ（（９９、２３．％））９９Ａ（Ｏ）９２Ａ、ｅ２９．９）剂，１Ｎ３３・ＨＯ（Ｒ）ＣＯ（９９％试在
机制具有重要意义，时为ＹＧ：ｅ发光材料同ＡＣ¨
在不同领域的实际应用提供有益的理论指导。
ＹＧ的多个相转变过程。到１０才可观察到Ａ０ｏ３ＣＹＧ相的形成，６０ｏ能得到单相ＹＧＡ１０Ｃ才Ａ。而软化学合成可以在较低温度下得到ＹＧ相，Ａ因而从２０世纪８０年代到现在一直受到人们的重视，

助熔剂对Y2O2SEu 3+形貌及发光性质的影响

和度等因素的影响，质最稳定的高亮性
度红光荧光粉是Ｙ，Ｓ：ｕＯＥ ¨和Ｙ，Ｓ：Ｏ，Ｅ『ｕ２］两种荧光粉仍是主要的红光。这
度大小及分布、发光性质有很大影
响。
荧光粉材料。助熔剂对高温固相法制备Ｙ，，ＯＳ：
用。
以保证体系的还原气氛，所以不能用高
是颗粒度不均匀，这一点影响了它的应价金属或过度金属，否则会生成大量难
容的硫化物，给反应带来不良的影响。
在高温固相合成方法中，助熔剂的其次，也不宜用硝酸盐等阴离子氧化性作用在于改善反应环境，进反应进行比较强的盐作助熔剂，否则会破坏反应促
７４６。
１２Ｎ，Ｏ＋Ｎ４ＨＯ为助熔．ａＣ３（Ｈ）Ｐ２
剂
以Ｎ２Ｏ＋ＮＨ）Ｐ４助熔剂ａＣ３（４ＨＯ为２的产品，结晶好，颗粒度均匀，直径在２｝荧光强度较以ＮａＣ（～３，Ｏ＋ＮＨ）
ＤＩ１．９９ｊｉｎ１０－９２２１．４０７Ｏ：０３６／．ｓ．０１８７．０１０．１ｓ
助熔剂对ＹＯＳｕ２２Ｅ
形貌及发光性质的影响
贾晓博北京颖泰嘉和科技股份有限公司，北京】００１２９
稀土发光材料具有许多优点：吸
粉。
只有４６４。从形貌上看，颗粒度卜５，
不均匀。

Y3Al5O12：Eu^3+外荧光粉表面包覆SiO2的研究

能和机械性能，以及良好的物理化学性质，作为荧光
ＳｉＯ包覆层无色透明，对荧光粉光学性能影响较小，且具有很高的化学和热稳定性等。
因此，本研究优选ＳｉＯ为包覆材料，采用化学均相沉淀法和热处理工艺，在自制的ＹＡＧ：Ｅｕ荧光粉
第３４卷第１期２０１３年３月
《陶瓷学报》
Ｊ０ＵＲＮＡＬＯＦＣＥＲＡＭＩＣＳ
Ｖｏ１．３４．Ｎｏ．１Ｍａｒ．２０１３
文章编号：１０００ — ２２７８（２０１３）０１ — ００１７－０５
∞
∞ ０ｍ加 ∞ ∞ ∞
７９ — １８９１卡片相符合，证明所得的样品为ＹＡＧ
相，属立方晶系，无杂质，结晶良好。对比样品的衍射
峰强度，发现表面包覆ＳｉＯ所得样品比未包覆样品得到衍射峰强度低，可以解释为在ＹＡＧ：Ｅｕ荧光粉表面形成的连续致密的氧化物ＳｉＯ包膜，对检测的
１８
§ ＼ｌ＿丑口３§
一
《陶瓷学报｝｝２０１３年第１期
一一一
２．１ＸＲＤ分析一
图ｌ为包覆ＳｉＯ前后ＹＡＧ：Ｅｕ荧光粉的ＸＲＤ图谱。从图１可以看出，两个样品的衍射峰基本重合，分别对应（２１１），（４００），（４２０）和（６４０）面，且与ＪＣＰＤＳ
ｘ射线起到了较为明显的阻挡作用。因未出现晶态

《Ce3+离子掺杂石榴石结构的荧光粉的制备与发光性能研究》

《Ce3+离子掺杂石榴石结构的荧光粉的制备与发光性能研究》Ce3+离子掺杂石榴石结构荧光粉的制备与发光性能研究一、引言随着科技的发展，荧光粉在照明、显示、生物成像等领域的应用越来越广泛。

石榴石结构荧光粉因其独特的物理化学性质和优异的发光性能，成为近年来研究的热点。

本文着重研究Ce3+离子掺杂石榴石结构荧光粉的制备方法及其发光性能，以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、制备方法1. 材料选择制备Ce3+离子掺杂石榴石结构荧光粉，需要选择合适的基质材料和激活剂。

基质材料一般选用石榴石结构化合物，如Y3Al5O12等。

激活剂则选用Ce3+离子，其具有优异的发光性能。

2. 制备过程（1）将基质材料和Ce3+离子按照一定比例混合，加入适量的溶剂，进行球磨混合，使原料充分混合均匀。

（2）将混合后的原料进行高温烧结，使原料发生化学反应，形成石榴石结构。

（3）将烧结后的产物进行研磨、筛选，得到粒度均匀的荧光粉。

三、发光性能研究1. 发光光谱分析通过测量荧光粉的激发光谱和发射光谱，研究Ce3+离子在石榴石结构中的发光性能。

激发光谱可以反映荧光粉对不同波长光线的响应能力，发射光谱则可以反映荧光粉的发光颜色和强度。

2. 发光亮度及色度分析通过测量荧光粉的发光亮度和色度，可以评估其在实际应用中的性能表现。

发光亮度越高，色度越纯，说明荧光粉的发光性能越好。

3. 稳定性分析荧光粉的稳定性对其实际应用具有重要意义。

通过测量荧光粉在不同温度、湿度、光照等条件下的发光性能变化，评估其稳定性。

四、实验结果与讨论1. 制备结果通过上述制备方法，成功制备了Ce3+离子掺杂石榴石结构荧光粉。

通过对产物的XRD分析，证实了产物的石榴石结构。

通过SEM观察，发现荧光粉颗粒均匀，无明显团聚现象。

2. 发光性能分析（1）发光光谱分析：Ce3+离子在石榴石结构中的激发光谱和发射光谱表现出良好的对称性，说明其具有优异的发光性能。

激发光谱覆盖了较宽的波长范围，表明荧光粉对不同波长光线的响应能力较强。

白光LED用Y3-xAl5O12：Ce3x+材料发光性能的影响因素的研究

ａｕｒｎｄｃｎｓａｅｐｅａｕｒｉｅｏｔｕｉｅｃｎｃｒｔｅａｏｔｎｔｔｍｒｔｅｔｍｎｈｅｌｍｎｓｅｅｐｏｐｅｔｒｎｓｉｔｄＴｈｅｒｓｔｈｏｔｔｔｅｏｐｉｒｙａｅｉｖｅｔｇａｅ．ｅｕｌｓｓｗｈａｈｔ—
Ａｓｒｃ：ＴｅＹ一Ａ１２Ｃ。ｈｓｈｒｔｒｌｆｒｗｉＥｒｙｔｅｉｄｂｉｈｔｅａｕｅｓｌｈｓｂｔｔｈ３５：ｄ。ｐｏｐｏｅｉｓｏｈｔＬＤａｅｓｎｈｓｅｙｈｇｅｒｔｒｏｉｐａｅａＯ１ｍａａｅｚｍｐｄ
ｏｔｉｓ３ｘＩ２ｃｆＭａｅａ一Ａ５：ｄ＋ｆｒｒｌＹＯ１ｏｉＥＷｈｔＬＤｅ
ＬＩＢｏ，ＺＨＡＮＧｉＬｅ，ＬＵｏｒｎＤａ — ｏｇ
（ｃｏｌｆｅｃｌＥｎｉｅｒｎ，ＨｅｅｉｅｓｔｆＴｅｈｏｏｙＳｈｏｏＣｈｍｉａｇｎｅｉｇｆｉＵｎｖｒｉｏｃｎｌｇ，Ｈｅｅ３０９，Ａｎｉｙｆｉ２００ｈｕ，Ｃｈｎ）ｉａ
量、烧温度、温时间等因素对材料发光性能的影响。研究表明，熔剂用量、烧温度、温时间对材料的发光焙保助焙保
性能影响较大，均存在一个最佳值，基质原料中ｃ。杂量ｘ为００，熔剂用量为６（量）焙烧温度为且当ｅ掺．６助质，１０３０℃ ，温时间为４ｈ时所得发光材料的性能最好。ＸＲ保Ｄ测试表明，制备的材料Ｙ．Ａ１２ｃｓ立方晶所ｚｓ：ｅ属。０，系。荧光光谱测试表明，３５ａ紫外光激发下，料ＹＡｌ：ｅ。现白光，形成的宽带发射光谱的主在６ｍ材ＯＣ呈ｓ＋其发射峰波长分别约为４７ｎ和４２ｎ。２ｍ７ｍ

