Sm^(3+)掺杂Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(0.90)Zr_(0.10)O_(3)无铅多功能铁电陶瓷的储能和光致发光性能

通过高温固相反应法制备了Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(0.90)Zr_(0.10)O_(3)∶xSm^(3+)(BCTZ∶xSm^(3+),x=0.0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%,物质的量分数)陶瓷,系统研究了其微观形貌、铁电性能、储能性能和光致发光性能。研究表明,Sm^(3+)掺入后,陶瓷平均晶粒大小明显下降,致密度显著提高。所有陶瓷均表现出典型的铁电性。BCTZ∶xSm^(3+)陶瓷放电储能密度得到了极大的提高,BCTZ∶1.0%Sm^(3+)陶瓷放电储能密度较纯BCTZ陶瓷可提高约49.0%。此外,在408 nm光的激发下,BCTZ∶xSm^(3+)陶瓷在596 nm左右表现出强烈的橙红色发光,且发光强度相对可调性可达449%。

KY(CO_(3))_(2):Sm^(3+)新型红光荧光粉的制备及其发光性能研究

为解决白光LED中因蓝光芯片激发黄色荧光粉而导致显色指数较低问题,采用水热法制备一种新型红光荧光粉KY(CO_(3))_(2):Sm^(3+)。通过X射线粉末衍射、光致发光光谱、色度坐标及荧光寿命等表征手段研究样品的物相结构及其发光性能。结果表明:掺入Sm^(3+)后,KY(CO_(3))_(2)的晶体结构并没有发生改变。随着Sm^(3+)掺杂量的增加,荧光粉的发光强度先增强后减弱,最佳掺杂浓度为10%。Dexter理论分析表明,Sm^(3+)的浓度猝灭归因于电偶极-电偶极相互作用机制。以596 nm作为监测波长,KY(CO_(3))_(2):Sm^(3+)荧光粉激发峰主要包含402 nm (6H_(5/2)→4F_(7/2))和474 nm (6H_(5/2)→4I_(13/2)) 2波长,表明该荧光粉可以被商用紫外LED芯片和蓝光LED芯片有效激发。改变Sm^(3+)掺杂比例,荧光粉色度坐标值基本保持不变,均位于标准红光区,因此KY(CO_(3))_(2):Sm^(3+)红光荧光粉有望作为白光LED用红光荧光粉。

Ba_(3-x)B_(6)Si_(2)O_(16)∶xSm^(3+)发光材料的制备及其性能表征

采用高温固相法制备Ba_(3)B_(6)Si_(2)O_(16)∶Sm^(3+)系列发光材料的荧光粉样品,对其进行粉末X射线衍射、荧光光谱、固体紫外-可见漫反射等相关性能的研究与表征,探讨不同的Sm^(3+)离子浓度对Ba_(3-x)B_(6)Si_(2)O_(16)荧光粉发光性能的影响,并对其浓度猝灭机理进行讨论.实验表明,在405 nm近紫外光激发下,Ba_(3-x)B_(6)Si_(2)O_(16)∶xSm^(3+)系列发光材料能够同时发射出571 nm(黄光)和606 nm(橙光)荧光,分别对应于Sm^(3+)离子的4G_(5/2)→6H_(5/2)和4G_(5/2)→6H_(7/2)能级跃迁.当x=0.21时,Ba_(2.79)B_(6)Si_(2)O_(16)∶0.21Sm^(3+)荧光粉发光性能最强;继续增加掺杂Sm^(3+)离子的浓度,则出现浓度猝灭现象.其浓度猝灭机制可以通过相邻Sm^(3+)离子之间的相互作用来解释.所制备的Ba_(3)B_(6)Si_(2)O_(16)∶Sm^(3+)荧光粉可被近紫外光有效激发,在白光LED领域具有潜在的应用前景.

碱金属掺杂对高温固相法制备的CaMoO_(4):Sm^(3+)荧光粉发光性质的影响

在无机发光材料领域里,值得注意的是具有稳定化学及物理性质的优良材料钼酸钙。本次研究使用高温固相法制备一系列单一基质Ca MoO_(4)掺杂Sm^(3+)的白光荧光粉,并使用XRD测试其物相结构,用激发和发射光谱测试发光性能。最终研究发现钼酸钙(CaMoO_(4))中Sm^(3+)掺杂浓度为0.020时,荧光粉发光性能最强。当进一步掺杂碱金属作电荷补偿剂时,CaMoO_(4):0.020Sm^(3+)的发光强度最优异,其中掺杂K^(+)的荧光粉样品具有最大的发光强度,表明这种荧光粉在发光二极管照明方面具有深远而广阔的发展前景。

