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稀土掺杂碱土铝酸盐类长余辉荧光材料作为一种非放射性的环保型荧光粉,发光性能优良,是一种极有发展前途的新材料。但目前已报道的掺杂碱土铝酸盐类长余辉荧光材料存在合成温度高、合成工艺复杂和生产成本高等缺点,严重制约了它的推广应用。为简化该类荧光材料的生产工艺、降低生产成本,本论文进一步探讨该类荧光材料的发光机理及其新的制备方法和工艺,获得如下成果:(1)采用燃烧法合成法成功制得CaAl2O4:Eu2+,Nd3+荧光粉,详细研究了炉温、激活剂、辅助激活剂、助溶剂和可燃物等对荧光粉发光性能的影响,获得了制备具有优良发光性能的CaAl2O4:Eu2+,Nd3+长余辉材料的较理想的工艺参数。
(2)在最佳条件下合成了荧光粉CaAl2O4:Eu2+,Nd3+,讨论了其结构和发光性能。通过XRD和Raman测试,少量稀土离子(Eu2+:0.18mol/mol,Nd3+:0.1mol/mol)的掺入对CaAl2O4晶相的结构影响很小;通过对产物的激发光谱和发射光谱的测试,发现当λex为290nm时,产生的发光性能最好,对应的发射光λem为450nm。
(3)进一步探讨了提高荧光粉发光亮度的途径,分别用Zr、Ce和Sr部分取代Ca,并对产物进行了激发光谱和发射光谱的测试和分析。结果表明,当掺入少量的Sr2+离子,荧光粉的发射峰位置不变,还在450nm处;当继续增加Sr2+的量,荧光粉的发生峰发生红移。随着Zr含量的增加,发射峰没有发生移动,但是发射峰的强度发生了变化。当掺入Ce3+量比较少时,其发射峰位置不变,但Eu2+离子发射光的强度增强。