助熔剂对YAG：Ce~(3+)荧光粉性能的影响

中国陶瓷工业２１０２年６月第１９卷第３期
ＣＨＩＮＡＣＥＲＡＭＩｌＣＮＤＵＳＴＲＹ
Ｊｎ２１１１。．ｕ．０２Ｖｏ．９Ｎｏ３
文章编号：０６２７（０２０ — ０１Ｏ１０ — ８４２１）３００＿４
三遍，别加入质量分数为２、％、％、％的ＮＦ分％４６８ａ和２％的Ｂ、％Ｎ１？Ｏ、％ＢＦ％Ｈ１（，后ｌ％Ｈ，３１ａ￣Ｉ：）然ＢＢ３用超纯水配成４０Ｌ浆料，０ｍ采用ＷＰ－２型微型实验室喷Ｇ２０雾干燥机对上述浆料进行喷雾干燥（温度为２０，０ ℃ 空气流速
测试样品荧Ｙ－６￣能。究了助熔剂的添加对ＹＧ：ｅ荧光粉ｔ研ＡＣ￣
外线激发时，中的电子就会吸收紫外线的能量，品格使其从基
态跃迁到激发态。由于激发态的电子不够稳定，所以在其返回基态的过程中，就会以光的形式放出能量。响ＹＧ荧光粉影Ａ
发光性能的因素很多，包括Ｙ～Ａ配比、１激活剂ｃ３的浓度、ｅ十
关键词硅掺杂；Ｇ：；ＹＡＣｅ分散性；荧光强度中图分类号：Ｑ１４７文献标识码：Ｔ７．５Ａ
０引言
ＹＧ荧光粉是一种微纳米粉末状的物质。Ａ当它受到紫
其研究结果表明含有不同量的氟化钠助熔剂对ＹＡＧ晶相形成过程和发光和形貌具有明显的影响。氟化钠助熔剂的含ＹＧ：ｅＡＣ荧光粉合成温度可降低３００ ℃且不影响ＹＧ晶相Ａ形成。氟化钠在荧光粉晶相形成过程中除具有助熔剂作用外，Ｎａ还具有电荷补偿的作用。以ＮＦ添加量为６＋且ａ％最佳，氟化钠提供的液相界面能够增加ＹＡＧ晶相结晶度。而Ｆ＿离子则通过进入ＹＡＧ晶格后限制ｃ３离子位移，进而增加释放ｅ＋的光子能量并引起荧光粉发射光谱峰位相对蓝移嘲。本文通过添加助熔剂辅助煅烧，以优化合成工艺，降低煅烧温度。采用ＸＲＤ、Ｅ和ＰＳＭＬ等手段观察样品组成和形貌，

Y3Al5O12：Ce 3+发光纳米纤维的制备

Ａｓｒｃ：Ｐ／Ｙ（＋Ｃ（＋ＡＩｂｔｔＶＰ［ＮＯ３ｅａＮＯ（）ｃｍｐｓｅｎｎｆｅｓｗｅｅｐｅａｅｙｅｃｒｓｉｎｎ，ａｄｎｖｌｓｕＮＯ３ｏｏｉａｏｉｒｔｂｒｒｐｒｄｂｌｔｐｉｇｎｏｅｔｃｅｏｎｒ
ＺＨＡＮＧｔｎＹｕｅｇ，ＣＡＩＣｈｏ，ＤＩａＮＧｉ，ＬＩＸｕｉｎＫａｌｉｌｇ，ＲＥＮａｒｉａＱｉｎｕ，
ＢＩＦｅ，ＳｉＵＮａＤＯＮＧａｇｉｇＸｉ，Ｘｉｎｔｎ（ｃｏｌｆｈｍｉｒｎｎｉｎｎａＥｇｎｅｉｇｈｎｃｕｉｅｓｙｆｃｎｅｎｃｎｌｇ，Ｃａｇｈｎ１０２）ＳｈｏｏｅｓｙａｄＥｖｏｍｅｔｌｎｉｅｒ，ＣａｇｈｎＵｎｖｒｉｉｃｄＴｅｈｏｏｙＣｔｒｎｔｏＳｅａｈｎｃｕ３０２
跃迁。
关键词：静电纺丝；纳米纤维；ＹＡＧ：ｅＣ；发光材料中图分类号：０１．６４３３文献标识码：Ａ文章编号：１７— ８０（０２１０３ — ３６２９７２１）０－１１０
ＦａｉａｉｎｏＡ１０１：。ｂｒｃｔｏｆＹ３５２ＣｅＬｕｉｓｅｔＮａｏｂｅｓｍｎｅｃｎｎｆｒｉ
ｆｅｓｉｒｗｉｇｒｅｓｒｃｕｅｂｔｈａｔｔｕｔｒｗｅｅａｒａｅｂｃｌｉａｉｎｆｈｒｌｖｎｃｍｐｓｔｎｏｂｒａ９０Ｃｏｈ，ａｄｎｒｆｂｉｔｄｙａｃｎｔｏｔｅｅｅａｔｏｏｉｃｏｅａｆｅｓｔ０ｏｆｒ８ｎｉｎＹＡＧ：ｎｎｆｅｓｂｌｎｏｃｂｃｙｔｍｔｐｃｒｕｄＥＭｎｌｓｎｉａｅｈｔｔｅｓｒａｅｆｃｍｐｓＣｅａｏｉｒｅｏｇｔｕｉｂｓｓｅｗｉｓａｅｇｏｐＬ３．Ｓｈａａｙｉｉｄｃｔｓｔａｈｕｆｃｏｏｏｓ

Y3Al5O(12)：Ce(3+)

发射，ｃ ¨ 、ｒ双掺杂的样品则是缺少浅红而ｅｃ¨
光的发射。本文采用高温固相法合成了ＹＧ：ｅ，ＡＣ¨
Ｐ¨ ｒ
，
的要求，们将一些发红光的稀土离子引入ＹＧ人Ａ：
Ｃ荧光粉。Ｍｕｌｒｃｅｅｅ— ｈ等将Ｐ离子ｌＭａｒ掺杂到ＹＧ：ｅ荧光粉中，过ｃ “ 离子向ＡＣ“ 通ｅ
占据很大的比重，尤其是已商品化的黄光荧光粉
ＹＡＧ： ¨ Ｃｅ
，
杂浓度较高时，有发现明显的浓度猝灭现象。没
在上述掺杂中，ｅ和Ｐ“ 取代Ｙ的位置，Ｃ¨ ｒ而ｃ ¨取代的是处于八面体顶点的Ａ的位置Ｊｒｌ。但是，ｅ、ｒＣ ¨ Ｐ “双掺杂的样品还是缺少深红光的
第３２卷
第５期
发光学报
ＣＨＩＮＥＳＪＥＯＵＲＮＡＬＵＭＩＯＦＬＮＥＳＣＥＮＣＥ
Ｖｏ．Ｎｏ５１３２．Ｍａｙ，２１０１
２１０１年５月
文章编号：１０ —０２２１）５０１—６００７３（００－７０１４
光发射强度的比值（２Ｉ）１／与通过寿命测量得到的强度比很好符合。ＹＧＣ，Ｐ”，ｒ体系中，只有Ａ：ｅｒＣ” 在ｃ离子被激发的状态下（３０ｌ，３种能量传递过程同时存在：ｅ一ｅＡ４ｌｍ）ｃ
向驱动电流为２０ｍＡ时，ＥＬＤ的显色指数分别为８．０４和８．。１４关键词：Ａ能量传递；ＥＹＧ；ＷＬＤ

Eu掺杂的Y3Al5O12(YAG)纳米粉的低温合成及荧光性质

Eu掺杂的Y3Al5O12(YAG)纳米粉的低温合成及荧光性质[摘要] 本文以复分解/熔融盐和共沉淀/熔融盐两种方法在350℃条件下制备了Y3Al5O12(YAG)纳米粉和YAG：Eu3+。