新型红色荧光粉Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):Sm^(3+),Eu^(3+)的发光特性和能量传递分析

利用高温固相反应法制备一系列单基质荧光粉Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):xSm^(3+),yEu^(3+)(x=0.04~0.09,y=0.03~0.15),并对样品的物相形貌、发光性能、能量传递机制和CIE色坐标进行分析。研究表明,Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):xSm^(3+)荧光粉在激发波长为407 nm时的浓度淬灭点为x=0.07。在Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):0.07Sm^(3+),yEu^(3+)荧光粉中,随着Eu^(3+)掺杂浓度的增加,Sm^(3+)的发光强度降低而Eu^(3+)发光强度却先增加后降低,Eu^(3+)的浓度淬灭点为y=0.09。Sm^(3+)→Eu^(3+)的能量传递以电偶极-电偶极相互作用为主,能量传递效率达到76.6%。色坐标图表明Eu^(3+)离子的加入可使色坐标从橙红色区域向纯红色区域移动。此外,样品还具有较高的色纯度和较低的色温。结果表明,Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶Sm^(3+),Eu^(3+)荧光粉有望成为白光LED发出红光物质的候选材料。

GdPO_(4):Sm^(3+)荧光粉的焙烧温度和掺杂浓度的优化及发光和磁性能

以GdPO_(4)为基质,Sm^(3+)为激活剂,采用水热法合成了纳米荧光粉前驱体,分别在800、900、1000、1100和1200℃下焙烧,得到一系列GdPO_(4):Sm^(3+)荧光粉。首先探究了GdPO_(4):Sm^(3+)的最佳焙烧温度;其次研究了Sm^(3+)掺杂浓度对GdPO_(4):Sm^(3+)荧光性能的影响;最后研究了GdPO_(4):2%Sm^(3+)的高温荧光性能和磁性能。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、磁强计和荧光分光光度计(FL)对荧光粉的晶体结构、形貌、发光和磁性能进行了表征。结果表明:荧光粉的晶体结构由前驱体六方晶系GdPO_(4)·H_(2)O:Sm^(3+)变为单斜晶系的GdPO_(4):Sm^(3+),形貌由纳米棒变为无规则块体。当焙烧温度为1000℃,Sm^(3+)掺杂浓度为2%时,荧光粉的发光强度和荧光寿命达到最大值。GdPO_(4):2%Sm^(3+)中Sm^(3+)之间能量传递类型为电偶极-电偶极相互作用,能量传递的临界距离为1.646~1.884 nm。最佳样品Gd PO_(4):2%Sm^(3+)有优异的热稳定性,热猝灭活化能为-0.157 eV,且具有良好的顺磁性,质量磁化率为1.22×10^(-4)emu·g^(-1)·Oe^(-1)。

Sm^(3+)掺杂0.96Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)-0.04CaTiO_(3)陶瓷的制备及光致发光性能研究

采用固相烧结法制备了一系列Sm^(3+)掺杂0.96Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)-0.04CaTiO_(3)(NBT-0.04CT∶xSm^(3+),0.002≤x≤0.020)无铅陶瓷。通过X射线衍射仪表征样品的物相结构,所有样品均呈现单一钙钛矿结构。用荧光光谱仪测量样品的发光性能,样品在479 nm处激发峰最强,可与白光LED合成中使用的蓝色LED芯片相匹配。发射主峰位于597 nm(^(4)G_(5/2)→^(6)H_(7/9)),呈现强橙红色发光。NBT-0.04CT∶0.010Sm^(3+)陶瓷在Sm^(3+)掺杂NBT-0.04CT陶瓷中的发光性能最佳,且在278~473 K陶瓷样品的发光性能呈现良好的热稳定性。结果表明,NBT-0.04CT∶xSm^(3+)陶瓷在白光LED中具有广阔的应用前景。

新型橙红色荧光粉Ba_(3-x)S_(r)Nb_(2)O_(9):xSm^(3+)光致发光研究

采用高温固相法制备了一类新型橙红荧光粉Ba_(3-x)S_(r)Nb_(2)O_(9):xSm^(3+),通过XRD图谱鉴定了样品的纯相结构。根据激发发射光谱,紫外激发406 nm下,该荧光粉在596 nm处呈现出明亮的橙红光发射,Sm3+的猝灭浓度为0.04。结合变温光谱,分析得出在高温453 K下,其PL发射强度仍保持在室温下的76.5%,具有良好的热稳定性。此外,通过将样品与蓝色LED芯片简易封装,在激发电流160 mA下,Sm^(3+)掺杂荧光粉在色坐标(0.3314,0.3381)下发出明亮的白光,接近理想白光(x=0.33,y=0.33),显色指数高达93.3。结果表明,作为新型铌酸锶钡基质的荧光粉,在掺杂稀土Sm3+后,在紫外白光发光二极管(UV-WLEDs)中具有极高的应用可行性。

