铋硼酸盐体系新化合物的探索及物性研究

摘要

硼酸盐体系化合物因含有丰富结构的硼酸盐阴离子而具有多方面的优良性质，并因此得到了广泛应用，例如可作为非线性光学材料及荧光粉基质等。而作为它的一个分支，铋硼酸盐体系化合物由于铋离子的存在，在结构和性质上都具有了一些新的优良特点。迄今为止人们已在该体系中发现了多种具有良好性质的新型化合物，所以对该体系的进一步研究具有很大前景。基于此，对新型铋硼酸盐化合物进行了探索。
　　 本文主要对两个铋硼酸盐体系进行了研究:一个是BaO-Bi2O3-B2O3体系，对其固相线下的相关系进行了研究，划分出12个三相区，但并未发现新型化合物。另一个是ZnO-Bi2O3-B2O3体系，一方面研究了其固相线下的相关系，划分出12个三相区，完成了相图，但遗憾的是也未发现新的三元化合物;另一方面是以已知三元化合物ZnBi282O7作为荧光粉基质，Eu3+离子作为激活剂，利用高温固相反应法合成了ZnBi2B2O7∶Eu3+系列荧光粉，并对其结构及发光性能进行了研究。实验结果表明，掺杂样品的XRD图谱与纯相的XRD数据符合良好。这说明Eu3+的掺入没有改变ZnBi2B2O7基质结构。采用Rietveld法对其进行结构精修后发现，Eu3+取代了基质中Zn的位置，晶胞体积较未掺杂时变大。通过测量其发射光谱(PL)及激发光谱(PLE)发现，该系列荧光粉在611 nm处发射光最强，其激发谱在393 nm及464 nm处最强，故其可在紫外光及蓝光激发下发射红光。其淬灭浓度为2.5 mol％，色度坐标为(0.647，0.352)，位于色度图的红色区域，且靠近CIE色度图边沿，表明该荧光粉的饱和度较高，红色纯正，是理想的红色荧光粉。

目录

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摘要

第一章 绪论

第一节 发光材料简介

1．1．1 发光现象

1．1．2 发光材料

1．1．3 荧光粉

1．1．4 稀土荧光粉的荧光特性

第二节 硼酸盐体系简介

1．2．1 硼酸盐化合物的结构

1．2．2 硼酸盐化合物的性质及研究进展

第三节 铋硼酸盐体系简介

1．3．1 铋硼酸盐化合物的性质特点

1．3．2 铋硼酸盐化合物的研究进展

第四节 本论文的主要工作及创新点

第二章 实验方法及测试手段

第一节 相图法

2．1．1 相图的基本知识

2．1．2 三元相图的原理

第二节 样品合成方法

2．2．1 高温固相反应法

2．2．2 水热法

2．2．3 溶胶凝胶法

2．2．4 燃烧法

2．2．5 喷雾热解法

2．2．6 化学沉淀法

第三节 测试与表征手段

2．3．1 粉末X射线衍射(XRD)

2．3．2 荧光粉的发光性质检测

第三章 BaO-Bi2O3-B2O3体系相关系

第一节 研究背景

3．1．1 BaO-Bi2O3-B2O3体系中的二元系

3．1．2 BaO-Bi2O3-B2O3体系中的三元系

第二节 实验部分

3．2．2 样品的实验制备与测试

3．2．3 实验结果及分析

第三节 本章小结

第四章 ZnO-Bi2O3-B2O3体系相关系

第一节 研究背景

4．1．1 ZnO-Bi2O3-B2O3体系中的二元系

4．1．2 ZnO-Bi2O3-B2O3体系中的三元系

第二节 实验部分

4．2．1 样品的实验制备及测试

4．2．2 实验结果及分析

第三节 本章小结

第五章 ZnBi2B2O7∶Eu3+荧光粉的合成，结构和发光性能

第一节 ZnBi2B2O7∶Eu3+的合成及XRD表征

5．1．1 样品的制备

5．1．2 样品的XRD表征

第二节 ZnBi2B2O7∶Eu3+的发光性能

5．2．1 ZnBi2B2O7∶Eu3+的激发光谱

5．2．2 ZnBi2B2O7∶Eu3+的发射光谱

5．2．3 ZnBi2B2O7∶Eu3+的浓度淬灭

5．2．4 ZnBi2B2O7∶Eu3+的荧光寿命

5．2．5 ZnBi2B2O7∶Eu3+的色度坐标

5．2．6 ZnBi2B2O7∶Eu3+的反射光谱

第三节 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

个人简历