使用XRD、TEM、Raman、IR、荧光等方法进行表征，显示出两种方法制得的微晶大小分别为23-31nm和51nm；Raman和IR显示500℃制备的结晶度好；荧光发射光谱显示强高敏感度的5D0→7F2跃迁和磁偶极5D0→7F1跃迁较强。

制得的YAG：Eu3+的发射性能与大块YAG有显著不同。

复分解/熔融盐法属于室温下机械力诱发的固体间化学反应，适用于制备稀土掺杂的YAG，具有工艺简单，成本低廉的特点，适用于大规模工业化生产。

[关键词] 低温固相反应；机械化学反应；助熔剂；稀土发光材料；1.序言1.1低温固相反应法低温固相反应法是近年来发展起来的一种合成材料的新手段。

与高温固相反应法（反应温度要在600℃以上）相比，低温固相法更适合合成低温条件下稳定的介稳态化合物以及动力学控制的化合物，高温固相反应法只能合成热力学稳定的化合物。

1.2机械力诱导的低温固相反应原理低温固相反应法的基本原理为：形成冷溶熔层—原子扩散—合成反应—形核—长大。

具体是以下三步：(1)反应物颗粒在机械研磨作用下混合均匀，由于颗粒自身带有结晶水，因此在反应初期阶段可以在外表面上形成一层薄薄的冷溶熔层；(2)反应物原子通过在表面冷溶熔层扩散发生化学反应，生成目标产物。

一般来说，表面冷溶熔层可以看做一个微反应区，原子在微反应区内扩散并发生化学反应，生成目标产物；(3)反应过程中继续研磨，这样颗粒表面的冷溶熔层就会在外力的作用下不断脱落，颗粒表面又可以形成新的冷溶熔层；相应的，已合成的产物形核与长大过程也随之进行，并最终合成出所需物相。

在最初反应时期，颗粒之间存在着固相界面，该界面对反应物的原子扩散有阻碍作用，外部条件(如机械研磨、提高反应温度)改变时固相接触面形成冷溶熔层；在冷溶熔层中，扩散阻力减小，参加反应的原子增多，反应速度加快；与此同时，一定量的原反应物中的结晶水以极高的速度被释放，有利于更多的微量溶剂进入反应区，形成新的冷溶熔层。

