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本文介绍了稀土掺杂硅酸盐长余辉发光材料的独特性质及研究现状,简述了其发光的机理模型。介绍了常用的高温固相法、溶胶-凝胶法、燃烧法三种制备方法以及除弱光照明外的特殊应用,主要采用燃烧法制备了几种焦硅酸盐体系的发光材料,并对它们的发光性能进行了研究。
1.采用燃烧法在600-800℃合成了Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+,Nd3+,Sr2ZnSi2O7:Eu2+,Dy3+,Nd3+和Sr2ZnSi2O7:Eu2+,Dy3+蓝色长余辉发光材料,对材料进行了XRD、TEM、激发和发射光谱、余辉亮度及余辉衰减的测定.结果表明: 稀土离子的掺杂对基质晶体结构没有影响,激发和发射光谱显示它们的光谱性质是Eu2+典型的4f-5d的跃迁所致,对Sr2ZnSi2O7:Eu2+,Dy3+材料,Nd3+的共掺杂有利于提高其余辉性能。
2.分别使用SiO2和Si(OC2H5)4作为硅的起始原料,采用燃烧法伴随超声分散技术合成了蓝色长余辉磷光体Sr2MgSi2O7: Eu,Dy。用X-射线衍射仪、透射电镜、分光光度计和亮度计系统地测定了磷光体的晶体结构、粒子尺寸和光谱性质。对比使用SiO2作为初始原料获得的磷光体,用Si(OC2H5)4作初始原料制备的磷光粉有更纯的Sr2MgSi2O7晶相,更小的粒径,并且激发和发射峰向短波方向移动。用Si(OC2H5)4作初始原料能够获得纳米粒子。另外对磷光体的余辉性能也进行了研究。
3.使用硼酸和尿素作为助溶剂,首次采用溶胶-凝胶燃烧法合成蓝色长余辉发光材料Sr2MgSi2O7:Eu,Dy。透射电镜显示磷光体的平均粒径在30-50nm。测量了样品的X射线衍射(XRD)图谱、激发与发射光谱、亮度及余辉衰减曲线,结果显示,燃烧温度达600℃时,磷光体在457 nm处显示一强的发射峰,形成Sr2MgSi2O7单晶相;硼酸的最佳摩尔比是0.02;尿素的摩尔用量是理论量的6倍;Eu/Dy为1:2。