白光二极管用Ba_3MgSi_2O_8基质发光材料的溶胶雾化-微波烧成与光谱性质

分别采用溶胶雾化-微波烧成工艺和高温固相法制备了用于白光发光二极管的Ba3MgSi2O8∶Eu,Mn,Al荧光粉。溶胶雾化-微波烧成两步法制备的样品物相纯度和结晶度都比较高,具有中心位置437,500,608nm的三色发射带。在375nm紫外光激发下,发光的色坐标为x=0.3253,y=0.2134,相关色温7391K,可得到预期的白光发射。其中蓝、绿两个发射带分别来自于Ba3MgSi2O8和Ba2SiO4晶格中Ba2+格位的替位原子Eu2+的5d-4f跃迁,红光发射带源于Ba3MgSi2O8中Mn2+的4T-6A跃迁发射。红光的激发谱与蓝光的激发谱几乎重合,可以确定在Ba3MgSi2O8∶Eu,Mn,Al发光过程中存在着从蓝光发射中心到红光发射中心的能量传递。但是,与通常的共振能量传递模型不同,蓝光发射谱与红光激发谱之间并没有明显的光谱重叠。相比之下,高温固相法样品没有观察到红光发射,这一方面是由于生成的Ba2SiO4中杂相较多,激发光很大一部分被Ba2SiO4晶格中的Eu2+绿光发光中心吸收,传递到Mn2+红光发光中心的能量减少;另一方面与固相法中Mn2+在Ba3MgSi2O8晶格中掺杂困难有关。

近紫外光激发的Ba_3MgSi_2O_8:Eu^(2+),Mn^(2+)全色荧光材料的发光性质研究

用稀土复合溶胶雾化-热解方法制备了Ba3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+荧光材料,在近紫外光激发下,可同时发射红、绿和蓝三光进而合成白光.用微结构参数与发射波长的半定量关系,验证了505 nm绿光发射来自于Ba3MgSi2O8主基质相中伴生的微量Ba2SiO4相;基于Mn2的激发光谱和Eu2+的发射光谱的重叠关系,红光来源于Eu2+的蓝光发光中心的能量传递,分析了Eu2+和Mn2+之间的能量传递机理.

LED用Ba3MgSi2O8：Eu^3＋的掺杂及补偿离子对体系发光性能的研究

发光二极管（Light Emitting Diode，LED）为代表的固态照明技术，具有安全、环保、节能、长寿命、体积小、免维护等优点，在全球范围内形成了一个巨大产业链。但目前所开发的白光LED用红色荧光粉的发光效率较低，不能满足要求，因此需要研制新型高效的白光LED用红色荧光粉。本论文采用传统的高温固相法，以Ba3MgSi2O8为基质材料，掺杂稀土Eu^3＋成功制备了红色荧光粉Ba3MgSi2O8Eu^3＋。对样品进行了X射线粉末衍射（×RD）和荧光分光光度的分析和表征，分别分析Eu3＋取代基质中的Ba^21、Mg^21以及电荷补偿剂Na^1的添加对样品的晶体结构和发光性能的影响。

微波场对(Ba,Sr)_3MgSi_2O_8:Eu^(2+),Mn^(2+)荧光粉中Mn^(2+)660nm红光能量传递的影响

研究了2.45 GHz微波灼烧(Ba,Sr)3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+荧光粉的非热效应对Mn2+离子660 nm红光发射强度的影响。在相同的加热温度条件下,增加微波场的输出功率,微波非热效应导致Eu2+离子蓝光的跃迁概率增加,Eu2+通过(Ba,Sr)3MgSi2O8基质晶格把能量传递给Mn2+,进而使Mn2+的跃迁概率增加,导致红光发射增强。提出了一种微波场非热效应对能量传递影响的新观点,认为在微波加热过程中强微波磁场可能会对像Mn2+这样具有顺磁性的激活剂离子的能级结构和能量传递性质产生干扰作用。