Cr3+掺杂Y3Al5O12-Al2O3_的光致发光和温度传感特性研究

第48卷第2期燕山大学学报Vol.48No.22024年3月Journal of Yanshan UniversityMar.2024㊀㊀文章编号:1007-791X (2024)02-0171-10Cr 3+掺杂Y 3Al 5O 12-Al 2O 3的光致发光和温度传感特性研究徐㊀伟∗,姚㊀淼(燕山大学电气工程学院,河北秦皇岛066004)㊀㊀收稿日期:2023-04-04㊀㊀㊀责任编辑:温茂森基金项目:国家自然科学基金资助项目(62175208,12204401)㊀㊀作者简介:∗徐伟(1985-),男,辽宁铁岭人,博士,副教授,主要研究方向为固体发光材料与光谱学,Email:xuwei@㊂摘㊀要:为了开发具有高发光效率和高测温灵敏度的光学温度传感材料,采用高温固相法合成了一系列Cr 3+掺杂Y 3Al 5O 12-x Al 2O 3(x =0,0.5,1.25,2,2.75,3.5)固熔体㊂利用X 射线衍射㊁扫描电子显微镜㊁傅里叶红外光谱㊁稳态激发和发射光谱表征,详细研究了Y 3Al 5O 12中Al 2O 3的掺杂浓度对其结构和发光性能的影响㊂研究表明,提高Al 2O 3掺杂量可以增加固熔体中的八面体配位,同时削弱了晶体场强度,有利于Cr 3+的发光㊂在303~773K 温度范围内,利用该材料中Cr 3+荧光寿命以及热耦合能级荧光强度比的温度依赖特性进行测温研究,两种方法的相对测温灵敏度分别在500K 时达到最大值0.802%K -1,在303K 时达到最大值0.977%K -1㊂除此之外,本文首次提出利用激光强度与荧光强度之比作为测温参数的比率型测温方法,在773K 时取得最大相对测温灵敏度为1.036%K -1㊂上述研究结果表明,Cr 3+掺杂Y 3Al 5O 12-x Al 2O 3固熔体材料具有良好的光学温度传感特性,三种不同模式的测温方法为该材料在发光测温领域的应用提供了广阔的前景㊂关键词:光谱测量;Cr 3+离子;固熔体;光致发光;光学温度传感中图分类号:O433.1㊀㊀文献标识码:A㊀㊀DOI :10.3969/j.issn.1007-791X.2024.02.0080㊀引言温度作为基本物理量之一,影响和反映了大部分物理㊁化学和生物过程㊂温度传感在工业生产㊁日常生活㊁科学研究和医学监测等领域中占有重要地位,发现具有高灵敏度的测温方法和材料对社会进步和发展至关重要[1-3]㊂然而,广泛使用的传统接触式温度传感器检测时需要与待测物体接触,因此很容易受到测试环境的影响[4-5]㊂在恶劣的环境中(如腐蚀性环境㊁电磁干扰环境㊁高速移动环境等),温度的检测受到限制㊂相比之下,非接触式光学温度传感器具有响应快㊁灵敏度高㊁稳定性好㊁抗干扰能力强以及微环境温度测量精度高等优点而受到广泛关注[6-8]㊂已经证明,几种光学特性可以用来指示温度的变化,包括发射带宽㊁中心波长㊁发射强度㊁荧光寿命㊁荧光强度比(Fluorescence Intensity Ratio,FIR)等㊂在所有这些测温方法中,基于荧光寿命和热耦合能级荧光强度比的测温方法由于受激发光波动㊁光学耦合度㊁材料异质性和光谱损耗的影响很小,成为目前研究的热点[9-12]㊂Cr 3+作为一种过渡金属,其未填充的3d 3电子外壳具有许多低能级,发光强度对温度非常敏感㊂由于3d 轨道电子直接排布于离子核外,Cr 3+的光谱特性受晶体场强度的影响较大㊂在强晶体场环境中,自旋禁止跃迁2E ң4A 2产生的窄而尖锐的发射带在发射光谱中占主导地位,而自旋允许跃迁4T 2ң4A 2产生的宽发射带在弱晶体场环境中更加突出[13-15]㊂可以通过改变基质材料周围晶体场环境,调控Cr 3+的发光特性并优化测温性能,因此,Cr 3+在非接触式光学测温领域具有很大的应用前景㊂例如,Back 等研究了Cr 3+掺杂Ga 2O 3材料的温度传感特性,并揭示了晶体结构对Cr 3+的172㊀燕山大学学报20242E ң4A 2和4T 2ң4A 2跃迁之间荧光强度比测温相对灵敏度的影响[16]㊂Wang 等证实,在具有双钙钛矿结构的La 2MgHfO 6中掺杂不同浓度的Cr 3+可以调节晶体场强度,在84~184K 的温度范围内获得1.12%K-1的荧光寿命测温灵敏度[17]㊂然而,由于热猝灭现象导致荧光寿命测温范围较小,同时热耦合能级限制了荧光强度比测温灵敏度的提高,Cr 3+掺杂发光材料的测温应用受到阻碍㊂因此,需要选择合适的基质材料来开发具有宽测温范围和高测温灵敏度的光学温度传感器㊂本文系统地研究了Cr 3+掺杂Y 3Al 5O 12-x Al 2O 3固熔体的发光特性㊂发现Al 2O 3掺杂含量的增加有利于Cr 3+的近红外发射,并且寿命在303~773K 的宽温度范围内猝灭明显,可以用于温度传感㊂基于Cr 3+的特征发射,2E ң4A 2和4T 2ң4A 2跃迁产生的荧光强度比遵循玻尔兹曼分布,因此同样可以作为温度测量的指标㊂为了减少外部环境的干扰,避免激光输出功率不稳定引起的测量误差,首次提出了将激光强度与荧光强度作为测温参数,利用两者的比值进行温度测量的方法㊂三种方法均取得了较高的测温灵敏度,同时拓展了温度测量的范围㊂因此,Cr 3+掺杂Y 3Al 5O 12-x Al 2O 3固熔体是一种具有潜在应用前景的多模式测温材料㊂1㊀实验部分1.1㊀样品合成Y 3Al 5O 12-x Al 2O 3:1mol%Cr 3+(x =0,0.5,1.25,2,2.75,3.5)固熔体材料采用高温固相法制备㊂使用Y 2O 3(纯度99.9%)㊁Al 2O 3(纯度99.7%)㊁Cr 2O 3(纯度99.99%)作为原料,按照3Y 2O 3-(4.99+x )Al 2O 3-0.01Cr 2O 3的化学计量比依次称取,称取质量百分比为5%的B 2O 3(纯度99.9%)作为助熔剂,将以上化学药品置于玛瑙研钵中研磨1h 直至混合均匀㊂随后将混合原料放入刚玉坩埚,在1500ħ空气气氛中煅烧6h㊂最后,将烧结样品自然冷却至室温,并压制成圆形薄片以进行下一步的光学表征㊂1.2㊀样品表征采用日本Shimadzu 公司生产的XRD-6100型X 射线衍射仪在20ʎ~90ʎ的角度范围内,使用Cu靶K α线辐射表征样品的物相结构㊂使用日本Hitachi 公司生产的su8200型扫描电子显微镜观察样品形貌特征㊂样品的傅里叶变换红外光谱通过德国Bruker 公司生产的VERTEX 70型傅里叶红外光谱仪进行测量㊂通过配备CR131型光电倍增管的光栅光谱仪(北京卓立公司,Ominiλ300型)测量样品的激发和发射光谱,光源分别为150W 氙灯和405nm 激光二极管(美国Thorlabs 公司,L405P20型),变温发射光谱则配备加热台温度控制器(英国Instec 公司,HCP621G 型)进行测量㊂采用二极管温度控制器(美国Thorlabs 公司,ITC4005型)与405nm 激光二极管相连接作为泵浦激发光源,使用数字荧光示波器(中国泰克公司,DPO 2024型)采集荧光衰减曲线㊂2㊀结果与讨论2.1㊀结构表征分析图1(a)为Y 3Al 5O 12-x Al 2O 3:1mol%Cr 3+(x =0,0.5,1.25,2,2.75,3.5)样品的XRD 衍射图谱㊂在没有额外Al 2O 3掺杂的情况下,可以发现微小的六方YAlO 3相(PDF #33-0041)㊂这是由于Y 3Al 5O 12的生成是先由非晶态氧化铝转变为六方铝酸盐,进而转变为石榴石相,在这一过程中会有少量的亚稳态中间产物六方YAlO 3形成[18]㊂当Al 2O 3掺杂量增加到x =0.5时,所有的衍射峰都可以与Y 3Al 5O 12标准卡片(PDF#33-0040)相对应,表明Al 2O 3的掺杂使高温固相反应更加彻底,并且成功析出了立方晶相石榴石结构的Y 3Al 5O 12㊂随着Al 2O 3掺杂比例的进一步增加,在XRD 图谱中除了与Y 3Al 5O 12对应的衍射峰之外,出现了对应于Al 2O 3(PDF#46-1212)的衍射峰,其强度逐渐增加,这表明成功制备出Y 3Al 5O 12-Al 2O 3固熔体㊂由于Al 2O 3的晶胞结构比Y 3Al 5O 12小,因此随着Al 2O 3浓度的增加,样品晶胞收缩,主衍射峰向更高的布拉格角移动,如图1(b)所示㊂Y 3Al 5O 12-x Al 2O 3:1mol%Cr 3+样品的衍射峰均能与Y 3Al 5O 12和Al 2O 3的标准卡片很好的匹配,表明Cr 3+的掺杂并未引起固熔体晶相的改变㊂第2期徐㊀伟等㊀Cr 3+掺杂Y 3Al 5O 12-Al 2O 3的光致发光和温度传感特性研究173㊀图1㊀Y 3Al 5O 12-x Al 2O 3:1mol%Cr 3+样品的XRD 衍射图谱Fig.1㊀XRD patterns of Y 3Al 5O 12-x Al 2O 3:1mol%Cr 3+samples㊀㊀图2为Y 3Al 5O 12:1mol%Cr 3+和Y 3Al 5O 12-3.5Al 2O 3:1mol%Cr 3+样品的扫描电子显微镜照片㊂由图2(a)可见,由于高温固相法的固有特性,样品由形状不规则的颗粒组成,并存在一定的团聚现象㊂随着Al 2O 3掺杂比例的增加,晶体的平均尺寸减小并且几何形貌更加明显,如图2(b)所示㊂这表明过量的Al 2O 3作为第二相会抑制Y 3Al 5O 12晶体的生长,同时减少晶体的团聚现象㊂图3显示了Y 3Al 5O 12-x Al 2O 3:1mol%Cr 3+样品在400~2000cm -1范围内的傅里叶红外光谱㊂其中433cm -1和696cm -1附近的吸收峰来自于Y O 键的振动吸收㊂以464cm -1为中心的吸收谱带是由Al O 键伸缩振动吸收引起的,由于额外掺杂的Al 2O 3在高温下会生成三方晶系α-Al 2O 3,因此随着α-Al 2O 3含量的逐渐增加,464cm -1处的吸收峰强度不断提高[18-19]㊂514cm -1和567cm -1处的吸收峰归因于Al O 6 Al 的拉伸和弯曲振动,727cm -1和790cm -1的吸收峰归因于Al O 4 Al 基团的对称拉伸振动和反对称拉伸振动[20]㊂除此之外,以1657cm -1为中心的吸收带是由于H O 键的弯曲振动引起的㊂图2㊀部分样品的扫描电镜照片Fig.2㊀The SEM of partial samples2.2㊀光谱特性分析在室温下测量了Y 3Al 5O 12-x Al 2O 3:1mol%Cr 3+样品的激发光谱,监测波长为694nm,如图4所示㊂在光谱中可以观察到两个宽带激发峰,分别来源于Cr 3+的4A 2ң4T 1(4F)和4A 2ң4T 2(4F)能级跃迁,激发峰峰位与Al 2O 3掺杂量的对应关系如表1所示㊂随着Al 2O 3掺杂量的增加,激发峰强度显著增强并呈现蓝移现象,这是由于过量Al 2O 3的掺杂增加了固熔体中八面体结构的数量,并且Cr 3+优先进入Al 2O 3中包含的六配位八174㊀燕山大学学报2024面体结构㊂图3㊀Y3Al5O12-x Al2O3:1mol%Cr3+样品的傅里叶红外光谱Fig.3㊀FT-IR spectra of Y3Al5O12-x Al2O3:1mol%Cr3+samples图4㊀Y3Al5O12-x Al2O3:1mol%Cr3+样品的激发光谱Fig.4㊀Excitation spectra of Y3Al5O12-x Al2O3:1mol%Cr3+samples表1㊀激发峰峰位与Al2O3掺杂量对应关系Tab.1㊀Corresponding relationship between excitation peakposition and Al2O3doping amount nm Al2O3掺杂量4A2ң4T1跃迁峰位4A2ң4T2跃迁峰位x=0440567x=0.5436572x=1.25399543x=2396543x=2.75394540x=3.5396548㊀㊀图5记录了Y3Al5O12-x Al2O3:1mol%Cr3+样品在405nm激光激发下的室温发射光谱㊂688nm处的发射峰对应于Y3Al5O12中Cr3+自旋禁止的2Eң4A2跃迁即R线㊂随着Al2O3掺杂量的增加,由于α-Al2O3的生成,R线逐渐移动至694nm处并且发射强度逐渐增强,表现出强烈而尖锐的近乎单波长的发射,即红宝石激光线[21]㊂多声子边带出现在R线的两侧,600~800nm波长范围内的宽发射带源于Cr3+自旋允许的4T2ң4A2跃迁[22]㊂这些现象表明Cr3+成功进入主体晶格中㊂图5㊀Y3Al5O12-x Al2O3:1mol%Cr3+样品的发射光谱Fig.5㊀Emission spectra of Y3Al5O12-x Al2O3:1mol%Cr3+samples㊀㊀在八面体环境中,Cr3+的光谱性质很大程度上取决于所处晶体场的强度,可以用Tanabe-Sugano 图来表示Cr3+占据八面体晶体场时的能级分布,如图6所示[23]㊂当Cr3+处于强晶体场时,在发射光谱中,归属于2Eң4A2跃迁的R线发射将占主导地位㊂相比之下,弱晶体场环境会使Cr3+产生较强的宽带发射,源自于自旋允许的4T2ң4A2跃迁㊂晶体场强参数可通过4A2ң4T2跃迁的峰值能量由下式确定[24]:Dq=E(4A2ң4T2)10,(1)根据激发光谱中4A2ң4T1跃迁和4A2ң4T2跃迁的能量差,Racah参数B可由下式计算:DqB=15(x-8)(x2-10x),(2)其中参数x定义如下:x=E(4A2ң4T1)-E(4A2ң4T2)Dq㊂(3)㊀㊀所有样品的晶体场分裂参数Dq㊁Racah参数B和Dq/B如表2所示㊂在d3体系的Tanabe-第2期徐㊀伟等㊀Cr3+掺杂Y3Al5O12-Al2O3的光致发光和温度传感特性研究175㊀Sugano图中,2E和4T2能级在Dq/B=2.3处交叉,交叉点左侧为弱晶体场,右侧为强晶体场㊂所有样品的Dq/B值均大于2.3,证实了Cr3+存在于强晶体场环境中,这与图5中存在的尖锐发射峰现象相吻合㊂八面体中Cr3+的自由离子Racah参数B值为918cm-1,B值的降低可能是由于金属离子及其共轭配体分子轨道上的离域效应导致的[25]㊂除此之外,Dq/B值的降低很好地证明了Al2O3掺杂量的增加可以削弱晶体场强度㊂图6㊀d3组态Cr3+的Tanabe-Sugano能级图Fig.6㊀The Tanabe-Sugano energy level diagramfor Cr3+in d3configuration表2㊀所有样品的晶体场分裂参数Dq,Racah参数B和Dq/B Tab.2㊀Crystal field splitting parameter Dq,Racah parameter B and Dq/B of all the samplesAl2O3掺杂量Dq/cm-1B/cm-1Dq/Bx=01763.7471.58 