硼组分在BaAl_2Si_2O_8∶Eu^(2+)发光材料中的作用

采用高温固相法在弱还原气氛下制备Ba0.955Al2-xBxSi2O8∶Eu2+(x=0~0.5)系列荧光粉,研究B3+置换Al3+对晶体结构和光谱特性的影响。B3+以类质同相替代BaAl2Si2O8晶格中的Al3+形成部分连续固溶体,随着B3+置换量的增加,晶胞参数a,b,c和晶胞体积V呈线性递减,晶面夹角β呈线性递增。荧光激发光谱位于225~400 nm的宽带谱可拟合成4个峰,表观峰值位于337 nm,半峰全宽为96 nm。荧光发射光谱位于370~600 nm,可由423 nm和457 nm两峰拟合而成,表观峰值位于437 nm,两拟合峰峰位均随着B3+置换量的增加呈线性蓝移。

一种新型可协调绿色荧光材料BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+),Ce^(3+)的发光性质与能量传递（英文）

采用高温固相法制备了BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+),Ce^(3+)系列的荧光材料,讨论了Tb^(3+),Ce^(3+)单掺及Tb^(3+),Ce^(3+)共掺样品的光谱性质及发光机理,分析了Ce^(3+)与Tb^(3+)之间的能量传递过程。通过对样品进行XRD,荧光光谱,色坐标等测试。结果表明,Tb^(3+),Ce^(3+)的掺杂没有改变BaAl_2Si_2O_8晶体的结构。BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+)发出明亮的绿光,发光峰分别位于487,545,583和621nm对应于Tb^(3+)的5 D4→7 FJ(J=6,5,4,3)特征发射。Ce^(3+)的掺入没有改变BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+)发射光谱的位置,但使其激发谱由窄带激发变成了宽带激发增加了谱带多样性,发光强度有了明显的增强,而且颜色也具有一定的协调性,使其在实际运用方面具有更大的灵活性。发光强度增强的原因不仅仅是因为Ce^(3+)的敏化作用,还与Ce^(3+)和Tb^(3+)之间存在能量传递有密切关系。通过猝灭法计算了,Ce^(3+)与Tb^(3+)之间的能量传递的临界距离为15.345nm,并且证明了能量传递是由偶极-偶极相互作用产生的。通过计算得到能量传递效率最高达到了76.04%。

溶胶-凝胶法合成BaAl_2Si_2O_8超细粉末的研究

以Ｂａ（ＯＨ）２·８Ｈ２Ｏ，Ａｌ（ＮＯ３）３·９Ｈ２Ｏ，ＴＥＯＳ为原料，采用溶胶凝胶法制备ＢａＯＡｌ２Ｏ３ＳｉＯ２三元系粉末，研究了不同因素对生成稳定溶胶和胶化时间的影响，用ＴＧＤＴＡ、ＸＲＤ研究了溶胶凝胶的热处理过程，用ＴＥＭ观察了粉体的粒径。

硼酸对BaAl_2Si_2O_8陶瓷相转变和微波介电性能的影响

采用传统固相烧结工艺制备BaAl2Si2O8(BAS)基微波介质陶瓷。研究添加H3BO3对BaAl2Si2O8基微波介质陶瓷的烧结特性、相转变、微波介电性能以及微观结构的影响。结果表明,H3BO3可以将BAS陶瓷烧结温度降低200℃左右,可以有效促进六方钡长石向单斜钡长石转变。当H3BO3添加量为10mol%时,具有最佳的综合微波介电性能,εr=6.3,Q×f=14700 GHz。H3BO3添加量为30mol%时,τf值最接近零值,为-13 ppm/℃。

M-BaAl_2Si_2O_8:Eu^(2+)合成与光谱性能的研究

采用高温固相法合成了发光材料M-BaAl2Si2O8:Eu2+,并对其光谱性能进行了研究;研究表明M-BaAl2Si2O8:Eu2+可被紫外LED有效的激发,而发射蓝光。

