稀土掺杂铝酸锶发光材料的制备分析及性能研究
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长 余辉发 光材 料是光 致发 光材 料 中的一个 重要 分 支 , 指在光 源 激发 下 能 吸 收 可见 光 光 能 并将 能 是 量储 存起 来 , 且 在黑 暗 中以 可见 光 的形 式将 能量 并
2 2 X D分 析 . R
SA E “不论 是 用 尿 素 进 行 还 原 , 是 用 r1 :u O 还 H’ 行还原 , X D衍 射 图谱基 本相 同 , 进 其 R 可见 不论 哪种 制取 方法都 没 有 破 坏发 光 材 料 的 基质 晶 型. 但
关键词 : 燃烧法 ; 溶胶凝胶 ; 铝酸锶 ; 长余辉
中 图分 类 号 :4 2 3 0 8 .1 文 献标 识码 : A
摘
要: 以铝酸锶为基质材料 , 用燃烧法与溶胶凝胶 法 , 两种 还原 方法制 取了掺杂 铕的发光 材料 , 并对其不 同方法
制取过程中的条件及对掺 杂稀 土激活剂 的材料 的发光性 能进行 了对 比研究. 制备 出的 SA E “ ( o( H ) r1 :u c N : O
系长 余辉 发光 材料 的制备 方法有 很 多种 , : 温 固 如 高
相法 _ 溶胶 一凝 胶 法 ¨ 电弧 法 ¨ 化 学 共 沉 淀 l 、 、 、 法¨ 、 烧法¨ . 燃 等 目前通 常 采用 高 温 固相烧 结 法 制得 , 但该方 法存 在合 成温 度较 高 , 且原料 不易 混 而 合均 匀等缺 点 . 因此 常 在 原始 组 分 中加 入对 原 料 的
A( O ) ・ 9 2 1N 3 3 H O,E 2 3 uO ,H3 O ,H O ,C B 3 N 3 O
失重 后为 9 . 3 , 7 3 % 相应 的 D A曲线 上有 一吸热 峰 , T 这一 阶 段 主要 发 生 了 熔 化 反 应 . 二 阶 段 大 约 在 第 1 0~ 0 5 3 0℃之 间. 大部 分 的质量 损 失 发生 在 这一 绝 阶段 , 重后 的质量 仅剩 2 .0 相 应 D A曲线上 失 3 0 %. T 有 3个放 热峰 , 对应 于有 机 物 的分 解 及 其 产 物燃 烧 过 程. 这一过 程 释 放 大 量 C , N 气 体 , O , O、 质量 迅 速 减 少. T — T 曲线 可 以看 出 , 由 GD A 热分解 在 3 0o 0 C已
收 稿 日期 :0 2— 6一l 21 0 6
最 大 的优点是 快捷 和节 能 . 外 , 此 在原料 中加 入 了助
熔 剂 H B 可加 热分 解 为 B O , ,O , 能够 降低 基 质 形
作者简介: 白智韬 (9 4一) 男 , 18 , 内蒙古通辽人 , 内蒙古科技大学硕士研究生
21 0 2年 9月
内 蒙 古 科 技 大 学 学 报
J u n lo n e n oi n v ri fS in e a d T c n lg o r a fI n r Mo g l U ie s y o ce c n e h oo y a t
S p e e , 01 e t mb r 2 2
用. 长余 辉材料 还可应 用 于高 能射线 探测 、 能影像 高
存储 等领 域 .
合 成 起 到 促 进 作 用 的 助 熔 剂 , 用 的 助 熔 剂 有 常 H B 3N H P CF等 ¨ . 3O ,H4 2O ,a2 燃烧 法 能在 较低 温
度下 ,源自文库速 、 能、 快 节 高效 合 成 稀 土 发 光 材 料 . 其
粉 体
按化 学 计 量 比称 取 S ( O ) A ( O ) ・ r N , 1 N
基 本吻 合 , 就是说 在制 备过 程 中 , 也 加入 的柠 檬酸 作 为螯合 剂并 没有 影响 干凝胶 反应 物反 应生成 发 光材
料.
