透明导电氧化物薄膜包覆荧光粉的研究

摘要

发光材料广泛应用于显示、显像、光源、核物理、辐射场的探测、记录及医学放射学图像的各种摄影技术等领域中。尤其在涉及到日常生活和国民经济的显示、显像和光源等方面，具有更重要的意义。 由于外界因素和发光材料本身的因素，未经处理的发光材料往往存在粉末团聚、表面电性能与化学性能不稳定的现象。通常在荧光粉颗粒表面包覆上一层或多层薄膜能够使荧光粉和外界可以隔离开，提高荧光粉的分散性和稳定性，解决荧光粉由于电性和表面化学活性造成的荧光粉性能的下降，与此同时，在荧光粉表面包覆特殊材料也可以提高荧光粉的发光性能。随着荧光粉的制备和表面包覆技术的发展，荧光粉的表面包覆也越来越呈现多样化，已从单纯的保护性表面包覆向功能性表面包覆发展。荧光粉表面包覆的目的在于两个方面：一是对新型荧光粉的包覆以增强其物理和发光性能，二是对传统荧光粉施以功能性表面包覆来适应新型发光器件的使用。本文围绕透明导电功能膜包覆做了以下研究： 1.采用一种新的电化学沉积制备氧化锌薄膜的方法，即方波脉冲电流法，在氧化锡铟(ITO)导电玻璃基底上阴极电沉积，得到了均匀透明的ZnO薄膜，测试发现这种薄膜对可见光有很高的透过率，进而对其实施铈掺杂，发现掺杂适量比例的铈元素能够提高光透过率；用同样的方法在新制多孔硅表面沉积得到ZnO薄膜，然后在1000℃氧气氛下热处理1h，在紫外光照射下可发射强绿色荧光。采用X射线衍射分析、扫描电镜和荧光光谱技术，对制得的薄膜进行了结构、形貌和光学特性的测量分析，并初步探讨了电沉积反应机理。 2.采用化学均相共沉淀方法和热处理工艺，在自制CaSiO3∶Pb,Mn红色荧光粉表面包覆ZnO∶Al，形成透明导电层。运用数字万用表和自制测量盒对粉体的电阻率进行测量，比较了包覆率n(Zn)/n(Ca)、掺杂比例n(Al)/n(Zn)、热处理温度和热处理时间对粉体电阻率的影响；优化出包覆条件和热处理条件：n(Zn)/n(Ca)=10％，n(Al)/n(Zn)=5％，75℃水解1.5h，500℃热处理45min。对包覆样品进行了室温光致荧光(PL)测量，X射线衍射(XRD)结构分析和透射电子显微镜(TEM)形貌观察。结果显示，当n(Zn)/n(Ca)=10％时，在CaSiO3∶Pb,Mn荧光粉表面形成了连续的ZnO∶Al敷膜，荧光粉的电导率得到很大提高，并且保持了良好的光致发光性质。 3.以ZnS(荧光纯)与MnCl2(分析纯)为原料通过固相反应法，高温烧结制成ZnS∶Mn荧光粉。采用化学共沉淀法在ZnS∶Mn荧光粉表面包覆上一层透明的SnO2∶Sb薄膜来增加材料的导电性。用数字万用表和自制的测量盒测量了粉体的电阻。比较了包覆率n(Sn)/n(Zn)、掺杂比例n(Sb)/n(Sn)、热处理温度和热处理时间对粉体电阻率的影响；优化出包覆条件和热处理条件：n(Sn)/n(Zn)=5％，n(Sb)/n(Sn)=2.5％，氮气保护下500℃热处理30min。对包覆样品进行了室温光致荧光观察，X射线衍射(XRD)结构分析和透射电子显微镜(TEM)形貌观察。结果显示，荧光粉保持了良好的光致发光性质，电导率得到很大提高。

目录

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第一章绪论

第二章氧化锌薄膜的电沉积制备及研究

第三章CaSiO3:Pb，Mn荧光粉的ZnO:Al包覆研究

第四章ZnS:Mn荧光粉的SnO2:Sb薄膜包覆研究

第五章结论

参考文献

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