Er^3+,Cr^3+共掺杂BaAl2Si2O8荧光粉的发光性质及能量传递

利用高温固相法合成BaAl2Si2O8:Cr^3+,Er^3+系列荧光粉,研究了Cr^3+和Er^3+掺杂对BaAl2Si2O8材料发光特性的影响.BaAl2Si2O8:Er^3+荧光样品在393 nm激发波长下只呈现出峰值为550 nm的绿色荧光,来源于2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁的叠加.BaAl2Si2O8:Cr^3+荧光样品在550 nm激发波长下呈现峰值为694 nm的红色荧光,来源于2E→4A2的跃迁.在共掺杂样品BaAl2Si2O8:Cr^3+,Er^3+中,用Cr^3+激发峰的凹槽处380 nm作为激发光,得到的发射峰不仅有Er^3+的发射峰位,还有Cr^3+的发射峰位,说明两个离子之间可能存在辐射能量传递;对共掺杂BaAl2Si2O8:1%Cr^3+,x%Er^3+样品的荧光光谱进行测试,随着x的增加,Cr^3+的激发和发射光谱强度均有所增加,并且当x=0.5时,光谱强度是原来的4倍.另外,当固定Cr^3+的浓度时,随着Er^3+的浓度增加,Cr^3+的荧光寿命逐渐增加;当固定Er^3+的浓度时,随着Cr^3+的浓度增加,Er^3+的荧光寿命逐渐减小.这些现象表明了Er^3+和Cr^3+之间存在共振能量传递,通过理论计算得到Er^3+和Cr^3+之间的能量临界距离为4.5 nm,属于电偶极-电偶极相互作用.

Li2O-Na2O-B2O3-SiO2烧结助剂对BaAl2Si2O8陶瓷结构与介电性能的影响

采用传统固相反应工艺,按化学计量比合成BaO-Al2O3-SiO2 (BAS)-x%(w/w) Li2O-Na2O-B2O3-SiO2 (LNBS)(x=0,1,2,3,4)陶瓷。研究不同LNBS烧结助剂添加量对BAS系微波介质陶瓷的结构和介电性能的影响。通过Clausius-Mossotti公式计算讨论了BAS理论与实验介电常数(εr)的差异。研究结果表明:LNBS烧结助剂中Li^+进入钡长石Al^3+位或单四元环(S4R)间隙,并产生了O2-空位或Ba^2+空位,从而促进BAS六方相向单斜相的转变。添加适量的LNBS烧结助剂后,BAS陶瓷的烧结温度从1 400 ℃降低到1 325 ℃,同时BAS陶瓷样品密度、品质因数(Qf)值以及频率温度系数(τf)得到改善。当x=1,烧结温度为1 325 ℃时,可获得综合性能相对较好的BAS陶瓷,其介电性能:Qf=35 199 GHz,εr=6.37,τf=-1.613×10^-5 ℃^-1。

BaAl2-2xMg2xSi2O8陶瓷制备与微波介电性能研究

通过固相烧结法制备了BaAl2-2xMg2xSi2O8(x=0,0.005,0.01,0.02,0.03)陶瓷,研究了不同Mg^2+取代量对BaAl2Si2O8(BAS)系陶瓷晶体结构和介电性能的影响。利用基于第一性原理的CASTEP计算了Mg掺杂BAS不同位置的形成能能和总能量。结果表明Mg应当进入Al位,Mg^2+取代Al^3+生成的氧空位可以促进BAS转变为单斜相,从而改善样品的密度、品质因素(Q×f)及谐振频率温度系数(τf)。x=0.005时,样品经1500℃烧结后表现出最佳的介电性能:εr=6.74,Q×f=36125 GHz,τf=-26.97×10-6/℃。

BaAl2-2xZn2xSi2O8陶瓷结构与微波介电性能研究

采用固相烧结法,按化学计量比合成了BaAl2-2xZn2xSi2O8(x=0,0.25%,0.5%,0.75%,1%,1.5%)陶瓷。研究了不同Zn^2+掺杂量对BaAl2Si2O8(BAS)系微波介质陶瓷晶体结构和介电性能的影响。结果表明:Zn^2+取代Al3+产生氧空位可以有效促进BAS由六方相转变为单斜相,将BAS陶瓷的烧结温度降低至1350℃,并改善BAS陶瓷样品的密度、品质因数(Q×f)及谐振频率温度系数(τf)。当x=0.75%,烧结温度为1350℃时,可获得综合介电性能较好的BAS陶瓷,其介电性能为:εr=6.67,Q×f=46226 GHz,τf=-25.21×10^-6/℃。

Li_2Mg_2Si_4O_(10)F_2、H_2Mn_8O_(16)·1.4H_2O和Li_(1.3)Ti_(1.7)Al_(0.3)(PO_4)_3在高浓度LiCl水溶液中的离子交换行为