9 H O及适量 的柠檬 酸 、 酸 , 于适 量 的 去 离子 水 硼 溶 中 , 到澄 清 透 明 的 溶 液 , 稀 土 氧 化 物 溶 于硝 酸 得 将 中, 然后 将 两种溶 液 混合 , 节 p 调 H值 ,0 下 磁力 7
28 5
内 蒙 古 科 技 大 学 学 报
21 0 2年 9月 第 3 卷 第 3期 1
光 烧温和进活进晶中成 2结I分 中的 堂.结度促激剂入格形发 日与J 心 ; .0 7 , 果J析 _ I 7
1 实 验
2 1 T —T . G D A分 析
图 1为样 品干凝胶 的 T — T G D A曲线 . T 由 G曲线
BAIZh -a ZHAO e — u n ZHAO n — n AN h n —i ito, W n g a g, Yo g wa g, S egl
( t i n tlr colInr no aU i r t o c n eadT cn L yB oo 10 0 C ia Ma r l dMe l g Sh o, e gl nv sy f i c n ehoo , at 0 4 1 , hn ) eaa a uy n Mo i e i S e g u
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段 大约在 2 0~1 0℃之 间 , 品 的质量损 失不 明显 , 5 样
1 1 尿 素还 原 制取 SA E 发光 材料 可 以看 出 , 胶 的分解 可 以分 为 3个 阶段 : 一 阶 . r1 :u O 干凝 第
粉 体
实 验 所 用 原 料 分 别 为 分 析 纯 s N ) , r( O ,
大量气 体 , 大约几 分 钟 后 , 化 还 原反 应 剧 烈进 行 , 氧
度足 够 , 过 不 同 温度 下 制 得 材 料 的 X D 衍 射 图 通 R 谱 , 以 知 道 , 50℃ 制 备 时 , 品 的 主 晶 相 为 可 在 0 样
SA : 另外 还 有 SA 温 度 升 到 6 0 c 时 , r1 , O r1 , O 5 ( = 合 成 的样 品为 SA: 纯 相 , 续 增 加 温 度 到 7 0℃ r 1O 继 0 时, 发现 SA 的特 征 峰消失 , r 1O 相 主相 为硝 酸 锶 , 本 实 验选 择在 6 0 o 样 品进 行 灼 烧 . 测 定 两 种 干 5 C对 在
的马弗 炉 中 , 随着 反 应 的发 生 , 物 开 始膨 胀 , 出 产 放
放 热峰 , 对应 的是 SA 晶相 的生成 , 品质 量基 r 10 样 本 没什 么变 化 . 过 图 1还 可 以看 出 ,0 7 0℃ 通 5 0— 0
所有反 应 已经完 成 , 因此选 择 5 0~ 0 0 7 0℃ 为灼 烧温
Ke y wor ds: ur i g meho b n n t d,S OL— GEL t d,srnt meho to i um l mi ae,ln l sig p o ph r s e c au n t o g—a tn h s o e c n e
Ab t a t Sr n i m l mi ae wa s d a t x mae a oma e lmie c n emae a sd p d wi u b u nn n o -e t - sr c : t t o u a u n t su e smar tr l k u n se c tr l o e t E y b r ig a d s l l i i t i h g meh
慢慢 释放 的一 种 功 能 材 料 . 由于 长 余 辉 材 料 及 器件 具有 发光 时 间长 , 光 亮 度 高等 特 点 , 塑 料 、 发 在 涂料 、 墨 、 膜和 陶瓷等 行业 中得 到极 为广泛 的应 油 薄
化学 稳 定 性 好 、 全 无 辐 射 等 优 点 安
. 酸 盐 体 铝
早在 2 O世纪 6 0年代 ,al P ll ia等 研究 了碱 土 铝酸盐 体 系长余 辉发 光 材料 ,0年代 , brsa _ 7 A buct 6 o] 也进行 了相 关研 究. 与传统 的硫化 物磷 光体 相 比 , 铝
酸盐体 系具 有发 光 强 度 高 、 纯度 好 、 辉 时 间 长 、 色 余
Vo . No. 131, 3
第 3 卷第 3期 1
文 章 编 号 :0 5— 2 5 2 1 )3— 2 7— 5 29 2 9 (0 2 0 0 5 0
稀土 掺杂铝酸锶发光材料 的制备分析及性能研究
白智韬 , 文 广 , 永 旺 , 胜 利 赵 赵 安
( 内蒙 古 科 技 大 学 材 料 与 冶 金 学 院 , 内蒙 古 包 头 04 1 ) 100
还原) u ( : /E H 还原)发光材料属于 SA : r1 单斜晶 系晶体结构 ; O 激发 光谱是位 于峰值 35 30n 的宽带谱 ; 3 ,7 m 发 射光谱 是峰值位 于 5 0 5 6n 1 ,5 m的宽带谱 .
Pr p r to n h r c e ia i n o n -a tn e a a i n a d c a a t r z to fl g l s i g o p o p o e c n e S AI 04 : 2 h s h r se c r 2 Eu
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凝 胶 的 T —T G D A发 现 , 两 种 不 同制 备 方 法 的 曲线 这
放出大量的热 , 整个燃烧过程在几十秒 内完成. 燃烧
结束 后得 到淡绿 色 蘑 菇 云状 的蓬 松泡 沫 状 产 物 , 去 除冷 却后 , 研细 得到所 需 的发光 材料 的粉体 .