微波烧结Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷材料的初步研究

研究了Ba6-3xSm8+2xTi18O54(x=0.67,BST)陶瓷材料的微波烧结情况,从烧结特性、微结构与相组成及微波介电性能等方面对微波烧结的样品与传统工艺制得的样品进行了对比。结果表明,与传统制备工艺相比,微波烧结BST陶瓷缩短了烧结周期,并促进了样品的致密化,其物相组成和传统烧结的样品没有区别,且晶粒细小分布均匀。微波烧结BST陶瓷可获得较优的微波介电性能:介电常数rε=82.89,品质因数与频率之积Qf=8 450 GHz(频率f=4.75 GHz),谐振频率温度系数τf=22.58×10-6/℃。

Ba_(6-3x)Nd_(8+2x)Ti_(18)O_(34)(x= 2/3) 的聚合物前驱体法合成研究

以EDTA为络合剂,EG为酯化剂,利用聚合物前驱体法合成了Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷,研究了不同的EDTA与金属离子摩尔比对粉末结晶特性的影响,利用DTA,TG和XRD等技术分析了Ba6-3xNd8+2xTi18O54前驱体和得到的氧化物粉末,测试了由x(EDTA) x(M)=1 00的前驱体得到的Ba6-3xNd8+2xTi18O54(x=2 3)陶瓷的微波介电性能。在900℃预烧x(EDTA) x(M)=1 00的前驱体3h,单相的Ba6-3xNd8+2xTi18O54(x=2 3)直接形成,没有出现中间相。1000℃预烧,1340℃烧结的Ba6-3xNd8+2xTi18O54(x=2 3)陶瓷具有最佳的微波介电性能:ε=87 1,Qf=8710GHz。

Ba6-3xNd8＋2xTi18O54晶体结构与微波介电性能的研究

采用纳米Nd2O3以较低温度烧结出性能优良的Ba6-3xNd8+2xTi18O54(BNT)微波介质陶瓷。以X-射线衍射法测定了BNT陶瓷粉末的室温点阵常数,确定其空间群为Pbam。分析了BNT晶格结构随配比x的变化情况,与Ba6-3xSm8+2xTi18O54(BST)、Ba6-3xEu8+2xTi18O54(BET)进行比较,结果表明各离子在ab晶面内的分布对Ba6-3xR8+2xTi18O54(BRT)微波介电性能的影响较大。给出了BRT介电常数和品质因数变化的可能解释,即BRT因配比x及稀土元素的不同而产生晶格变化所致。

SrO掺杂对Ba_(6-3x)Nd_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷性能的影响

研究了SrO掺杂对Ba6-3xNd8+ 2xTi18O54晶体晶胞参数及陶瓷微波介电性能的影响 .研究表明 ,对于不同的x值 ,Sr取代Ba存在不同的极限值 ,当x =0 .5时 ,极限值为 0 .110 ;x =0 .6时 ,极限值为 0 .0 4 8;x =2 / 3时 ,极限值为 0 .2 0 0 .超过这一极限 ,Sr将取代Nd .正是由于Sr取代的离子不同 ,而使晶体的晶胞参数呈现不同的变化趋势 ,因而陶瓷的微波介电性能也会发生相应的变化 .

Ba_3V_2O_8∶Eu^(3+)纳米花的制备及光致发光性能研究

采用复合氢氧化物媒介法制备了Ba3V2O8∶Eu3+纳米花。利用SEM-EDS、XRD、TEM和XPS对晶体的形貌和尺寸、结构和化学组成进行了表征。结果表明产物是由厚度约20nm的纳米片组成的花状Ba3V2O8∶Eu3+纳米晶体。荧光光谱测定发现Ba3V2O8∶Eu3+晶体在紫外光和蓝光激发下都能产生591和612nm 2个强发射峰,表明其具有将紫外光和蓝光转换成红光的能力,可以进一步应用于光转换和光发射领域。探讨了Ba3V2O8∶Eu3+纳米花的发光机理。

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。

(Ba_(1-y)Sr_y)_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷的结构及性能

研究了(Ba1-ySry)6-3xSm8+2xTi18O54(x=2/3,0.0≤y≤0.5)微波介质陶瓷的晶体结构和性能。结果表明:用锶取代钡形成了钨青铜结构的固溶体相,随着锶取代量的增加,晶格常数线性降低;同时,介电常数增大,在y=0.5时获得最大值(80.95);介电损耗在y=0.3达到了最低值(0.000 16)。频率温度系数随着锶取代量的增加由负变正。