3.74x=0.51748.3512.70 3.41x=1.251841.6646.18 2.85x=21841.6667.20 2.76x=2.751851.9670.98 2.76x=3.51824.8691.20 2.64㊀㊀从以上实验结果可以推断,额外Al2O3的掺杂对提高样品的发光强度起着重要作用㊂一方面,随着Al2O3含量的增加,激发光谱的激发峰强度增加并出现蓝移现象,表明405nm的泵浦光得到了更彻底的利用,使得样品向长波长的转换效率变得更高[26]㊂另一方面,样品晶体场强度随着Al2O3含量的增加而降低,表明2E和4T2能级之间的能隙减小,位于4T2能级的电子可能更趋向于通过无辐射弛豫方式跃迁到2E能级,导致布居于2E能级上的电子数目增加㊂此外,Cr3+优先进入固熔体中Al2O3的八面体结构,增强了Cr3+的2Eң4A2自旋禁止跃迁在694nm处的中心发射峰强度㊂图7显示了在405nm激光激发下Y3Al5O12-x Al2O3:1mol%Cr3+样品的室温荧光寿命,所有样品的监测波长为694nm㊂当Al2O3的掺杂量从x= 0增加到x=0.5时,荧光寿命降低,这是由于样品中YAlO3相的消失㊂当Al2O3的掺杂量提升至x=1.25时,2E能级上排布的电子数目增加导致荧光寿命提高㊂随着Al2O3掺杂量的进一步提升,局部能量分布的不均匀性以及激活剂离子Cr3+之间的相互作用导致无辐射弛豫概率增加,从而导致荧光寿命的持续降低㊂结合图5发射光谱分析,选择Y3Al5O12-3.5Al2O3:1mol%Cr3+样品进行温度敏感性实验㊂图7㊀Y3Al5O12-x Al2O3:1mol%Cr3+样品的室温荧光寿命Fig.7㊀Fluorescence lifetime of Y3Al5O12-x Al2O3:1mol%Cr3+samples at room temperature2.3㊀测温特性分析选用Y3Al5O12-3.5Al2O3:1mol%Cr3+样品,在405nm激光激发下采集变温荧光寿命衰减曲线,监测波长为694nm,如图8(a)所示,当温度从303K上升到773K时,Cr3+的荧光寿命迅速衰减并且符合单指数拟合㊂在303K时,荧光寿命为2.483ms,在773K时仅为0.113ms㊂根据Mott-Seitz公式,可以得出荧光寿命的温度依赖性[27]:τ(T)=τ01+A exp-ΔE kBT(),(4)176㊀燕山大学学报2024其中,τ(T)表示给定温度下的荧光寿命,τ0表示303K时的荧光寿命,A表示常数,ΔE表示热猝灭活化能,k B表示玻尔兹曼常数,T表示热力学温度㊂由于τ0是一个常数,因此随温度变化的荧光寿命可以用推导出的方程式拟合:1τ(T)=B+C exp-DT(),(5)其中,B㊁C和D为常数㊂通过式(5)得到荧光寿命与温度之间的函数关系拟合曲线为1/τ=0.39+332.26ˑexp(-3018.57/T),如图8(b)所示㊂作为评估测温的重要参数,绝对灵敏度S a和相对灵敏度S r可通过以下公式确定[28]:S a=dτd T,(6)S r=1τdτd T㊂(7)通过式(6)和式(7)计算了不同温度下S a和S r的值,如图8(c)所示㊂S a在423K时达到最大值0.0103K-1,S r在500K时达到最大值0.802% K-1㊂结果表明,Y3Al5O12-3.5Al2O3:1mol%Cr3+样品具有良好的荧光寿命温度敏感性,可用于实现基于荧光寿命的光学测温㊂如图9(a)中405nm激光激发Y3Al5O12-3.5Al2O3:1mol%Cr3+样品变温发射光谱所示,随着温度从303K上升到773K,不断增加的非辐射跃迁导致Cr3+发射的荧光强度迅速衰减㊂图9(b)表示2Eң4A2和4T2ң4A2跃迁发射带的积分强度随温度变化情况,可以看出,2Eң4A2和4T2ң4A2跃迁的荧光强度对温度的依赖性完全不同,这源自于4T2和2E能级之间的玻尔兹曼分布[29]㊂随着温度升高,处于2E能级的电子逐渐布居至相邻的4T2能级,导致以上两个跃迁之间的荧光强度比对温度变化高度敏感㊂遵循玻尔兹曼分布的两个热耦合激发态之间的荧光强度比可以描述为[30]FIR=I2I1=E+F exp-ΔE kBT(),其中,E㊁F为常数,ΔE为热耦合能级之间的能隙㊂利用Cr3+自旋禁止的2Eң4A2跃迁与自旋允许的4T2ң4A2跃迁之间的荧光强度比建立与温度的函数关系,拟合曲线为FIR=-0.78+0.39ˑexp(747.36/T),如图9(c)所示㊂绝对灵敏度S a 和相对灵敏度S r由下式推导[31]:S a=∂FIR∂T,(9)S r=1FIR∂FIR∂T㊂(10)图8㊀Y3Al5O12-3.5Al2O3:1mol%Cr3+样品荧光寿命测温Fig.8㊀Fluorescence lifetime thermometry ofY3Al5O12-3.5Al2O3:1mol%Cr3+sample第2期徐㊀伟等㊀Cr 3+掺杂Y 3Al 5O 12-Al 2O 3的光致发光和温度传感特性研究177㊀图9㊀Y 3Al 5O 12-3.5Al 2O 3:1mol%Cr 3+样品荧光强度比测温Fig.9㊀Fluorescence intensity ratio thermometry of Y 3Al 5O 12-3.5Al 2O 3:1mol%Cr 3+sample㊀㊀通过式(9)和式(10)计算了不同温度下S a 和S r 的值,如图9(d)所示㊂S a 在303K 时达到最大值0.0372K -1,S r 在303K 时达到最大值0.977%K -1㊂结果表明,Y 3Al 5O 12-3.5Al 2O 3:1mol%Cr 3+样品具有良好的荧光强度比温度敏感性,可用于实现基于荧光强度比的光学测温㊂由于发射强度与激发源强度有关,为了减少激光输出功率强度以及外部环境干扰引起的测量误差,使用405nm 激光强度与Cr 3+自旋禁止的2E ң4A 2跃迁产生的荧光强度作为测温参数㊂在303~773K 温度范围内,同时采集405nm 激光激发Y 3Al 5O 12-3.5Al 2O 3:1mol%Cr 3+样品的反射激光光谱和荧光发射光谱,如图10(a)所示㊂图10(b)为相关发射带的积分强度,并分别表示为I L 和I F ,可以看出,405nm 激光强度随温度变化基本保持不变,而Cr 3+的2E ң4A 2跃迁产生的荧光强度随温度升高急剧下降㊂根据式(8),建立了激光强度和荧光强度的比值(I L /I F )对温度的拟合曲线为FIR =1.49+33655.69ˑexp(-5899.85/T ),如图10(c)所示㊂通过式(9)和式(10)计算了不同温度下的绝对灵敏度和相对灵敏度,如图10(d)所示㊂S a 在773K 时达到最大值0.186K -1,S r 在773K 时达到最大值1.036%K -1㊂由以上分析可以确定,激光强度与荧光强度比测温方式的灵敏度相较于荧光强度比测温方式有一定的提高,并且在高温下展现了更加优异的测温性能㊂表3列出了现有掺杂过渡金属离子材料的测温参数,与这些材料相比,Y 3Al 5O 12-3.5Al 2O 3:1mol%Cr 3+固熔体材料具有更优异的温度敏感性能,在宽温度范围的光学温度传感应用上具有较大的潜力㊂178㊀燕山大学学报2024图10㊀Y 3Al 5O 12-3.5Al 2O 3:1mol%Cr 3+样品激光与荧光强度比测温Fig.10㊀Laser to fluorescence intensity ratio thermometry of Y 3Al 5O 12-3.5Al 2O 3:1mol%Cr3+sample表3㊀掺杂过渡金属离子的不同材料光学测温参数Tab.3㊀Optical thermometric parameters of differentmaterials doped with transition metal ions材料测温方法温度范围/K 最大相对灵敏度/%K -1参考文献YAG:Dy 3+,Cr 3+荧光强度比175~6500.64[31]Sr 3Ce(PO 4)3:Tb 3+,Mn2+荧光强度比298~5730.384[32]LiLaP 4O 12:Yb 3+,Cr 3+荧光强度比100~5000.32[33]Y 2MgTiO 6:Mn4+荧光强度比10~5130.142[34]LiGa 5O 8:Cr 3+荧光寿命298~5630.76[35]YAl 3(BO 3)4:Cr 3+荧光寿命273~4730.19[36]Mg 2SiO 4:Cr3+荧光寿命50~3100.85[37]Y 3Al 5O 12-3.5Al 2O 3:1mol%Cr 3+荧光寿命荧光强度比激光强度与荧光强度比303~773303~773303~7730.8020.9771.036本文4　结论本文系统地研究了Y 3Al 5O 12-x Al 2O 3:1mol%Cr 3+系列固熔体的光学特性,旨在构建具有优异测温性能的光学温度计㊂通过晶体场分析研究了Al 2O 3的掺杂对晶体场强度的影响,结合光谱表征,进一步证实了Al 2O 3掺杂量的增加有助于Cr 3+的有效发光㊂选取Y 3Al 5O 12-3.5Al 2O 3:1mol%Cr 3+材料进行温度敏感性研究,结果表明该材料可以用于温度传感,基于荧光寿命(500K 时为0.802%K -1)和荧光强度比(303K 时为0.977%K -1)测温方法均具有良好的温度传感性能㊂除此之外,首次提出使用激光强度与荧光强度的比值作为温度测量信号,在773K 温度下达到了约1.036%K -1的较高测温灵敏度㊂Y 3Al 5O 12-x Al 2O 3:1mol%Cr 3+固熔体材料具有优异的温度敏感特性,可实现三种模式的温度传感㊂这些发第2期徐㊀伟等㊀Cr 3+掺杂Y 3Al 5O 12-Al 2O 3的光致发光和温度传感特性研究179㊀现证明了Y 3Al 5O 12-x Al 2O 3:1mol%Cr 3+固熔体材料作为理想光学温度计的潜力,并为拓宽光学温度测量在各个领域的应用提供了一条有效的途径㊂参考文献1 JAQUE D VETRONE F.Luminescence nanothermometry J .Nanoscale 2012 4 15 4301-4326.2 ALLISON S W BOATNER L A GILLIES G T.Characterizationof high-temperature thermographic phosphors spectral properties of LuPO 4 Dy 1% Eu 2% J .Applied Optics 1995 3425 5624-5627.3 DRAMI C ᶄANIN nthanide and transition metal ion dopedmaterials for luminescence temperature sensing J .LuminescenceThermometry 2018 113-157.4 KUZUBASOGLU B A BAHADIR S K.Flexible temperaturesensors a review J .Sensors and Actuators A Physical 2020315 112282.5 WANG J SHEN H C XIA Y et al.Light-activated room-temperature gas sensors based on metal oxide nanostructures areview on recent advances J .Ceramics International 2021 476 7353-7368.6 KELLER E L FRONTIERA R R.Ultrafast nanoscale Ramanthermometry proves heating is not a primary mechanism for plasmon-driven photocatalysis J .ACS Nano 2018 12 65848-5855.7 CHEN D Q XU M LIU S et al.Eu 2+/Eu 3+dual-emitting glassceramic for self-calibrated optical thermometry J .Sensors andActuators B Chemical 2017 246 756-760.8 GUO Y XIE J H YU M X et al.The enhanced up-conversiongreen by Yb-Mn dimer in NaBiF 4 Yb 3+/Er 3+/Mn 2+for opticalfiber temperature sensor J .Journal of Alloys and Compounds2021 888 161497.9 WANG X F LIU Q BU Y Y et al.Optical temperature sensingof rare-earth ion doped phosphors J .RSC Advances 2015 586219-86236.10 XUE J P YU Z K NOH H M et al.Designing multi-modeoptical thermometers via the thermochromic LaNbO 4 Bi 3+/Ln 3+Ln =Eu Tb Dy Sm phosphors J .Chemical EngineeringJournal 2021 415 128977.11 CHEN S Y Z SONG W H CAO J K et al.Highly sensitiveoptical thermometer based on FIR technique of transparentNaY 2F 7 Tm 3+/Yb 3+glass ceramic J .Journal of Alloys andCompounds 2020 825 154011.12 JIA M C LIU G F SUN Z et al.Investigation on two forms oftemperature-sensing parameters for fluorescence intensity ratio thermometry based on thermal coupled theory J .InorganicChemistry 2018 57 3 1213-1219.13 MARTíN-RODRíGUEZ R VALIENTE R RODRíGUEZ F etal.Temperature and pressure dependence of the optical properties of Cr 