锶锌硼体系新化合物的探索及物性研究

摘要

白光LED在固态照明业中扮演着重要角色。由于它拥有效率高、寿命长、响应快、安全性高、环保等优点，白光LED很有可能替代白炽灯、荧光灯成为下一代照明光源，引起了人们广泛的关注。现有的商用荧光粉大多存在发光色温偏高等问题，而红粉的色纯度有待进一步提高。因此需要进一步探索寻找性能好的红色荧光粉，以实现暖白光发射。
　　 本文主要用相图法初步探索了MgO-ZnO-B2O3和SrO-ZnO-B2O3这两个三元体系，以期找到性能优良的发光材料。用高温固相合成法在空气气氛下制备一系列镁锌硼、锶锌硼不同配比的试样，并对合成的粉末样品进行XRD测试。测试结果用Jade软件分析反应产物的成分，确定三元体系的相关系。到目前为止，MgO-ZnO-B2O3体系被分成了七个三相区，相图已经完成，没有发现新的化合物。SrO-ZnO-B2O3体系中，相图已经基本完成，已经确定的三相区有八个，并且在这个三元体系中发现了一种新的物相，称之为X相，但是X相的纯物相一直没有合成，所以结构尚未解析。
　　 另外，还用高温固相合成法制备了Ba2ZnB2O6∶Eu3+荧光粉。并对其结构和性能进行了研究。收集了荧光粉的X射线衍射数据，并进行了精修，结果表明掺杂离子Eu3+并未使基质Ba2ZnB2O6的结构产生明显变化。通过测量荧光粉的发射光谱和激发光谱，了解到Ba2ZnB2O6∶Eu3+荧光粉发射红光，可以被393nm和466nm的光激发，与紫外和蓝色LED芯片匹配，最佳掺杂浓度是5mol％。根据Dexter理论，Eu3+离子在Ba2ZnB2O6基质中的浓度猝灭机制是电偶极-电偶极相互作用。色度坐标计算显示Ba2ZnB2O6∶ Eu3+的色度坐标位于CIE色度图的红色区域，且靠近CIE色度图边沿，表明荧光粉饱和度较高，红色纯正，是理想的红色荧光粉。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

第一节 荧光粉简介

第二节 白光LED用荧光粉的研究进展

1．2．1 白光LEDs实现方案

1．2．2 蓝光转换型荧光粉

1．2．3 紫外转换型荧光粉

1．2．4 近紫外转换型荧光粉

第三节 荧光粉的应用前景

1．3．1 照明器件

1．3．2 大屏幕平板显示器件

1．3．3 长余辉发光材料及其应用

第四节 硼酸盐荧光粉简介

1．4．1 硼酸盐的结构特点

1．4．2 硼酸盐荧光粉的分类

第五节 本论文的主要工作

第二章 实验材料的制备和测试、表征方法

第一节 相图法简介

第二节 材料制备的试剂、仪器及内容

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 实验内容

第三节 材料的制备方法

2．3．1 高温固相法

2．3．2 水热法

2．3．3 溶胶-凝胶法

2．3．4 燃烧法

2．3．5 化学沉淀法

第四节 实验材料的测试及表征方法

2．4．1 X射线衍射

2．4．2 吸收光谱

2．4．3 激发光谱(PLE)

2．4．4 发射光谱(PL)

2．4．5 荧光寿命

2．4．6 色度坐标

第三章 MgO-ZnO-B2O3体系固相线下的相关系

第一节 引言

第二节 实验方法

第三节 实验结果与讨论

3．3．1 二元体系

3．3．2 三元体系

第四节 本章结论

第四章 SrO-ZnO-B2O3体系固相线下的相关系

第一节 引言

第二节 实验方法

第三节 实验结果与讨论

4．3．1 二元体系

4．3．2 三元体系

第四节 本章总结

第五章 Ba2ZnB2O6：Eu3+荧光粉的结构和发光性能

第一节 Ba2ZnB2O6：Eu3+的XRD表征

第二节 Ba2ZnB2O6：Eu3+的发光性能

5．2．1 Eu3+离子的荧光特性

5．2．2 Ba2ZnB2O6：Eu3+的激发光谱

5．2．3 Ba2ZnB2O6：Eu3+的反射光谱

5．2．4 Ba2ZnB2O6：Eu3+的发射光谱

第三节 Ba2ZnB2O6：Eu3+的浓度猝灭

第四节 Ba2ZnB2O6：Eu3+的荧光寿命

第五节 Ba2ZnB2O6：Eu3+的色度坐标

第六节 本章总结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

个人简历