王森毕业论文5.22.doc

分 类 号 密 级 太原理工大学 硕 士 学 位 论 文 题 目: 溶胶凝胶法制备Sr3Al2O6:Eu2+红色长余辉发光材料与发光性能的研究 英文并列题目: Researches on Synthesis and Photoluminescence of the Red Long Persistent Phosphors Sr3Al2O6:Eu2+ by Sol-Gel 研究生姓名: 王森 学 号: 专 业: 物理电子学 研究方向: 功能材料与器件 导师姓名: 崔彩娥 职 称: 教 授 论文提交时间: 2009/5 学位授予单位: 太原理工大学 地 址: 山西·太原 太 原 理 工 大 学溶胶凝胶法制备Sr3Al2O6:Eu2+红色长余辉发光材料与发光性能的研究 摘 要长余辉发光材料是一种关闭光源后仍能持续长时间发光的新型功能材料，被广泛应用于紧急照明、军事和工艺美术等领域。因为红色长余辉发光材料的欠缺在一定程度上抑制了长余辉发光材料的应用，所以新型红色长余辉发光材料成为了人们的研究热点，而Sr3Al2O6:Eu2+作为一种新型的红色长余辉发光材料，具备铝酸盐长余辉发光材料的优良特性，越来越受到人们的重视。本文旨在通过新的溶胶凝胶工艺制备该类红色长余辉发光材料，以期研究开发一种廉价、无污染的高效节能型红色长余辉发光材料。 以Sr3Al2O6为基质，Eu2O3Dy2O3或Pr6O11为，采用溶胶凝胶法制备了Sr3Al2O6:Eu2+,Dy3+/Pr3+红色长余辉发光材料，激发峰为473nm，发射峰为612nm/622nm，余辉时间最长达10min（mcd/m2）。经过对比实验，确定了制备Sr3Al2O6:Eu2+,Dy3+红色长余辉发光材料的最佳条件：名义组分为Sr2.95Al2O6:0.02Eu2+,0.03Dy3+，煅烧温度为1200，恒温时间为2小时，升温速率为5～6/min，助熔剂为H3BO3（摩尔分数计为20%）。利用DTA、XRD、荧光光谱、余辉衰减曲线等测试方法，考察了柠檬酸用量、Dy掺杂量、Eu掺杂量、H3BO3掺杂量、煅烧温度、升温速率以及Pr掺杂量对Sr3Al2O6红色长余辉发光材料的影响，详细研究了Sr3Al2O6红色长余辉发光材料的合成、发光机理以及光谱特性等基础问题。 实验结果表明，溶胶的制备受反应温度、溶液浓度pH值、剂等因素的影响，本文选用乙醇调节溶胶凝胶过程中的pH值，大大缩短了实验周期。探讨了Sr3Al2O6:Eu2+材料发射红光的内在机理。Sr3A12O6的Sr-O平均键距较小，晶格场效应使得Eu2+的4f65d1能带的底部移向较低的能量位置，电子云膨胀效应使得Eu2+的整个能带向较低的能量位置平移。从而导致Sr3Al2O6:Eu2+长余辉发光材料激发光谱向长波方向延伸，发射光谱红移，产生红色发射。随着Eu2+离子浓度增大，Sr3Al2O6:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料的发射强度随之增强，直到Eu2+离子浓度超过3mol%时，发生浓度猝灭，其发射强度开始逐渐减小。发光中心Eu2+发生自身的浓度猝灭。 本文研究了助熔剂H3BO3对Sr3Al2O6:Eu2+,Dy3+的长余辉特性所起的作用及其机理。结果表明B3+的合适加入量为0.2mol，有助于提高Sr3Al2O6:Eu2+,Dy3+的发光强度和余辉时间B3+没有进入晶格，作为助熔剂有利于Sr3Al2O6相的生成。关键词：Sr3Al2O6，红色长余辉，溶胶凝胶法，发光机理 RESEARCHES ON SYNTHESIS AND PHOTOLUMINESCENCE OF THE RED LONG PERSISTENT PHOSPHORS Sr3Al2O6:Eu2+ By Sol-GelABSTRACT The long photoluminescence phosphor is a new functional material that can illuminate for a long time after the lamp-house is closed. This material has been applied in lots of domains such as emergent illumination, military affairs, industrial arts etc. Its application is restrained by the deficiency of the