Ba_(6-3x)Nd_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷的微波合成及低温烧结

采用微波加热法于1100℃保温30 min(升温速率为20℃/min)合成Ba6–3xNd8+2xTi18O54(x=0.30～0.75,BNT)陶瓷粉末,再添加质量分数45%的B2O3-SiO2-CaO-MgO(BM)玻璃,在马弗炉中于900℃烧结2 h制得BNT陶瓷。研究了所制陶瓷的微观结构及性能。结果表明:微波加热实现了BNT陶瓷的低温快速合成;x=0.67时的BNT陶瓷加BM玻璃烧结后综合性能最佳:相对介电常数εr=38.3,介质损耗tanδ=19×10–4,抗弯强度σf=106.1MPa,热导率λ=2.684 W/(m.K)。

Pr取代对Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷结构和介电性能的影响

以Ba6-3xSm8+2xTi18O54(x=2/3)微波介质陶瓷为基础,通过不同量的Pr取代实验,探讨Pr取代后对陶瓷的结构和介电性能影响。结果表明:在Pr取代Sm后,陶瓷的最佳烧结温度为1390℃。在Pr取代的范围内,取代后的陶瓷基本保持了以钨青铜结构的Ba6-3x(Sm1-yPry)8+2xTi18O54固溶体为主的相。并且发现材料的介电常数和介电损耗在Pr取代量为0.2mol时获得了最佳,分别为78.08和0.0001,频率温度系数由负向正变化。

用于白光LED的荧光粉Sr_3MgSi_2O_8:Eu^(2+)的发光特性

使用高温固相法制备不同NH4Cl(作为助熔剂)加入量和不同Eu2+浓度的Sr3MgSi2O8:Eu2+,并研究其成相和发光性质.研究结果表明:NH4Cl加入量为24%时,样品为纯相,发光最强.Sr3MgSi2O8:Eu2+样品在近紫外区存在强激发带(250~400 nm),谱峰位于366 nm;相应的发射谱带位于蓝光区(420~500nm),为一个不对称宽带,谱峰位于457 nm,该发射带由两个发射峰组成,其位置较接近,因此不能复合出白光,Sr3MgSi2O8:Eu2+仅适合作为紫外LED芯片激发的蓝光荧光粉.

Y替代对Y_n(Ba_(0.8)Bi_(0.2))_(1–n)Fe_(0.9)Sn_(0.1)O_3负温度系数热敏陶瓷电学性能的影响

采用传统的固相烧结法制备了Yn（Ba0.8Bi0.2）1–nFe0.9Sn0.1O3负温度系数热敏陶瓷。借助X射线衍射分析仪、扫描电镜、阻温测试仪和交流阻抗分析仪对这类热敏陶瓷的物相、显微结构、阻温特性和阻抗特征进行了表征分析。所得Yn（Ba0.8Bi0.2）1–nFe0.9Sn0.1O3热敏陶瓷为伪立方钙钛矿结构, 粒度约1.0 μm, 随Y含量增加晶格常数a变小; 其室温电阻率、热敏常数和活化能分别介于2.17~9.17 MΩ·cm、6757~7171 K和0.583~0.618 eV范围内, 且均随Y含量增加趋于增大。阻抗分析表明, 在n=0.02、0.04时, 陶瓷体电阻由晶界、晶壳和晶粒电阻构成, 其中晶粒电阻贡献最大; 而在n=0.06、0.08时, 陶瓷体电阻由晶界、畴壁和电畴三个部分构成, 其中电畴区域电阻贡献最大; 在限定的测量温度范围内, 晶界、晶壳、晶粒、畴壁和畴电阻均表现出负温度系数热敏行为。