新型橙红色荧光粉Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶Sm^(3+)的制备及发光性能研究

通过高温固相法制备了一系列Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶xSm^(3+)(0.04≤x≤0.1)新型橙红色荧光粉。研究了其物相、形貌、发光性能、热稳定性和CIE色度坐标。X射线衍射(XRD)物相分析和Rietveld精修结果表明合成了Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)的纯相。在407nm的紫光激发下,Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶Sm^(3+)在645nm处发红光,可归因于Sm^(3+)的^(4)G_(5/2)→^(6)H_(9/2)跃迁。实验表明Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶xSm^(3+)的最佳掺杂浓度为x=0.07,根据Dexter理论分析,其浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶Sm^(3+)在423K下发光强度是室温下的90.3%,表现出良好的热稳定性。Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶xSm^(3+)的发光色坐标均位于橙红色区域,且具有较高的色纯度。结果表明Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶Sm^(3+)荧光粉在白光发光二极管(WLED)中具有潜在的应用前景。

Sm^(3+)/Ce^(3+)共掺杂B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)玻璃的结构和激光吸收性能

在硼铝硅酸盐玻璃(43B_(2)O_(3)-25Al_(2)O_(3)-32SiO_(2))中进行Sm^(3+)/Ce^(3+)共掺杂,采用固相熔融法制备(B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2))-20Sm_(2)O_(3)-x CeO_(2)(x为0~6%,摩尔分数)玻璃,借助X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见-近红外分光光度计等表征方法研究玻璃的结构和激光吸收性能。结果表明,所有样品均为玻璃状,Sm^(3+)和Ce^(3+)均匀分布。随CeO_(2)的摩尔分数从0增加到2%,玻璃中桥氧的摩尔分数从60.12%增加到63.82%,而当CeO_(2)的摩尔分数增加到6%时,桥氧的摩尔分数下降到59.41%。CeO_(2)摩尔分数为2%时玻璃的激光吸收性能最好,漫反射吸收峰位为1076 nm,漫反射率为48.10%。Sm^(3+)/Ce^(3+)共掺杂的硼铝硅酸盐玻璃是一种很有前景的1.06μm波长激光的吸收材料。

NaY(MoO_(4))_(2):Sm^(3+)荧光材料的制备及其发光性能的研究

采用传统水热反应一步合成出一系列与基质同相的Sm^(3+)离子掺杂NaY(MoO_(4))_(2)荧光粉。XRD、SEM、粒度分布和发光光谱等测试结果表明,所得产物为具有四方白钨矿结构的微米颗粒,且当更多Sm^(3+)取代Y^(3+)离子后,会引起晶胞常数增大。此外,当引入EDTA-2Na后,其颗粒尺寸在减小的同时,形貌亦由八面体演变至长方体,这是EDTA-2Na控制颗粒生长以及对{001}晶面的优先作用吸附所致。最后,在814 nm近红外光激发下,可观察到565 nm绿光、600 nm橙光以及647 nm与706 nm处的红光发射,其中绿光发射源自Sm^(3+)的^(4)G_(5/2)→^(6)H_(5/2)跃迁,橙光由Sm^(3+)的^(4)G_(5/2)→^(6)H_(7/2)跃迁产生,而红光则分别归属于^(4)G_(5/2)→^(6)H_(9/2)和^(4)G_(5/2)→^(6)H_(11/2)跃迁。