研究了用功能材料Li_2Mg_2Si_4O_(10)F_2(LHT)、H_2Mn_8O_(16)·1.4H_2O(CRYMO)和Li_(1.3)Ti_(1.7)Al_(0.3)(PO_4)_3(LTAP)分别去除高浓度氯化锂水溶液中的杂质Fe^(3+)、K^+和Na^+.实验结果表明,这几种功能材料分别对溶液中的杂质Fe^(3+)、K^+和Na^+有很高的选择性,除杂效果明显.分析和研究了这几种功能材料在高浓度氯化锂水溶液中分别与Fe^(3+)、K^+和Na^+的交换行为.结果表明,在高浓度氯化锂溶液中这几种功能材料与杂质交换的动力学行为可近似用JMAK方程描述.

白光LED用Sr_(0.955)Al_2Si_(2-x)Ti_xO_8∶Eu^(2+)荧光粉的晶体结构和光谱特性

由高温固相反应制得Sr0.955Al2Si2-xTixO8∶Eu2+(x=0~1.0)系列试样,研究了Ti4+置换Si4+对其晶体结构和光谱特性的影响。Ti4+以类质同相替代Si4+进入基质晶格中,形成了连续固溶体,其晶胞参数a,b,c,β和晶胞体积V随Ti4+置换量呈线性递增。Ti4+置换Si4+对晶胞参数c的影响显著,b其次,a最小。荧光激发谱为宽带,位于230~400nm,由267nm、305nm、350nm和375nm4个峰拟合成,表观峰值位于351nm;随着Ti4+置换量的增加,半高宽(FWHM)从105nm减小到93nm。发射光谱位于380~600nm,表观峰值位于407nm,可由406nm和441nm两峰拟合而成并且随Ti4+置换量增加线性红移,Ti4+进入晶格对长波长发射中心影响较少;Ti4+置换量为1.0时,表观发射峰位从407nm红移至417nm;利用试样荧光光谱和VanUitert经验公式,得出SrAl2Si2O8∶Eu2+中Sr2+的配位数为9。随着Ti4+置换量Si4+进入基质晶格,造成Eu-O距离变小,使得Eu2+所处的晶体场强度增强,发光中心Eu2+的5d能级分裂增大,造成Eu2+最低发射能级重心下移,两拟合谱峰峰位均呈线性红移。

(Mg(1-x)Srx)2Al4Si5O(18)陶瓷的显微结构与微波介电性能研究

采用固相烧结反应法制备(Mg1-xSrx)2Al4Si5O18陶瓷.Sr掺杂促进低温相β-Mg2Al4Si5O18向高温相α-Mg2Al4Si5O18转变,并拓宽了(Mg1-xSrx)2Al4Si5O18陶瓷的致密化烧结温度范围.X射线衍射结果表明在0≤x<0.2范围内,(Mg1-xSrx)2Al4Si5O18陶瓷以(Mg,Sr)2Al4Si5O18堇青石固溶体形式存在;在0.6<x≤1.0范围内,以(Sr,Mg)Al2Si2O8固溶体存在.用扫描电子显微镜观察表明Sr掺杂可以有效地降低Mg2Al4Si5O18陶瓷的气孔率与微裂纹,促进SrAl2Si2O8锶长石晶粒生长与均匀分布.在0≤x≤0.4范围内,(Mg1-xSrx)2Al4Si5O18陶瓷介电常数基本保持在7.0左右.在0.6≤x≤1.0范围内从7.0增加到8.5.Qf值在0≤x≤0.2范围内从24100 GHz显著地提高到38900 GHz,然后逐渐降低至SrAl2Si2O8的14500 GHz.

电荷补偿剂对CaAl_2Si_2O_8∶Eu^(3+)结构和发光性能的影响

采用高温固相法制备CaAl2Si2O8∶Eu3+,R+(R=Li,Na,K)系列红色荧光粉,研究电荷补偿剂R+对其结构和发光性能的影响。结果表明:CaAl2Si2O8∶Eu3+,R+(R=Li,Na,K)系列红色发光粉的晶体结构与CaAl2Si2O8相同,均属三斜晶系,空间群为P-1,电荷补偿的掺杂R+对基质晶体结构的影响不大,激发光谱由位于220~580 nm的一个宽激发带和一组锐线峰构成,462 nm处Eu3+的7F0-5D2激发峰的强度最强;发射光谱位于550~750 nm内呈多条锐线发射,其中594、615 nm处发射峰最强,归属于Eu3+的5D0-7F1磁偶极跃迁和5D0-7F2电偶极跃迁;CaAl2Si2O8∶Eu3+,R+(R=Li,Na,K)的发射强度均随电荷补偿剂掺杂量的增加,呈先增大后减小的趋势变化,Li+、Na+和K+的最佳掺杂摩尔比为0.04、0.03、0.03,发射强度的提高率分别为138.53%、85.44%和48.35%,Li+作为电荷补偿剂最适宜。