3+-doped Gd 3Ga 5O 12nanoparticles J .Nanotechnology2011 22 26 265707.14 LIU Q YANG Q H ZHAO G G et al.The thermoluminescenceand optically stimulated luminescence properties of Cr-dopedalpha alumina transparent ceramics J .Journal of Alloys andCompounds 2013 579 259-262.15 PILLONNET A GARAPON C CHAMPEAUX C et al.Fluorescence of Cr 3+doped alumina optical waveguides preparedby pulsed laser deposition and sol-gel method J .Journal of Luminescence 2000 87 1087-1089.16 BACK M UEDA J NAMBU H et al.Boltzmann thermometryin Cr 3+-doped Ga 2O 3polymorphs the structure matters J .Advanced Optical Materials 2021 9 9 2100033.17 WANG Y SUO H LI L P et al.Cr 3+-doped double-perovskitesfor near-infrared luminescent ratiometric thermometry J .Physica B Condensed Matter 2022 625 413496.18 SPINA G BONELLI B PALMERO P et al.An IR and XPSspectroscopyassessmentofthephysico-chemicalsurfaceproperties of alumina-YAG nanopowders J .Materials Chemistryand Physics 2013 143 1 286-295.19 XU L L SONG H L CHOU L J.Facile synthesis of nano-crystalline alpha-alumina at low temperature via an absoluteethanol sol-gel strategy J .Materials Chemistry and Physics2012 132 1071-1076.20 QI T G ZHANG Z H PENG W K et al.A micro-structuraldistortion mechanism on the thermal degradation of Y 3Al 5O 12Ce 3+phosphor J .Journal of Alloys and Compounds 2018731 1089-1094.21 TOYODA T OBIKAWA T SHIGENARI T.Photoluminescencespectroscopy of Cr 3+in ceramic Al 2O 3 J .Materials Science andEngineering B 1998 54 33-37.22 CHEN J C HUANG K Y TSAI C N et positiondependence of the microspectroscopy of Cr ions in double-cladCr YAG crystal fiber J .Journal of Applied Physics 2006 999 093113.23 BACK M TRAVE E UEDA J et al.Ratiometric opticalthermometer based on dual near-infrared emission in Cr 3+-dopedbismuth-based gallate host J .Chemistry of Materials 2016 2822 8347-8356.24 CASALBONI M LUCI A GRASSANO U M et al.Opticalspectroscopy of La 3Ga 5SiO 14 Cr 3+crystals J .Physical ReviewB 1994 49 6 3781-3790.25 LEWIS P M KEERTHANA N HEBBAR D et al.Cr 3+dopedAl 2O 3nanoparticles effect of Cr 3+content in intensifying redemission J .Current Applied Physics 2021 32 71-77.26 HU S ZHANG Y L WANG Z J et al.Phase composition180㊀燕山大学学报2024microstructure and luminescent property evolutions in light-scattering enhanced Al2O3-Y3Al5O12Ce3+ceramic phosphors J .Journal of the European Ceramic Society 2018 389 3268-3278.27MARCINIAK L TREJGIS K.Luminescence lifetime thermometry with Mn3+-Mn4+co-doped nanocrystals J .Journal of Materials Chemistry C 2018 6 26 7092-7100.28ZHU Y T LI C X DENG D G et al.High-sensitivity based on Eu2+/Cr3+co-doped BaAl12O19phosphors for dual-mode optical thermometry J .Journal of Luminescence 2021 237 118142. 29BACK M UEDA J BRIK M G et al.Pushing the limit of Boltzmann distribution in Cr3+-doped CaHfO3for cryogenic thermometry J .ACS Applied Materials&Interfaces 2020 1234 38325-38332.30BACK M UEDA J XU J et al.Effective ratiometric luminescent thermal sensor by Cr3+-doped mullite Bi2Al4O9with robust and reliable performances J .Advanced Optical Materials 2020 8 11 2000124.31PERIŠA J RISTICᶄZ -DOR-DEVICᶄV et al.Multiparametric luminescence thermometry from Dy3+Cr3+double activated YAG J .Journal of Luminescence 2021 238 118306.32LIU W G WANG X J ZHU Q et al.Tb3+/Mn2+singly/doublydoped Sr3Ce PO43for multi-color luminescence excellent thermal stability and high-performance optical thermometry J . Journal of Alloys and Compounds 2020 829 154563.33MARCINIAK L BEDNARKIEWICZ A.Nanocrystalline NIR-to-NIR luminescent thermometer based on Cr3+Yb3+emission J . Sensors and Actuators B Chemical 2017 243 388-393. 34CAI P Q QIN L CHEN C et al.Optical thermometry based on vibration sidebands in Y2MgTiO6Mn4+double perovskite J . Inorganic Chemistry 2018 57 6 3073-3081.35CHEN D Q WAN Z Y ZHOU Y et al.Cr3+-doped gallium-based transparent bulk glass ceramics for optical temperature sensing J .Journal of the European Ceramic Society 2015 3515 4211-4216.36VENTURINI F BURGI R BORISOV S M et al.Optical temperature sensing using a new thermographic phosphor J . Sensors and Actuators A Physical 2015 233 324-329.37RISTICᶄZ -D OR-D EVICᶄV MEDICᶄM et al.Triple-temperature readout in luminescence thermometry with Cr3+-doped Mg2SiO4 operating from cryogenic to physiologically relevant temperatures J .Measurement Science and Technology 2021 325 054004.Research on photoluminescence and temperature sensingproperties of Cr3+doped Y3Al5O12-Al2O3XU Wei YAO MiaoSchool of Electrical Engineering Yanshan University Qinhuangdao Hebei066004 ChinaAbstract In order to develop optical temperature sensing materials with high luminescence efficiency and excellent temperature sensitivity a series of Cr3+doped Y3Al5O12-x Al2O3x=0 0.5 1.25 2 2.75 3.5solid solutions were synthesized by high temperature solid phase method.The influence of doping concentration of Al2O3in Y3Al5O12on the structure and luminescent characterization were studied in detail by the X-ray diffraction patterns scanning electron microscope FT-IR spectra steady-state excitation and emission spectra.Research revealed that the increase of Al2O3doping content could increase the octahedral coordination in solid solutions and simultaneously weaken the crystal field strength favoring the luminescence of Cr3+.Temperature sensing research was conducted using the temperature-dependent characteristics of the Cr3+fluorescence lifetime and the thermal coupling energy level fluorescence intensity ratio in this material within the temperature range of303K to773K.The relative temperature sensitivities of the two methods reached a maximum value of0.802%K-1at500K and0.977%K-1at303K respectively.In addition a ratio-type temperature measurement method using the ratio of laser intensity to fluorescence intensity as the temperature measurement parameter is proposed for the first time in this study achieving a maximum relative temperature sensitivity of1.036%K-1at773K.These research results indicate that the Cr3+doped Y3Al5O12-x Al2O3solid solutions have excellent optical temperature sensing characteristics and the three different temperature measurement methods provide broad prospects for the application of this material in the field of luminescent temperature sensing.Keywords spectral measurement Cr3+ions solid solution photoluminescence optical thermometry。