Sm^(3+)离子激活Y_(2)MgTiO_(6)橙红色荧光粉的制备及发光性质研究

采用溶胶-凝胶法合成了一系列橙红色发光的Y_(2-2x)MgTiO_(6)∶2xSm^(3+)(YMT∶2xSm^(3+),0≤x≤0.11)荧光粉。通过粉末X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光激发和发射光谱对样品进行了表征分析。结果表明,所制备的YMT∶Sm^(3+)样品为纯相,无任何杂质;荧光粉颗粒尺寸为2~3μm,分散性较好且无明显团聚。在407 nm的近紫外光激发下,样品的发射光谱在500~700 nm波长范围内存在三个显著的发射峰,分别是603 nm(~4G_(5/2)→~6H_(7/2))和650 nm(~4G_(5/2)→~6H_(9/2))处较强的红光,以及566 nm(~4G_(5/2)→~6H_(5/2))处较弱的绿光。Sm^(3+)离子的最佳掺杂浓度为5 mol%,理论计算出Sm^(3+)离子的临界转移距离为1.619 nm。当Sm^(3+)浓度超过5 mol%时,出现明显的浓度猝灭效应,该效应归因于Sm^(3+)离子之间电四极子-电四极子(q-q)相互作用。YMT∶Sm^(3+)荧光粉的CIE色度坐标位于橙红光区域,是一种具有潜在应用价值的白光LED用红色荧光粉。

Sm^(3+)掺杂对镍锌铁氧体电磁参数及吸波性能的影响

采用固相反应法成功制备了Sm^(3+)离子掺杂的NiZn铁氧体材料Ni_(0.2)SmxZn_(0.6−1.5x)Cu_(0.2)Fe_(2)O_(4)(x=0.00,0.05,0.10,0.15)。Sm^(3+)掺杂量对NiZn铁氧体的微观形貌和饱和磁化强度Ms产生明显影响,饱和磁化强度Ms随着Sm^(3+)掺杂量的增加而增大。实验结果表明,掺杂Sm^(3+)有效调控了NiZn铁氧体的电磁特性,当掺杂量为x=0.05时,NiZn铁氧体在低的频率下表现出最强的磁损耗和最优异的阻抗匹配,同时电磁衰减特性也得到明显提升,这极大增强了NiZn铁氧体对电磁波的吸收能力,显著拓宽了材料的有效吸波带宽,其最强反射损耗为−45 dB@4.5 mm,最大有效带宽为926 MHz@5 mm。

高热稳定性橙红色荧光粉BaLaLiTeO_(6):Sm^(3+)的制备及其光致发光性能

采用高温固相法合成了一系列Sm^(3+)浓度(x)掺杂的BaLaLiTeO_(6):x Sm^(3+)橙红色荧光粉,并对样品的晶体结构、发光性能、衰减寿命及热稳定性进行探究。数据结果显示BaLaLiTeO_(6):Sm^(3+)荧光粉归属于双层钙钛矿结构,其晶系类型为四方晶系(空间群:I4/m)。在404 nm的近紫外光照射下,发射光谱于550~680 nm呈现出一个三峰发射。Sm^(3+)的最佳掺杂量为0.09,超过此值后,受到偶级与偶级相互作用的影响,样品出现显著的荧光猝灭现象。荧光寿命随着Sm^(3+)掺杂浓度的不断增加而降低,这主要是由非辐射跃迁的概率大幅度提高造成的。由于热猝灭效应,荧光强度会随着温度的不断升高而降低,但150℃时的发射光谱积分强度仍能达到25℃时的82.8%。另外,样品活化能为ΔE=0.31257 eV,证明其具有良好的热稳定性。因此BaLaLiTeO_(6):Sm^(3+)可作为橙红色荧光粉在发光领域有潜在的应用价值。

Sr_(0.5)Zr_(2)(PO_(4))_(3)-(Ce,Sm)PO_(4)复相陶瓷核废物固化体的制备及化学稳定性

为同时固化高放废物中的模拟放射性核素Sr、Ce和Sm,采用一步微波烧结工艺成功制备了Sr_(0.5)Zr_(2)(PO_(4))_(3)-(Ce,Sm)PO_(4)复相磷酸盐陶瓷固化体,采用XRD、Raman、SEM-EDS和密度表征研究了其物相组成、微观结构以及致密性,并利用PCT法评估了化学稳定性。结果表明:Sr_(0.5)Zr_(2)(PO_(4))_(3)相和(Ce,Sm)PO_(4)独居石相兼容性好,两相间不发生相互反应;所制备的复相陶瓷固化体晶粒尺寸小,相对密度高于96%,改变Sm/Ce比对固化体的微观结构和致密性无明显影响;PCT测试结果表明Sr、Ce和Sm的元素归一化元素浸出率都较低,与单相磷酸盐陶瓷固化体相比,复相磷酸盐陶瓷固化体具有较为优异的化学稳定性。