溶胶-凝胶法合成蓝色荧光粉SrAl_2Si_2O_8:Eu^(2+)

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法以相应的硝酸盐和正硅酸乙酯(TEOS)为反应物在85℃水浴制得胶体,并将干燥后的胶体前驱物在较低温度(921℃)下还原制得蓝色发光材料SrA l2S i2O8∶Eu2+。分别以热重(TG)-差示扫描量热(DSC)、X射线粉末衍射(XRD)、光致发光(PL)对合成产物进行了表征。并深入研究了溶胶-凝胶法制备过程中的影响因素,如pH值、乙醇含量、柠檬酸含量等,确定了合成SrA l2S i2O8∶Eu2+的最佳条件。XRD分析表明,当金属离子与柠檬酸的量的比为1∶1,无水乙醇的量至少保证TEOS完全溶解于其中,溶液pH值为1.0~2.0时,可得到纯的SrA l2S i2O8六方物相。发光分析表明,产物在监测463 nm波长下的激发峰为327 nm,在394 nm激发下的发射光谱峰为468 nm。

Ba_(0.955)Al_2Si_(2-x)Ti_xO_8∶Eu^(2+)荧光粉晶体结构和光谱特性

由高温固相反应制得Ba0.955Al2Si2-xTixO8∶Eu2+(x=0~1.0)系列试样,通过XRD和荧光光谱测试,研究各试样的晶体结构和光谱特性。XRD分析结果表明,当Ti4+置换Si4+的量逐渐增至1.0时,各试样均为单斜晶系,空间群为C2/m(12),其晶胞参数a,b,c,β和晶胞体积V呈线性递增,其中晶胞参数c变化幅度最大,a最小,试样的晶粒尺寸略微减小。荧光光谱分析结果表明,试样的荧光激发谱为宽带,位于230~400 nm,可264 nm、303 nm、341nm和367 nm四个峰拟合成,表观峰值位于340 nm;试样的发射光谱为370~600 nm一宽带不对称峰,峰值为434nm,可拟合成419 nm和453 nm两峰,两拟合峰峰位随Ti4+置换量增加线性红移;利用试样荧光光谱和Van Uitert经验公式,得出Ba Al2Si2O8∶Eu2+中Ba2+的配位数为9。

Sr0.955Al2-xBxSi2O8∶0.025Eu2+荧光粉的制备、晶体结构及发光性能（英文）

通过高温固相反应在弱还原气氛下制备了Sr0.955Al2-xBxSi2O8∶0.025Eu^2+(x=0~0.9)一系列荧光粉,研究了B(Ⅲ)取代基质晶格中的Al(Ⅲ)对荧光粉晶体结构和Eu^2+发光性能的影响。B(Ⅲ)以类质同相取代基质晶格中Al(Ⅲ),形成了连续固溶体。随着B(Ⅲ)取代量的增加,荧光粉的晶胞参数(a、b、c)和晶胞体积(V)呈线性递减,而晶胞参数(β)呈线性递增。荧光粉的激发光谱为位于225~400nm的宽峰,表观峰值位于350nm,激发峰的半高宽(FWHM)随着B(Ⅲ)取代量的增加,从90nm减小到102nm。发射光谱位于370~600nm的宽峰,可拟合为409和447nm两个峰,表观峰值位于409nm。随着B(Ⅲ)取代量的增加,2个拟合峰位均出现蓝移且2个峰强度比呈线性递减。根据试样荧光光谱,通过VanUitert经验公式计算得出SrAl2Si2O8∶Eu^2+中Sr^2+的配位数为9。随着B(Ⅲ)取代Al(Ⅲ)进入基质晶格,造成发光中心Eu与配体O距离增加,使得Eu^2+所处的晶体场强度减小,发光中心Eu^2+的5d能级分裂减小,造成Eu^2+最低发射能级重心上移,2个拟合谱峰峰位均呈线性蓝移。

