Y_2Ti_2O_7∶Tm^(3+)的制备及其发光性能研究

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了不同烧结温度和Tm3+掺杂浓度的Y2Ti2O7∶x Tm(x=0.005,0.01,0.03,0.05)荧光粉,分别采用X射线衍射分析仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱仪对样品的晶型结构、形貌以及发光性能进行了表征。XRD结果表明,所得到的样品为单一立方相烧绿石结构。样品在361nm紫外光激发下发射出蓝光,其峰值波长为456 nm,对应于Tm3+的1D2→3F4跃迁。1 000℃烧结的Y2Ti2O7∶0.01Tm3+样品具有较好的发光性能。样品在456 nm处的相对发光强度随Tm3+掺杂浓度的增大先升高后降低,在Tm3+摩尔分数为1%时达到最大,即出现了浓度猝灭现象。

YAB晶体中Yb^(3+)到Er^(3+)的能量传递

1.55μm波段是光通讯的一个重要波段,而且对人眼安全,有高的大气透过率,因此可以广泛应用于通讯和遥感测距等领域。由于Er3+离子对商品化的InGaAs激光二极管的抽运波长不能有效吸收,因此一般通过在基质中共掺杂Yb3+和Er3+离子来获得1.55μm波段激光输出。采用助熔剂法生长了不同Yb3+和Er3+掺杂浓度的YAl3(BO3)4(YAB)晶体。运用速率方程模型研究了晶体中Yb3+到Er3+能量传递过程,得到了根据Yb3+离子的荧光寿命计算能量传递系数的简单计算公式。计算了不同掺杂离子浓度的YAB晶体中的能量传递系数等相关参数。结果表明,在YAB晶体中,Yb3+到Er3+能量传递非常有效,YAB晶体可以作为一种能获得1.55μm激光输出的良好介质材料。

LiGd(W_yMo_(1-y))_2O_(8-x/2)F_x∶Eu^(3+)红色荧光粉的制备和发光特性

采用高温固相法制备了LiGd(W_yMo_(1-y))_2O_(8-x/2)F_x∶0.4Eu^(3+)(x=0~1,y=0~1)系列白光LED用红色荧光粉。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、荧光光谱仪对荧光粉的形貌、结构、光学性能进行了表征。结果表明,Eu^(3+)、F-和WO_4^(2-)的掺杂没有改变LiGd(MoO_4)_2的四方晶系白钨矿结构;F^-和WO_4^(2-)最佳掺杂量分别为x=0.6,y=0.4。在396 nm激发下,LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6))_2O_(7.7)F_(0.6)∶0.4Eu^(3+)的发光强度比未掺杂样品提高了60%,量子效率可达66.23%。当温度升高至100℃时,样品的发射强度降为25℃时的76.6%。在460 nm激发下,样品的最强窄带发射峰位于617 nm处,归属于~5D_0→~7F_2跃迁,色坐标为(0.649 9,0.346 3)。5D0能级的荧光寿命曲线遵循单指数规律衰减,随着F-掺杂浓度的增加,5D0能级的荧光寿命不断增加,归因于低声子能量的F-掺入有效减小了能量的无辐射跃迁概率。所制备的LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6))_2O_(7.7)F_(0.6)∶0.4Eu^(3+)荧光粉有望应用于白光LED。

LED用La_2(WO_4)_3∶Eu^(3+)红色荧光粉合成及光谱性能

采用水热法并进行热处理成功合成了Eu3+掺杂La2(WO4)3红色荧光粉.通过粉末X射线衍射、扫描电子显微镜,以及能谱来表征荧光粉的晶体结构、颗粒大小、形貌及成分;用激发光谱和发射光谱以及荧光衰减曲线来表征荧光粉的荧光性能.X射线衍射分析确认了水热的前驱体和后期热处理的样品主要相分别为三斜晶系的La2W2O9和单斜晶系的La2(WO4)3.激发光谱表明La2(WO4)3∶Eu3+荧光粉样品在395 nm处有一个最强的吸收峰,与紫外InGaN LED芯片发射波长相匹配;而且La2-xEux(WO4)3荧光粉在395 nm激发下有强红光发射.因此,La2-xEux(WO4)3荧光粉有望成为新一代白光LED用的红色荧光粉.