Na_3La_2(BO_3)_3∶Sm^(3+)的合成及其光谱特性

本文采用固相反应法 ,合成了一系列掺Sm3 + 的Na3La2 (BO3) 3[Na3(La1-xSmx) 2 (BO3) 3]发光体 ,X 射线粉末衍射数据分析表明它们属于正交晶系 ,空间群为Amm 2。测量了红外光谱、荧光光谱 ,观察到在5 99nm、6 45nm处有较强的荧光发射 ,并研究了发光强度与Sm3+ 离子浓度 (x)的关系 ,确定了Sm3+ 离子在Na3La2 (BO3) 3 基质中发光的适宜浓度。

P204-P507在酸性硫酸盐溶液中对Nd^3＋和Sm^3＋的协同萃取

采用恒摩尔法、斜率法以及饱和容量法研究从硫酸介质中用P204(D2EHPA,用(HA)2表示)与P507(HEHEHP,用(HL)2表示)协同萃取Nd3+或Sm3+的性能与机理,并测定协萃反应的热力学平衡常数Ks.e,求得反应的焓变和熵变。结果表明,萃取反应呈现正协同效应,且协萃过程为放热反应,协萃配合物组成分别为Nd.(HA2)2.HL2和Sm.(HA2)2.HL2。因此,P204与P507混合使用可以改善硫酸介质下稀土的萃取分离效果。

橙红色荧光粉Ca_3Y_2(Si_3O_9)_2∶Sm^(3+)的制备及发光性能的表征

采用高温固相法合成了Ca3Y2-2x(Si3O9)2∶2xSm3+系列荧光粉,并表征了材料的发光特性.X射线衍射图谱表明:得到的样品为纯相Ca3Y2(Si3O9)2晶体;样品的激发光谱主要来源于Sm3+的特征激发;分别采用紫外、近紫外和蓝光作为激发源,样品均发射橙红光.在402nm近紫外光激发下,Ca3Y2(Si3O9)2∶Sm3+发射光谱主要由3个峰组成,发射峰值分别位于565nm、604nm和651nm,归属于Sm3+的4G5/2→6HJ/2(J=5,7,9)跃迁,其中发射主峰位于604nm处.通过时间分辨光谱测得Sm3+的4G5/2能级的荧光寿命.随着Sm3+摩尔浓度的增加,样品发光强度先增强后减弱,当x=0.02时发光强度达到最大,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用.

SrMoO_4∶Sm^(3+),Na^+红色荧光粉的形貌调控和发光性能

以Sm^(3+)为激活剂,Na^+为电荷补偿剂,柠檬酸为配位剂,乙二醇作为辅助配位剂,采用溶胶-凝胶法合成前驱体,然后在800℃下焙烧,成功制备了一系列SrMoO_4∶Sm^(3+),Na^+红色荧光粉。用X射线衍射仪、扫描电镜、荧光光谱和傅里叶变换红外光谱等手段对样品的物相、形貌、组成、发光性能和量子效率等进行测试和表征。分析结果表明:制备的SrMoO_4∶Sm^(3+),Na^+荧光粉均为四方晶系结构,掺杂离子的加入对基质晶体结构影响不大。在403 nm近紫外光激发下,产物有4个发射峰,分别位于563、600、647和707 nm处,归属于~5G_(5/2)→~6HJ(J=5/2,7/2,9/2,11/2)的电子跃迁,其中位于647 nm处的主发射峰的相对发光强度最大。当Sm^(3+)的掺杂物质的量分数为1%~3%时,发光强度最好,当浓度超过1%~3%时,会发生荧光猝灭。对实验数据进行分析,确定荧光猝灭机理是由于钐离子间交换作用引起的,并计算了能量传递的临界距离为1.77~2.56 nm。此外,还详细研究了乙二醇对SrMoO_4∶Sm^(3+),Na^+荧光粉形貌的影响,研究结果表明:乙二醇加入量为5 m L时,产物形貌均匀,呈球形或椭球形;且分散性较好;荧光强度最大。

Sm^(3+)掺杂稀土硼酸盐玻璃的光谱参数计算和荧光光谱分析

制备了具有高效可见荧光发射的Sm3+掺杂稀土硼酸盐(LBLB)玻璃,对玻璃的吸收和荧光光谱展开了测试与分析。根据JuddOfelt理论对吸收光谱进行了拟合,求得Sm3+离子的晶场调节参数Ωt=(2,4,6)分别为6.81×10-20,4.43×10-20和2.58×10-20cm2,并进一步计算出各能级跃迁的谱线强度、自发辐射跃迁概率、辐射寿命和荧光分支比等光谱参数。紫外光激发下,Sm3+掺杂LBLB玻璃发出明亮的橙红色光。激发光谱表明,氩离子激光器是Sm3+掺杂LBLB玻璃有效的激发光源。