单一基质白光荧光粉Ca_(0.955-x)Al_2Si_2O_8∶0.045Eu^(2+),xMn^(2+)的晶胞参数变化和光谱特性

利用高温固相反应制备了Ca_(0.955-x)Al_2Si_2O_8∶0.045Eu^(2+),xMn^(2+)(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.325,0.35,0.375,0.40,0.425)一系列试样,系统研究了Mn^(2+)取代基质中Ca^(2+)进入晶格中对其晶胞参数和光谱特性影响。Mn^(2+)以类质同相替代Ca^(2+)进入晶体晶格中,形成了连续固溶体,试样均为三斜晶系,P空间群。随着Mn^(2+)掺杂量增加,晶胞参数(a,b,c,γ)和晶胞体积V均呈线性递减,且a轴减幅最大,b轴最小,晶面夹角(α,β)呈线性递增。在357 nm激发下,获得的Ca_(0.955-x)Al_2Si_2O_8∶0.045Eu^(2+),xMn^(2+)发射光谱均有Eu^(2+)的4f→5d跃迁产生的433 nm和Mn^(2+)的~4T_1(~4G)→~6A_1(~6S)跃迁产生的567 nm两个宽带谱组成。在荧光粉Ca_(0.955-x)Al_2Si_2O_8∶0.045Eu^(2+),xMn^(2+)中,Eu^(2+)与Mn^(2+)间存在能量传递,Eu^(2+)→Mn^(2+)间能量传递的临界距离R_(Eu-Mn)=0.947 1 nm,Eu^(2+)→Mn^(2+)能量传递过程为电四极-电四极的多极矩相互作用。通过改变Mn^(2+)掺杂量,在紫外芯片的有效激发下,荧光粉的发射光颜色可从蓝光区(0.158 2,0.086 0)逐渐移至近白光区(0.295 3,0.298 9),可获得一种紫外激发适用于白光LED的单一组分白色荧光粉。

H_8Si_8O_(12) 和H_8Si_7TiO_(12)团簇的几何构型和电子结构的从头算研究

应用HF、 MP2和杂化的B3LYP方法，使用3-21G基组，对H8Si8O12 和H8Si7TiO12团簇的几何构型、总能进行了计算，并在B3LYP/3-21G的水平上对硅原子的核磁共振化学位移进行了研究，得到的几何构型，以及核磁共振化学位移与实验结果进行了比较，发现吻合得很好。计算了H8Si８O12和H8Si7TiO12团簇的Mulliken布居数的大小。并对Si原子被Ti原子取代前后的H8Si８O12体系的几何构型、 Mulliken布居数的变化进行了比较和研究。

发光颜色可调的硅酸盐长余辉发光材料Ba_4(Si_3O_8)_2:Eu^(2+),Ce^(3+),Dy^(3+)

在还原气氛下利用高温固相法制备了Ba3.982-x(Si3O8)2∶0.008Eu2+,xCe3+,0.01Dy3+系列样品。光谱分析表明,Ce3+进入到晶格中将取代不同Ba2+格位从而形成不同的发光中心。通过Ce3+→Eu2+的能量传递,得到了一系列发光颜色可调、余辉颜色为绿色的长余辉发光材料。Ce3+的掺入可以增大样品的余辉强度但是同时缩短了样品的余辉时间。热释光谱的分析表明,Ce3+的掺入可以同时增加浅陷阱T1和深陷阱T3的数量,深陷阱对载流子的再捕获效应导致了样品余辉强度的增大和余辉时间的缩短。

Sr^(2+)和F^-对Ca_7Si_2O_8Cl_6:Eu^(2+)荧光粉发光性能的影响

采用高温固相法制备了系列蓝绿色Ca7Si2O8Cl6∶Eu2+荧光粉,并对样品进行了XRD分析、发光性能和色参数的测试。结果表明,合成的样品为单相Ca7Si2O8Cl6;在紫外光激发下,样品呈现一个不对称宽峰结构;分别监测这个发射峰,得到一个较宽的激发谱。同时研究了在样品中分别加入Sr2+和F-后荧光粉的激发和发射光谱,得到了这些离子的加入量与样品发光性能的关系,并探究了发生该现象的原因。结果表明,加入Sr2+或F-后可以得到较好的蓝绿色发光材料。