长余辉材料Ba_4(Si_3O_8)_2:Eu^(2+),Nd^(3+)的发光与长余辉特性

使用高温固相法合成了长余辉发光材料Ba3.88-x(Si3O8)2∶0.12Eu2+,xNd3+。实验分别获得了样品的晶体结构、激发与发射谱、余辉衰减、热释光等信息。样品呈现Eu2+的宽带发射,发射峰位在495nm,Nd3+的共掺没有引入新的发光中心;Nd3+共掺对材料的荧光强度和余辉强度都有明显的提高,并延长了余辉时间,Nd3+共掺的最优比例为x=0.04,此条件下材料的肉眼可视的余辉时间从Eu2+单掺的约20min延长至1h;通过对样品的不同等待时间的热释光分析,发现热释光峰位随时间向高温方向移动,过程中半高宽基本不变,对称因子μg维持在0.52左右,对应的陷阱深度为0.89eV,陷阱释放载流子的过程可视为二阶动力学过程。

添加剂在Ba6-3xR8＋2xTi18O54微波介质陶瓷中的应用

总结了近年来有关添加剂对Ba6-3xR8＋2xTi18O54（R为稀土元素）陶瓷结构和性能的影响等方面的研究进展。针对该系列陶瓷的结构特点．主要介绍了添加剂离子分别固溶取代结构中A1、A2和B住离子时对材料结构和性能的影响，并评述了多种离子复合添加的优越性及改性机理．最后指出了今后添加剂研究的发展方向。

Ba6-3xEu8＋2xTi18O54介电陶瓷XRD及XPS研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法成功制备出Ba6-3xEu8+2xTi18O54(BET,x=2/3)微粉,并利用此微粉烧结出成相良好的BET微波介电陶瓷。用X-射线衍射(XRD)法测定了BET粉末室温点阵常数,确定BET室温相为正交结构(空间群为Pbam)并指标化其衍射线,给出了BET粉末的多晶XRD数据。用X-射线光电子能谱(XPS)法测定了BET中Eu离子4d电子的结合能为135 eV,确定Eu离子为+3价、样品为充分氧化的BET陶瓷。

Ba_(6-3x)(Nd_(1-y)Bi_y)_(8+2x)Ti_(18)O_(54)系微波介电陶瓷的研究

研究了Ba6-3x(Nd1-yBiy)8+2xTi18O54(x=0～1)陶瓷微波性能,并对其微观机理和晶体结构进行分析。随Bi2O3含量的增加,系统介电常数(ε)迅速增大,品质因数与频率的乘积(Q.f)逐渐减小。掺入Bi2O3后,系统中出现具有高ε的Bi4Ti3O12晶相,并形成了类填满型钨青铜结构,阳离子极化增强,因此ε随Bi2O3含量的增加而增大。实验表明,当y=0.25～0.3时,Ba6-3x(Nd1-yBiy)8+2xTi18O54(x=0～1)陶瓷具有优良的微波介电性能,其主要工艺条件和性能参数为烧结温度1200℃保温4h,ε≈102～107,Q.f≈20000～22000GHz(1GHz测量),容量温度系数|αc|<10×10-6/℃。

溶胶-凝胶法合成Sr_3MgSi_2O_8∶Eu^(3+)红色荧光粉及其发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了Sr_3MgSi_2O_8∶Eu^(3+)红色荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法,对不同烧结温度(950,1 050,1 150,1 250℃)热处理4 h后得到的粉体的物相、形貌及发光性能进行了表征分析。由XRD表征结果可知,制备出的样品为正交晶系的Sr_3MgSi_2O_8;由扫描电镜及比表面积的测试结果可知,经过1 150℃热处理得到的荧光粉具有最大比表面积,可达到90.213 1 m^2/g,且粒径大小均一;由红外光谱图可知:样品中含有Si—O—Si、Mg—O和Sr—O化学键;在394 nm的激发波长下,所有样品在614 nm和702 nm处出现了强发射峰,分别对应于Eu^(3+)的~5D_0→~7F_2和~5D_0→~7F_4跃迁,属红光发射。随着热处理温度的升高,样品所对应的发射峰强度呈现出先增大后减小的变化趋势,即出现温度猝灭效应;经1 150℃热处理合成的Sr_3MgSi_2O_8∶Eu^(3+)红色荧光粉的发光性能最好,即最佳的热处理温度为1 150℃。