助熔剂对LiGd（W0.4Mo0.6O4）2∶Eu3+红色荧光粉性能的影响

助熔剂对LiGd（W0.4Mo0.6O4）2∶Eu3+红色荧光粉性能的影响罗洋;刘松彬;周明;侯得健;游维雄;叶信宇【期刊名称】《中国钨业》【年(卷),期】2016(031)004【摘要】采用高温固相法制备了LiGd（W0.4Mo0.6O4）2∶0.4Eu3+白光LED用红色荧光粉。

通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、荧光光谱仪考察了不同助熔剂对荧光粉的形貌、结构、光学性能的影响，探讨了不同助熔剂的作用机理。

结果表明，不同种类助熔剂未改变LiGd （W0.4Mo0.6O4）2的四方晶系白钨矿结构；396 nm激发下，添加质量分数为2%的H3BO3，LiF或NH4F使样品的发光强度分别提高了21%，17%，9.6%；而添加2%的Na2CO3样品发光强度下降了10.9%。

同时，H3BO3可有效地减少样品颗粒的团聚，其最佳用量为3%；由于F-声子能量低，可减少能量的无辐射跃迁概率的原因，当以1%H3BO3与2%LiF同时作为助熔剂制备荧光粉时，相比未添加助熔剂的样品发光强度提高40%。

【总页数】6页(P67-72)【作者】罗洋;刘松彬;周明;侯得健;游维雄;叶信宇【作者单位】江西理工大学冶金与化学工程学院，江西赣州 341000;江西理工大学冶金与化学工程学院，江西赣州 341000;江西理工大学冶金与化学工程学院，江西赣州 341000;江西理工大学冶金与化学工程学院，江西赣州 341000;江西理工大学冶金与化学工程学院，江西赣州 341000;江西理工大学冶金与化学工程学院，江西赣州 341000; 国家离子型稀土资源高效开发利用工程技术研究中心，江西赣州 341000【正文语种】中文【中图分类】TF044+.6【相关文献】1.助熔剂硼酸对红色荧光粉(Y,Gd)BO_3∶Eu~(3+)结构及发光性能的影响 [J], 王娟娟;袁曦明;李予晋;尚淑娟;庞明;陈雄2.NH4Cl助熔剂对固相合成MgMoO4:Eu3+红色荧光粉结构与发光性质的影响[J], 朱德生;姜锋3.LiGd(WyMo1-y)2O8-x/2Fx∶Eu3+红色荧光粉的制备和发光特性 [J], 叶信宇;罗洋;刘松彬;侯得健;游维雄;夏李斌4.原料配比和助熔剂对高显色LED用红色荧光粉(Sr0.96,Eu0.04)LiAl3N4性能的影响 [J], 李璇璇;王大伟;杨志平;李旭;王志军;李盼来;刘学千;张楠5.助熔剂对白光LED用红色荧光粉SrMoO_4:Eu^(3+)的光谱性能影响 [J], 孔丽;乔露;魏奇业;赵明悦;刘莹莹;王文生;于海辉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

Ce掺杂(Lu,Gd)3Al5O12荧光粉体的组合筛选与制备的开题报告

Ce掺杂(Lu,Gd)3Al5O12荧光粉体的组合筛选与制
备的开题报告
一、研究背景及意义
随着科学技术的不断进步，人们对于荧光材料的需求越来越高。

其中，Ce掺杂(Lu,Gd)3Al5O12荧光粉体具有较高的光转换效率和激发光稳定性，具有良好的应用前景。

而目前，该荧光材料的组合筛选和制备方面仍有待深入研究。

因此，开展Ce掺杂(Lu,Gd)3Al5O12荧光粉体的组合筛选与制备研究，具有重要的科学意义和应用价值。

二、研究内容和方法
本文主要研究内容为Ce掺杂(Lu,Gd)3Al5O12荧光粉体的组合筛选与制备。

具体研究内容包括：
1. 组合筛选：对不同的掺杂材料组合进行筛选，找出最优组合。

2. 制备：采用固相反应法进行Ce掺杂(Lu,Gd)3Al5O12荧光粉体的制备，优化制备条件，得到较高品质的荧光粉体。

3. 形貌和光学性质研究：通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪等仪器对荧光粉体进行形貌和结构表征，通过荧光光谱仪、热失重仪等测试荧光粉体的光学性能。

