UV-VUV激发下绿色硅酸盐荧光粉的合成及其发光性能研究

摘要

硅酸盐基发光材料由于其在等离子显示器(plasma display panel，PDP)与无汞荧光灯等显示照明器件上的应用而引起了普遍关注，其中Zn2SiO4：Mn2+己作为商用材料而得到了广泛应用。然而该发光材料的性能仍未能满足PDP显示器件的需要，主要表现其余辉时间太长。针对PDP与无汞荧光灯等显示照明器件的发展需要，本论文对该商用真空紫外发光材料Zn2SiO4：Mn2+展开了一系列的研究；同时还初步开发了新型绿色荧光粉(Ca，St,Ba)2(Mg，Zn)Si2O7：Mn2+(Tb3+)，探讨了其在PDP和无汞荧光灯上的潜在应用。通过上述研究得到的一系列研究成果对于了解硅酸盐基发光材料的发光机理、推动其在PDP与无汞灯上的应用具有重要的理论意义及应用价值。 1.Zn2SiO4：Mn2+荧光粉的性能与其制备工艺有关。研究表明采用燃烧法制备的Zn1.92SiO4:0.08Mn2+荧光粉具有相对规则的类球状形貌；且样品具有最佳的发光强度和最短的余辉时间。 2.在真空紫外光(147nm)激发下，Zn2-xSiO4：xMn2+(0

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文摘

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声明

第一章前言

1.1硅酸盐发光材料概述

1.1.1硅酸盐的结构特点

1.1.2激活剂离子的发光特性

1.2常见的硅酸盐荧光粉

1.2.1 Zn2SiO4：Mn2+

1.2.2(Ca，Sr，Ba)2(Mg,Zn)Si2O7基发光材料

1.3硅酸盐荧光粉的合成方法

1.3.1高温固相法

1.3.2化学沉淀法

1.3.3溶胶—凝胶法(sol-gel)

1.3.4水热合成法

1.3.5高分子网络凝胶法

1.3.6微波合成法

1.3.7喷雾热解法(Filter Expansion Aerosol Generator)

1.3.8燃烧法

1.4硅酸盐荧光粉的应用领域

1.4.1荧光灯中的应用

1.4.2显示技术

1.4.3长余辉发光材料

1.5硅酸盐荧光粉的研究进展

1.5.1 Zn2SiO4：Mn2+的研究进展

1.5.2(Ca，Sr，Ba)2(Mg,Zn)Si2O7基发光材料的研究进展

1.6选题的意义

参考文献

第二章实验部分

2.1本工作所用的主要实验仪器及试剂

2.1.1试剂

2.1.2实验设备

2.2样品的制备

2.2.1采用高温固相法制备Zn2SiO4：Mn2+荧光粉

2.2.2采用溶胶—凝胶法制备Zn2SiO4：Mn2+荧光粉

2.2.3采用水热法制备Zn2SiO4：Mn2+荧光粉

2.2.4采用燃烧法制备Zn2SiO4：Mn2+荧光粉

2.2.5 Zn2Si1+xO4+2x：Mn2+(0≤x≤0.5)荧光粉的制备

2.2.6 Zn1.92-xMgxSi1-2yAlyPyO4：0.08Mn2+(0≤x≤0.5，0≤y≤0.02)系列荧光粉的制备

2.2.7 Zn1.92-xBaxSi1-yTiyO4：0.08Mn2+(0≤x≤0.1，0≤y≤0.02)系列荧光粉的制备

2.2.8(Ca,Ba,Sr)2(Zn,Mg)Si2O7：Mn2+荧光粉的制备

2.2.9 Sr2ZnSi2O7：Tb3+荧光粉的制备

2.3性能检测

2.3.1 X射线衍射测试

2.3.2扫描电镜测试

2.3.3真空紫外—紫外(VUV-UV)荧光光谱

参考文献

第三章Zn2SiO4：Mn2+荧光粉的合成工艺与发光性能的关系

3.1引言

3.2样品的合成

3.3结果与讨论

3.3.1物相分析

3.3.2形貌分析

3.3.3发光性能分析

3.4小结

参考文献

第四章Zn2SiO4：Mn2+荧光粉的发光机理研究

4.1引言

4.2样品的合成

4.3结果与讨论

4.3.1物相分析

4.3.2 Zn2-xSiO4：xMn2+(0≤x≤0.1)荧光粉在紫外区的发光特性

4.3.3 Zn2-xSiO4：xMn2+(0≤x≤0.1)荧光粉在阴极射线激发下的发光特性

4.3.4 Zn2-xSiO4：xMn2+(0＜x≤0.1)荧光粉在真空紫外区的发光特性

4.3.5 Zn2-xSiO4：xMn2+(0＜x≤0.1)系列荧光粉的衰变过程

4.4小结

参考文献

第五章Zn2SiO4：Mn2+荧光粉的性能改进研究

5.1引言

5.2样品的制备

5.2.1 Zn1.92-xMgxSiO4：0.08Mn2+(0≤x≤0.5)的制备

5.2.2 Zn1.92-xBaxSiO4：0.08Mn2+(0≤x≤0.03)的制备

5.2.3 Zn1.92-zGazSiO4：0.08Mn2+和Zn1.92Si1-zGazO4：0.08Mn2+的制备

5.2.4 Zn2Si1-2y(Al，P)yO4：0.08Mn2+(0≤x≤0.02)的制备

5.2.5 Zn1.92Si1-yTiyO4：0.08Mn2+(0≤x≤0.04)的制备

5.2.6 Zn2Si1+xO4+2x：Mn2+(0≤x≤0.5)的制备

5.3结果与讨论

5.3.1 Zn1.92-xMgxSiO4：0.08Mn2+(0≤x≤0.5)

5.3.2 Zn1.92-xBaxSiO4：0.08Mn2+(0≤x≤0.03)荧光粉

5.3.3 Ga3+离子掺杂对Zn2SiO4：Mn2+荧光粉的发光特性影响

5.3.4 Zn2Si1-2y(Al,P)yO4：0.08Mn2+(0≤x≤0.02)荧光粉

5.3.5 Zn1.92Si1-yTiyO4：0.08Mn2+(0≤y≤0.03)荧光粉

5.3.6 Zn2Si1+xO4+2x：Mn2+(0≤x≤0.5)

5.4小结

参考文献

第六章新型绿色荧光粉(Ca，Sr，Ba)2(Mg,Zn)Si2O7：Mn2+的合成及其发光特性研究

6.1引言

6.2样品的制备

6.3结果与讨论

6.3.1(Ca,Ba,Sr)2(Zn,Mg)Si2O7：Mn2+荧光粉

6.3.2 Sr2Zn1-xSi2O7：xMn2+(0≤x≤0.12)

6.4小结

参考文献

第七章Sr2-xZnSi2O7：xTb3+(0＜x≤0.3)绿色荧光粉的合成及其发光特性研究

7.1引言

7.2样品的合成

7.3结果与讨论

7.3.1 XRD分析

7.3.2紫外下的发光特性

7.3.3真空紫外下的发光特性

7.3.4衰变特性

7.3.5 Sr2ZnSi2O7：Tb3+荧光粉的性能改进研究

7.4 小结

参考文献

第八章结论与展望

8.1结论

8.2展望

博士在读期间发表论文

致谢