钡镁铝酸盐蓝色荧光粉的发射特性及相关系的研究

摘要

本文重点对该体系材料的热劣化性能、基质配比、化学反应合成机制、能量传递方式和浓度猝灭机制等进行了实验和理论研究。在此基础上，通过Calphad方法，对Al2O3-BaO-MgO三元系中的边二元系BaO-MgO，Al2O3-BaO，Al2O3-MgO进行了热力学优化计算。　　本文提出了氟化物作为助熔剂时其促进晶体生长的内部反应机制，低熔点的化合物BaMgF4在晶体生长过程中起到了关键作用。通过对不同助熔剂的助熔效果进行系统研究，发现不同类型的助熔剂在促进晶体生长方面起到了不同作用。这为我们了解材料制备的反应过程提供了参考，也为优化材料制备工艺提供了可靠依据，计算了掺Mn2+BAM体系内的能量传递速率，解释了该体系内的能量传递方式和浓度猝灭现象，介绍了MgAl10O17:Eu2+的发光特性，Sr2+和Ca2+对BAM荧光粉的发光存在着不同程度的影响。首次通过优化计算得到了Al2O3-BaO-MgO三元系中的两个边二元系BaO-MgO，Al2O3-BaO的相图和热力学参数，填补了BaO-MgO和Al2O3-BaO二元系计算相图和热力学数据缺乏的空白。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

第一节荧光粉的发展历史

第二节稀土荧光粉及其应用领域

第三节稀土荧光粉的发光原理

第四节钡镁铝酸盐荧光粉及其发光

第五节存在的问题和本论文的主要工作

第二章实验

第一节材料的制备

第二节材料的测试

第三章钡含量对钡镁铝酸盐蓝色发射特性的影响

第一节晶场变化与Eu2+的5d→4F发射

第二节BA2+含量对BaMgAl10O17：Eu2+蓝色发射特性的影响

3.2.1XRD数据指标化和晶胞参数分析

3.2.2粉体粒度分布与Ba2+含量的关系

3.2.3Ba2+含量对样品蓝色发射特性的影响机制

3.2.4真空紫外激发与254nm紫外激发的比较

3.2.5BaMgAl10O17：Eu2+蓝色荧光粉的热劣化性能

第三节本章小结

第四章助熔剂对钡镁铝酸盐蓝色发射特性的影响

第一节助熔剂在材料制备中的作用及选择原则

第二节助熔剂添加量的确定

第三节助熔剂对BaMgAl10O17：Eu2+蓝色发射特性的影响

4.3.1成分分析和晶胞参数的变化规律

4.3.2粒度分布与助熔剂种类之间的关系

4.3.3卤化物助熔剂在BaMgAl10O17：Eu2+中的助熔效果比较

4.3.4助熔剂促进晶体生长过程的反应机制

4.3.5不同助熔剂样品真空紫外激发发光的区别

第四节本章小结

第五章钡镁铝酸盐的一些其他发光特性

第一节BaMgAl10O17中Eu2+→Mn2+的能量传递研究

5.1.1 BaMgAl10O17：(Eu2+，Mn2+)体系中的能量传递现象

5.1.2体系中电多极相互作用能量传递速率的计算

5.1.3体系中Eu2+→Mn2+能量传递机制的判定

第二节BaMgAl10O17：Eu2+中的浓度猝灭研究

5.2.1BaMgAl10O17：Eu2+中的浓度猝灭现象

5.2.2导致浓度猝灭的主要原因

5.2.3高激活剂离子浓度BaMgAl10O17：Eu2+中的杂相

第三节 (Ba2+，Sr2+，Ca2+)MgAl10O17：Eu2+的发光

第四节本章小结

第六章Al2O3-BaO-MgO三元系中边二元系相图和相关系研究

第一节相图及相关热力学问题

第二节BaO-MgO二元系的热力学优化和计算

6.2.1热力学模型和参数的优化

6.2.2热力学优化结果和BaO-MgO二元系相图的计算

6.2.3液相混合焓和各组元活度的计算

第三节Al2O3-BaO二元系的热力学优化和计算

6.3.1热力学模型和参数的优化

6.2热力学优化结果和Al2O3-BaO二元系相图的计算

6.3.3液相混合焓和各组元活度的计算

第四节Al2O3-MgO二元系的热力学优化和计算

6.4.1热力学模型和参数的优化

6.4.2热力学优化结果和Al2O3-MgO二元系相图的计算

6.4.3液相混合焓和各组元活度的计算

第五节本章小结

第七章结论

参考文献

附录攻读学位期间发表的学术论文

致谢