长余辉发光材料是白天能够吸收日光或紫外光，并将光能储存起来，当光线停止照射时，能将储存的光能以可见光的形式慢慢释放出来，产生持续发光现象的一种新型功能材料。该材料可广泛的应用到建筑装饰、地铁通道、船舶运输、消防安全、服饰、日用消费品等方面。 制备磷光体的工艺有高温固相法、溶胶凝胶法、燃烧法、微波合成法等，其中高温固相法具有成本低廉，操作过程简单安全的优点，故本实验选择传统的高温固相法，制备了余辉性能良好的CaTiO₃：Pr³⁺红色磷光体以及以CaTiO₃：Pr³⁺为基质掺杂的红色磷光体。 本论文首先参考文献并通过试验论证得出制备CaTiO₃：Pr³⁺磷光体的各组分的比例，在此基础上用对比试验确定了最佳灼烧温度、时间、气氛、Ca／Ti，并研究了Pr₆O₁₁、H₃BO₃和ZnO的掺量范围，电荷补偿剂（Na⁺、Li⁺、K⁺、Ag⁺）的掺量；并且掺入第二种稀土激活剂（Gd₂O₃、Eu₂O₃、Tb₄O₇和Dy₂O₃）期望其能够改善余辉性能。 基于X射线衍射、激发光谱、发射光谱等测试结果，研究表明：在1200℃下的氧化气氛中灼烧2h，Ca／Ti=1：1时可获得晶相纯正的CaTiO₃：Pr³⁺红色磷光体，并确定Pr₆O₁₁的掺量在0.2～0.3％mol内余辉效果较好，余辉时间长达7余分钟，激发光谱中激发峰值为323nm，是由O（2p）→Ti（3d）间的电荷传输跃迁引起的，在385nm处有一激发肩峰，对应于Pr³⁺的4f→5d间的带间跃迁激发。因Pr的4f电子受到6s6p轨道的屏蔽，故发射光谱几乎不受晶体场的影响，本实验中发射峰值始终为614nm，对应于Pr³⁺的¹D₂→³H₄特征发射。 H₃BO₃的最佳掺量在0.1～0.3mol内，H₃BO₃在一定程度上改善了余辉性能，当H₃BO₃掺量为0.3mol时，其激发光谱发生红移，在458、478和494nm其吸收强度大大增强，这三个值分别对应于Pr³⁺从基态³H₄到激发态³P₂、³P₁和³P₀的跃迁。 最佳的ZnO掺量范围为0.1mol至0.2mol，磷光体余辉时间长达20余分钟。掺入一定量的ZnO在一定程度上改善了余辉性能，形成了Zn_Ca″缺陷并且陷阱深度适当是余辉性能改善的原因。掺入了同Pr³⁺等摩尔的电荷补偿剂Na⁺的补偿效果最好，电荷补偿剂在一定程度上改善了余辉性能。 掺入的辅助激活剂稀土离子Eu₂O₃、Tb₄O₇和Dy₂O₃对余辉性能都有一定程度的改善，未观察到辅助激活剂稀土离子的发射光谱，说明辅助激活剂稀土离子在磷光体中只起着敏化或陷阱能级的作用，并没有起到发光中心的作用。重庆大学硕士学位论文中文摘要化学稳定性试验表明该基质磷光体的化学稳定性良好。