内蒙古某低品位萤石矿选矿工艺研究

本文对内蒙古某地低品位萤石矿进行了可选性工艺研究,在碱性介质精选的工艺制度下,采用组合的HS和改性水玻璃抑制剂,通过"一粗一扫三精"的单一浮选流程,得到萤石精矿品位为96.79%,回收率为82.82%,产品达到国家质量标准(G85690—85)一级品。

浅淡材料化学专业的高分子化学实验教学改革

高分子化学实验是我校材料化学专业学生学习的一门重要的实验课程,该课程既能使学生进一步理解和掌握理论知识,又能培养学生的动手能力及科研素养。通过让学生参与实验的准备工作、实验设计等活动,对高分子化学实验教学进行改革,激发学生的学习兴趣,提高学生的基本实验能力。

白光LED用铕掺杂硼铋钙玻璃的结构与光学性能

采用熔融冷却法制备了铕掺杂的硼铋钙玻璃。研究了不同硼铋比(n_B/n_(Bi))和钙离子浓度条件下的密度、摩尔体积、折射率等物理性质,分析了玻璃的结构、光学性质和热稳定性。实验结果表明,Eu^(3+)较好的熔融于玻璃中,形成发光中心,在465 nm蓝光激发下,613 nm处有较为强烈的发射,光谱强度值随nB/nBi变化不明显,但随Ca O浓度升高而逐渐递减。玻璃结构总体呈现非晶态,对称性相对较低,结构致密程度和对称性均随nB/nBi的降低而降低,随CaO浓度的升高而升高。玻璃结构主要组成为[BO_3]三角体、[BiO_3]三角体,[BO4]四面体和[BiO_6]八面体,不存在[BO_3]组成的硼六元环。研究结果表明,此系列硼铋钙玻璃能有效匹配蓝光芯片发射红光,且具有熔点低、热稳定较好、折射率相对适宜的特点。

助熔剂对LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2:Eu^(3+)红色荧光粉性能的影响

采用高温固相法制备了LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2:Eu^(3+)白光LED用红色荧光粉。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、荧光光谱仪考察了不同助熔剂对荧光粉的形貌、结构、光学性能的影响,探讨了不同助熔剂的作用机理。结果表明,不同种类助熔剂未改变LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2的四方晶系白钨矿结构;396nm激发下,添加质量分数为2%的H_3BO_3,LiF或NH_4F使样品的发光强度分别提高了21%,17%,9.6%;而添加2%的Na_2CO_3样品发光强度下降了10.9%。同时,H_3BO_3可有效地减少样品颗粒的团聚,其最佳用量为3%;由于F-声子能量低,可减少能量的无辐射跃迁概率的原因,当以1%H_3BO_3与2%LiF同时作为助熔剂制备荧光粉时,相比未添加助熔剂的样品发光强度提高40%。

《结晶学》课程教学的思考

《结晶学》是我校无机非金属材料工程专业的一门专业基础课程,也是从事材料研究必须掌握的专业知识。该课程的主要特点为内容抽象,需要较强的空间想象力,理论知识难度大,学生较难掌握。本文从教材选定至具体教学环节几个方面进行总结和思考,提出教学改革的建议。

钨酸钡薄膜的原电池电化学制备技术研究

原电池电化学成膜技术是一种新的、环境协调的薄膜制备技术。采用该技术路线在饱和氢氧化钡溶液中制备出了晶态的钨酸钡薄膜,并采用X射线衍射仪、扫描电镜、光电子能谱仪和荧光光谱仪对样品进行了分析。XRD分析表明,在碱性溶液中,钨经原电池电化学处理后,会在其表面生成结晶良好、具有白钨矿结构的钨酸钡薄膜。SEM观察表明,相对于采用恒电流制备的钨酸钡薄膜而言,在原电池条件下,晶体的尺寸更加细小,呈四方锥形的颗粒状,薄膜的质量得到显著改善。XPS测试说明,采用原电池路线制备的薄膜,其Ba、W、O元素的价态分别为+2,+6和-2价。室温荧光测试表明,在紫外光(波长为235nm)激励下,钨酸钡薄膜将发射出中心波长为460nm、半高宽为140nm的荧光。

溶胶-凝胶法制备Ca_3Al_2O_6:Eu^(3+)红色荧光粉及其发光性能

采用溶胶-凝胶法合成Ca_3Al_2O_6:Eu^(3+)红色荧光粉,通过XRD、SEM、荧光光谱分别对样品的结构、形貌以及发光性能进行表征,讨论煅烧温度、Eu^(3+)掺杂浓度以及电荷补偿剂对样品发光性能的影响.结果表明:实验所得样品的结构与Ca_3Al_2O_6相同,Eu^(3+)掺杂并没有改变其晶体结构.合成的荧光粉在394 nm近紫外光激发下发出615 nm明亮的红光.样品的红光强度随着煅烧温度的升高先增加后减弱,最佳烧结温度为1 200℃.同样红光强度也随着Eu^(3+)掺杂浓度的增加先增加后减弱,最佳Eu^(3+)掺杂浓度为4%(摩尔分数).加入电荷补偿剂后样品的发光强度均增强,其中加入K^+后发光增强的效果最显著.该铝酸盐红色荧光粉性质稳定,在白光LED近紫外芯片激发中具有潜在的应用.