12 氢气 还 原 制取 SA, E n 发光 材料 . r1 :u O
经 基本 完成 . 3 0℃ 以后 为第 三 阶段 ,0 C 一 在 0 50q有
( H ) 少量 的 H B , 为 助 熔 剂 , 素作 为还 原 N , ,O 作 尿
剂 和燃料 . 按化 学 计 量 比称 取 S ( O ) , 1 N ・ r N ,A ( O ) 9 O及 适量 的硼 酸 和 尿 素 , 于适 量 的 去 离 子 水 H: 溶
中, 得到 澄 清 透 明 的溶 液 ; 稀 土 氧化 物 溶 于 硝 酸 将 中, 出三组 铕 含 量 的制 备体 , 别 为 2 ,% , 配 分 % 4 6 . % 然后 将两 种溶 液混合 , 调节 p H值 , 后 将其 盛 最 人 氧化 铝坩埚 中 , 入 预先 升 温 到反 应 所 需 温度 的 放
长 余辉发 光材 料是光 致发 光材 料 中的一个 重要 分 支 , 指在光 源 激发 下 能 吸 收 可见 光 光 能 并将 能 是 量储 存起 来 , 且 在黑 暗 中以 可见 光 的形 式将 能量 并
2 2 X D分 析 . R
SA E “不论 是 用 尿 素 进 行 还 原 , 是 用 r1 :u O 还 H’ 行还原 , X D衍 射 图谱基 本相 同 , 进 其 R 可见 不论 哪种 制取 方法都 没 有 破 坏发 光 材 料 的 基质 晶 型. 但
关键词 : 燃烧法 ; 溶胶凝胶 ; 铝酸锶 ; 长余辉
中 图分 类 号 :4 2 3 0 8 .1 文 献标 识码 : A
摘
要: 以铝酸锶为基质材料 , 用燃烧法与溶胶凝胶 法 , 两种 还原 方法制 取了掺杂 铕的发光 材料 , 并对其不 同方法
制取过程中的条件及对掺 杂稀 土激活剂 的材料 的发光性 能进行 了对 比研究. 制备 出的 SA E “ ( o( H ) r1 :u c N : O
系长 余辉 发光 材料 的制备 方法有 很 多种 , : 温 固 如 高
相法 _ 溶胶 一凝 胶 法 ¨ 电弧 法 ¨ 化 学 共 沉 淀 l 、 、 、 法¨ 、 烧法¨ . 燃 等 目前通 常 采用 高 温 固相烧 结 法 制得 , 但该方 法存 在合 成温 度较 高 , 且原料 不易 混 而 合均 匀等缺 点 . 因此 常 在 原始 组 分 中加 入对 原 料 的
A( O ) ・ 9 2 1N 3 3 H O,E 2 3 uO ,H3 O ,H O ,C B 3 N 3 O
失重 后为 9 . 3 , 7 3 % 相应 的 D A曲线 上有 一吸热 峰 , T 这一 阶 段 主要 发 生 了 熔 化 反 应 . 二 阶 段 大 约 在 第 1 0~ 0 5 3 0℃之 间. 大部 分 的质量 损 失 发生 在 这一 绝 阶段 , 重后 的质量 仅剩 2 .0 相 应 D A曲线上 失 3 0 %. T 有 3个放 热峰 , 对应 于有 机 物 的分 解 及 其 产 物燃 烧 过 程. 这一过 程 释 放 大 量 C , N 气 体 , O , O、 质量 迅 速 减 少. T — T 曲线 可 以看 出 , 由 GD A 热分解 在 3 0o 0 C已
收 稿 日期 :0 2— 6一l 21 0 6
最 大 的优点是 快捷 和节 能 . 外 , 此 在原料 中加 入 了助
熔 剂 H B 可加 热分 解 为 B O , ,O , 能够 降低 基 质 形
作者简介: 白智韬 (9 4一) 男 , 18 , 内蒙古通辽人 , 内蒙古科技大学硕士研究生
21 0 2年 9月
内 蒙 古 科 技 大 学 学 报
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用. 长余 辉材料 还可应 用 于高 能射线 探测 、 能影像 高
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合 成 起 到 促 进 作 用 的 助 熔 剂 , 用 的 助 熔 剂 有 常 H B 3N H P CF等 ¨ . 3O ,H4 2O ,a2 燃烧 法 能在 较低 温
度下 ,源自文库速 、 能、 快 节 高效 合 成 稀 土 发 光 材 料 . 其
粉 体
按化 学 计 量 比称 取 S ( O ) A ( O ) ・ r N , 1 N
基 本吻 合 , 就是说 在制 备过 程 中 , 也 加入 的柠 檬酸 作 为螯合 剂并 没有 影响 干凝胶 反应 物反 应生成 发 光材
料.