本研究采用实验方法，结合理论分析，探究Ce掺杂(Lu,Gd)3Al5O12荧光粉体的组合筛选与制备过程中的关键因素和机理，并探讨其优化制备条件和性能提升等方面的方法和途径。

三、预期结果和意义
本研究预期能够得到Ce掺杂(Lu,Gd)3Al5O12荧光粉体的最优组合方案，并确定优化制备条件，获得较高品质的荧光粉体。

同时，该研究
还将对Ce掺杂(Lu,Gd)3Al5O12荧光粉体的结构和光学性质进行深入研究，揭示其制备原理和光转换机制，为此类荧光材料的应用提供理论依据和
实验支持。

制备条件对溶胶凝胶制备Tb3Al5O12∶Ce3+荧光粉性能的影响

制备条件对溶胶凝胶制备Tb3Al5O12∶Ce3+荧光粉性能的影响龚芮;任洪波;朱家艺;毕于铁;徐业伟;张林【期刊名称】《西南科技大学学报》【年(卷),期】2017(032)002【摘要】采用溶胶凝胶法在不同柠檬酸量和干燥温度下制备了Ce3掺杂的TAG 荧光粉,同时研究了Ce3+掺杂浓度对TAG粉体性能的影响.结果表明:柠檬酸的量和干燥温度对TAG荧光性能有重要影响.在180℃下干燥,有效去除了前驱体中的结合水,从而降低了TAG相的转变温度,TAG最大相转变温度出现在877.5℃;提高柠檬酸的量能有效减少颗粒的团聚,从而增强粉体的荧光性能;TAG∶Ce3+荧光粉的发光强度随着Ce3浓度的增加呈现先增加后降低的趋势,最优掺杂摩尔分数为1％,对应的最大发射波长为534 nm.%The Ce3+ doped terbium aluminum garnet (Tb3Al5O12∶ Ce,TAG∶Ce) phosphor was prepared by sol-gel method with different amount of citric acid in drying tempereture.The effects of Ce3 + doped concentration on the emission intensity,maximum emission band of the TAG∶Ce ph osphor were also discussed in detail.The result showed that the amount of citric acid and drying temperature could affect the luminescent properties of the TAG∶Ce phosphor.The molecular water was removed by drying at 180 ℃,which brings a good sintering act ivity.Due to its good sintering activity,the temperature of maximum phase transition of TAG was observed at a lower temperature of 877.5 ℃.The emission intensity first increased and then decreased with the inereasing of theconcentration of Ce3 +.The optimum doping concentration of Ce3 + for the TAG∶ Ce phosphor was about 1％ corresponding to the highest emission intensity at 534 nm.【总页数】6页(P7-11,17)【作者】龚芮;任洪波;朱家艺;毕于铁;徐业伟;张林【作者单位】西南科技大学材料科学与工程学院四川绵阳621010;西南科技大学极端条件物质特性实验室四川绵阳621010;中国工程物理研究院激光聚变中心四川绵阳621900;西南科技大学极端条件物质特性实验室四川绵阳621010;西南科技大学极端条件物质特性实验室四川绵阳621010;西南科技大学极端条件物质特性实验室四川绵阳621010;西南科技大学材料科学与工程学院四川绵阳621010;中国工程物理研究院激光聚变中心四川绵阳621900【正文语种】中文【中图分类】TQ422【相关文献】1.Y2O3过量与不足对白光LED用YAG∶Ce3+和YAGG∶Ce3+荧光粉发光性能的影响 [J], 夏茂;曾少波;王姣忠;蒋葵明;曾优;罗鸿2.不同晶型氧化铝的YAG:Ce3+荧光粉的制备、结构与性能研究 [J], 周玲玲;汪蓓蓓;王磊;巩振虎3.溶胶凝胶法制备的Y3Al5O12:Tb3+,Ce3+的光学性能及能量传递研究 [J], 李英茂;周贤菊;王志亮;周桐辉4.Eu3+- Ce3+共交换13X沸石材料的制备条件及光学性能研究 [J], 吴红娥;余锡宾;吴之传;朱贤东;高建纲5.Ce3+,Tb3+,Yb3+三掺杂CaAl2Si2O8下转换荧光粉的制备及其发光性能 [J], 周佳; 姚植彩; 戴武斌; 黄珂; 胡金; 许硕; 徐慢因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

助熔助色剂对无铅无镉釉上彩熔剂性能的影响

第26卷第3期硅　酸　盐　通　报 Vol.26　No.3　2007年6月 BULLETI N OF T HE CH I N ESE CERAM I C S OC I ETY June,2007　助熔助色剂对无铅无镉釉上彩熔剂性能的影响王秀文(唐山学院,唐山　063000)摘要:用正交实验法研究了在碱2硼2硅系统基础熔剂中,外加助熔助色成分Mg O、Ca O、Sr O、Ba O四种碱土金属氧化物的添加量及R2O:RO、Sr O:CaO、RO:Si O2对无铅无镉釉上彩熔剂性能的影响规律。

综合考虑熔剂的熔融性能、化学稳定性、彩烤效果等,对上述影响因素的最佳值进行了讨论。

关键词:助熔助色剂;无铅无镉;釉上彩;熔剂中图分类号:T Q174 文献标识码:A 文章编号:100121625(2007)0320583205 Effects of Fluxes and Color i n g A i ds on the Performances of L eadless and Cad m i u m less Flux i n g Agen ts for O vergl aze ColorsWAN G X iu2w en(Tangshan College,Tangshan063000,China)Abstract:The perf or mances of leadless and cadm iu m less fluxing agents f or overglaze col ors were studied based on alkali2bor on2silicon fluxing agent syste m.By means of orthogonal ex peri m ents,the additi on quantities of fluxes and col oring aidsMg O,Ca O,Sr O and Ba O as well as R2O:RO,Sr O:Ca O,RO:Si O2 were studied.Considering the fusi on p r operty,che m ical stability and decorati on firing effect si m ultaneously,the op ti m um values of the influential fact ors menti oned above were dicussed.Key words:fluxes and col oring aids;leadless and cad m iu m less;overglaze col ors;fluxing agent1　引　言釉上彩一直是陶瓷产品常用的装饰手段。

固相反应中不同助熔剂对YAG：Ce发光性能的影响的开题报告

固相反应中不同助熔剂对YAG：Ce发光性能的影响的开题报告一、研究背景：YAG:Ce是一种非常重要的稀土荧光材料，在LED照明、显示器显示等领域有广泛的应用。

在制备YAG：Ce时，助熔剂的选择及其用量对发光性能影响较大。

因此，对不同助熔剂对YAG:Ce发光性能的影响进行研究，对优化YAG:Ce发光材料的制备工艺和提高其性能具有重要意义。

二、研究目的：1. 探究不同助熔剂对YAG:Ce发光性能的影响及原因；2. 优化YAG:Ce发光材料的制备工艺，提高发光性能。

三、研究内容：1. 制备不同助熔剂的YAG:Ce材料；2. 分析各样品的晶体结构、显微结构、光谱性质等；3. 对比各样品的发光性能，探讨不同助熔剂对YAG:Ce发光性能的影响及原因。

四、研究方法：1. 合成不同助熔剂的YAG:Ce材料；2. 采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见光谱仪和荧光光谱仪等仪器分析各样品的晶体结构、显微结构、吸收光谱和荧光光谱等；3. 对比各样品的发光性能，探讨不同助熔剂对YAG:Ce发光性能的影响及原因。

五、研究意义：1. 为优化YAG:Ce发光材料的制备工艺提供依据，提高发光性能；2. 对YAG:Ce材料在LED照明、显示器显示等领域的应用具有重要的指导意义。

六、预期成果：1. 研究得出不同助熔剂对YAG:Ce发光性能的影响规律；2. 根据研究结果，优化制备工艺，提高YAG:Ce发光材料的性能。

七、研究进度安排：1. 阶段一（2021年9月-2021年10月）：熟悉实验室仪器，学习各种分析测试方法。

2. 阶段二（2021年11月-2022年1月）：合成不同助熔剂的YAG:Ce材料，进行样品的制备。

3. 阶段三（2022年2月-2022年4月）：对各样品进行晶体结构、显微结构、吸收光谱和荧光光谱等性质的测试。

4. 阶段四（2022年5月-2022年6月）：对比各样品的发光性能，探讨不同助熔剂对YAG:Ce发光性能的影响。