溶胶-凝胶法制备Y_2Zr_2O_7:Tm^(3+)及其发光性能研究

以柠檬酸为络合剂采用溶胶-凝胶法制备了(Y1-xTmx)2Zr2O7(x=0.005,0.01,0.03,0.05)荧光粉.采用X-射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪分别检测了Y2Zr2O7∶Tm3+的晶体结构、颗粒形貌以及样品的荧光光谱.XRD图谱表明,所得到的产物Y2Zr2O7∶Tm3+为单一相的萤石结构,而且Tm3+的掺杂并没有改变其晶体结构.荧光光谱的测试表明,在359 nm波长的紫外光激发下,1000℃下烧结的(Y1-xTmx)2Zr2O7(x=0.01)样品的发光性能最好,发射峰对应于Tm3+的1D2→3F4跃迁和1G4→3H6跃迁,并对其发光机理进行了探讨.样品在454nm处的发光强度随Tm3+离子掺杂浓度的增加先升高后降低,即出现了浓度猝灭的现象,当Tm3+掺杂浓度摩尔百分比为1%时,样品的发光强度达到最大.

热压烧结制备Li_(3/8)Sr_(7/16)Ta_(3/4)Hf_(1/4)O_3钙钛矿型固体电解质

采用热压烧结制备了Li_(3/8)Sr_(7/16)Ta_(3/4)Hf_(1/4)O_3钙钛矿型固体电解质,研究不同烧结方式对样品性能的影响.通过X射线衍射仪表征材料的晶体结构,扫描电子显微镜观察组织形貌,交流阻抗仪测试电化学性能.结果表明:样品为立方KTaO_3相,热压烧结成功合成了钙钛矿结构固体电解质,相对于常压烧结,热压烧结制备的样品孔隙更少,晶粒之间结合更加紧密,致密度高达94.0%,离子电导率为4.33×10^(-4)S/cm(T=298 K).

选择性激光烧结的各向异性对尼龙12碳纤维复合材料黏接性能的影响

在航空航天和汽车等制造行业中,选择性激光烧结和胶黏剂黏接的组合已显示出是实现轻量化和高效结构体系的有效方法。但是目前关于SLS复合部件在黏接性能方面还没有系统的研究。研究了构造方向和纤维取向对选择性激光烧结制得的碳纤维增强尼龙12试样黏结性能的影响。对于双悬臂梁测试结果,侧表面的Ⅰ型层间断裂韧性(GIC)比上表面高近4倍,比下表面高2.5倍。确定了较高的表面粗糙度和纤维取向相结合可以增强黏接性能。在纤维垂直于黏接表面的情况下,可以最大程度地抑制纤维撕裂失效,从而获得最高的断裂韧性(GIC=2600 J/m^2)。研究结果为轻量化设备研发提供了数据支持。

共沉淀法制备暖白光LED用Na_2TiF_6∶Mn^(4+)红色荧光粉及其发光性能研究

采用简便的共沉淀法制备了不同Mn4+掺杂摩尔分数的Na2Ti F6∶Mn4+红色荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪、荧光光谱仪对荧光粉的结构、形貌、傅立叶红外光谱、激发和发射光谱及荧光寿命曲线进行了表征。结果表明,Mn4+的掺杂没有改变Na2Ti F6的晶格结构,样品具有六方结构。Mn4+最佳掺杂摩尔分数为4.77%,量子效率为74%。在460 nm激发下,最强窄带发射峰位于628 nm处(2Eg-4A2),色坐标为(0.681,0.317)。2Eg能级的荧光寿命曲线遵循双指数衰减,其荧光寿命值为3.148 ms。

烧结温度和掺杂浓度对Y_4Zr_3O_(12)∶Eu^(3+)荧光粉发光性质的影响

采用溶胶凝胶法制备了Y_4Zr_3O_(12)∶Eu^(3+)纳米荧光粉,分别采用XRD、TEM和荧光光谱仪对样品的结构、形貌和发光性能进行了表征,探讨了烧结温度和Eu^(3+)掺杂浓度对荧光粉发光性能的影响。结果表明,样品可以被394 nm和467 nm的激发光有效激发。样品的最佳烧结温度和Eu^(3+)离子的最佳掺杂摩尔分数分别为1 400℃和18%。浓度猝灭主要归因于电偶极-电偶极相互作用。