9 H O及适量 的柠檬 酸 、 酸 , 于适 量 的 去 离子 水 硼 溶 中 , 到澄 清 透 明 的 溶 液 , 稀 土 氧 化 物 溶 于硝 酸 得 将 中, 然后 将 两种溶 液 混合 , 节 p 调 H值 ,0 下 磁力 7
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21 0 2年 9月 第 3 卷 第 3期 1
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2 1 T —T . G D A分 析
图 1为样 品干凝胶 的 T — T G D A曲线 . T 由 G曲线
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实 验 所 用 原 料 分 别 为 分 析 纯 s N ) , r( O ,
大量气 体 , 大约几 分 钟 后 , 化 还 原反 应 剧 烈进 行 , 氧
度足 够 , 过 不 同 温度 下 制 得 材 料 的 X D 衍 射 图 通 R 谱 , 以 知 道 , 50℃ 制 备 时 , 品 的 主 晶 相 为 可 在 0 样
SA : 另外 还 有 SA 温 度 升 到 6 0 c 时 , r1 , O r1 , O 5 ( = 合 成 的样 品为 SA: 纯 相 , 续 增 加 温 度 到 7 0℃ r 1O 继 0 时, 发现 SA 的特 征 峰消失 , r 1O 相 主相 为硝 酸 锶 , 本 实 验选 择在 6 0 o 样 品进 行 灼 烧 . 测 定 两 种 干 5 C对 在
的马弗 炉 中 , 随着 反 应 的发 生 , 物 开 始膨 胀 , 出 产 放
放 热峰 , 对应 的是 SA 晶相 的生成 , 品质 量基 r 10 样 本 没什 么变 化 . 过 图 1还 可 以看 出 ,0 7 0℃ 通 5 0— 0
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慢慢 释放 的一 种 功 能 材 料 . 由于 长 余 辉 材 料 及 器件 具有 发光 时 间长 , 光 亮 度 高等 特 点 , 塑 料 、 发 在 涂料 、 墨 、 膜和 陶瓷等 行业 中得 到极 为广泛 的应 油 薄
化学 稳 定 性 好 、 全 无 辐 射 等 优 点 安
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早在 2 O世纪 6 0年代 ,al P ll ia等 研究 了碱 土 铝酸盐 体 系长余 辉发 光 材料 ,0年代 , brsa _ 7 A buct 6 o] 也进行 了相 关研 究. 与传统 的硫化 物磷 光体 相 比 , 铝
酸盐体 系具 有发 光 强 度 高 、 纯度 好 、 辉 时 间 长 、 色 余
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第 3 卷第 3期 1
文 章 编 号 :0 5— 2 5 2 1 )3— 2 7— 5 29 2 9 (0 2 0 0 5 0
稀土 掺杂铝酸锶发光材料 的制备分析及性能研究
白智韬 , 文 广 , 永 旺 , 胜 利 赵 赵 安
( 内蒙 古 科 技 大 学 材 料 与 冶 金 学 院 , 内蒙 古 包 头 04 1 ) 100
还原) u ( : /E H 还原)发光材料属于 SA : r1 单斜晶 系晶体结构 ; O 激发 光谱是位 于峰值 35 30n 的宽带谱 ; 3 ,7 m 发 射光谱 是峰值位 于 5 0 5 6n 1 ,5 m的宽带谱 .
Pr p r to n h r c e ia i n o n -a tn e a a i n a d c a a t r z to fl g l s i g o p o p o e c n e S AI 04 : 2 h s h r se c r 2 Eu
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凝 胶 的 T —T G D A发 现 , 两 种 不 同制 备 方 法 的 曲线 这
放出大量的热 , 整个燃烧过程在几十秒 内完成. 燃烧
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12 氢气 还 原 制取 SA, E n 发光 材料 . r1 :u O
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剂 和燃料 . 按化 学 计 量 比称 取 S ( O ) , 1 N ・ r N ,A ( O ) 9 O及 适量 的硼 酸 和 尿 素 , 于适 量 的 去 离 子 水 H: 溶
中, 得到 澄 清 透 明 的溶 液 ; 稀 土 氧化 物 溶 于 硝 酸 将 中, 出三组 铕 含 量 的制 备体 , 别 为 2 ,% , 配 分 % 4 6 . % 然后 将两 种溶 液混合 , 调节 p H值 , 后 将其 盛 最 人 氧化 铝坩埚 中 , 入 预先 升 温 到反 应 所 需 温度 的 放