溶胶-凝胶法制备Gd_(2)Zr_(2)O_(7):Eu^(3+)红色荧光粉及其发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同浓度Eu^(3+)离子掺杂的立方结构Gd_(2)Zr_(2)O_(7)红色荧光粉,并研究了其晶体结构、形貌、发光特性以及热稳定性、耐水性和内量子效率。结果表明,合成的样品为纯相,Eu^(3+)取代Gd^(3+)的位点,且Eu^(3+)离子占据了非中心对称的位置。Gd_(2)Zr_(2)O_(7):Eu^(3+)荧光粉可以被蓝光很好地激发,Eu^(3+)离子的最佳掺杂浓度为20%(摩尔分数)。此掺杂浓度的样品的能隙值为3.88 eV,荧光寿命为1.33 ms,红光色纯度高且发光颜色不受温度影响,具有优良的热稳定性。同时,在被水浸泡72 h后还能保持约原有强度的75%,说明此氧化物荧光粉有较好的耐水性。测试的内量子效率约为70.90%,表明Gd_(2)Zr_(2)O_(7):0.2Eu^(3+)是一种高效的荧光粉。

纳米YAG∶Ce^(3+),M^(n+)(M^(n+)=Ca^(2+),Gd^(3+))荧光粉的结构与发光性能

当前商用白光LED器件中YAG∶Ce^(3+)荧光粉的单一黄光发射,导致其缺乏红光限制了器件的应用和发展,在YAG∶Ce^(3+)中掺杂其他离子是解决该问题的有效途径之一。采用溶胶凝胶法制备了系列单掺Ce^(3+),Ca^(2+)和Gd^(3+)的YAG纳米荧光粉。研究了离子掺杂量对荧光粉的物相、结构、形貌、粒度、发光性能及量子效率的影响,分析了发光机理。结果表明:制备的纳米荧光粉粒径为100~200nm。Ce^(3+)和Gd^(3+)掺杂时均得到YAG纯相,但晶体结构膨胀,晶面衍射峰向小角度方向移动。样品结晶度随Ce^(3+)和Ca^(2+)(<0.025mol)掺杂量增大变化不明显,随Gd^(3+)则呈现逐步降低趋势。三种离子掺杂量增大时,Ce^(3+)的晶格能上升,5d能级晶体场劈裂加剧;Gd系列荧光粉激发和发射光谱随掺杂量的增大发生红移,Ce和Ca系列则因掺杂量小表现不明显。荧光粉发光强度随Ce^(3+)掺杂量上升先增大后减小,最佳掺杂量为0.06mol;随Gd^(3+)掺杂量增加逐步降低;随Ca^(2+)掺杂量增大则急剧下降,0.03mol掺杂量时荧光强度几乎为零,YAG晶体结构破坏,生成YAM和YAP相。研究的开展,将对后续纳米YAG荧光粉及其相关功能材料的进一步开发使用提供一定的理论依据和实践参考。

溶胶-凝胶法制备La_2Ce_2O_7:Eu^(3+)及其发光性能

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)合成La_2Ce_2O_7:Eu^(3+)系列红色荧光粉,并研究煅烧温度、Eu^(3+) 掺杂浓度以及不同种类电荷补偿剂对样品发光性能的影响.通过XRD、SEM、荧光光谱对样品的晶体结构、形貌以及发光性能进行测量和表征.结果表明:实验所得样品主晶相为La_2Ce_2O_7,属于萤石结构.Eu^(3+) 及电荷补偿剂的掺杂没有改变其晶体结构.合成的样品在467 nm蓝光激发下发出612 nm的红光.样品的发光强度随煅烧温度以及Eu^(3+) 掺杂浓度的提高先增强后减弱,样品的较优的煅烧温度为1 100℃,Eu^(3+) 较优的掺杂浓度为10%(摩尔百分比).掺入电荷补偿剂可以有效增强样品的发光强度,其中掺入Li+后发光增强的效果最显著.

Yb3+,Er3+掺杂Y2Ti2O7荧光粉的制备与上转换发光机理

采用溶胶-凝胶法制备合成了(Y0.98-xYbxEr0.02)2Ti2O7(x=0,0.02,0.04,…,0.10)荧光粉,分别采用XRD和荧光光谱仪对样品的结构和上转换发光性能进行了表征.研究了Yb^3+掺杂浓度对样品上转换发光性能的影响,并对样品的发光机理进行了研究.结果表明,所得样品为面心立方结构的烧绿石相.在980 nm激发下,样品展现出很强的上转换荧光发射并且发光颜色可以通过Yb^3+掺杂浓度来调节.样品上转换绿光和红光发射均为双光子过程并且交叉弛豫过程在上转换红光发射过程中占据主导作用.