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LED灯用长石结构硅酸盐荧光体基质元素的置换效应

作　者: 王飞
导　师: 田一光
学　校: 温州大学
专　业: 应用化学
关键词: 白光LED 荧光粉 长石 BⅢ GaⅢ Eu2+ Mn2+
分类号: O482.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 57次
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内容摘要


本论文采用高温固相法制备了MAl2Si2O8 : Eu2+ （M=Ca, Sr, Ba）荧光体试样,考察基质骨架离子置换对晶体结构和光谱特性的影响,研究试样荧光特性的变化规律。得出了Eu2+掺杂的碱土金属铝硅酸盐荧光体中晶体结构与光谱特性的半定量和定量关系,为LED发光材料的研究提供了科学参考数据。利用正交试验优化了SrAl2Si2O8∶Eu2+蓝白色荧光粉制备条件,并对助熔剂的作用作进一步研究,得出了助熔剂硼酸起到助熔和基质组分置换双重作用。以具有长石结构的MAl2Si2O8 : Eu2+ （M=Ca, Sr, Ba）为基质,利用BⅢ和GaⅢ分别对骨架AlⅢ进行置换,研究荧光体的晶体结构变化和光谱特性变化的关系,研究表明,随着BⅢ置换量的增加,晶体的晶胞参数a、b、c和晶胞体积V线性递减,其荧光发射谱蓝移。GaⅢ置换量增加,晶体的晶胞参数a、b、c和晶胞体积V线性递增,荧光发射谱红移。考察了Mn2+浓度对Ca0.755-xAl2Si2O8:Eu2+,Mn2+x系列荧光体的晶体结构和荧光光谱特性的影响,得到了色坐标为（0.292913,0.291844）,色温为:8517K的白光LED的单一组分荧光粉。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-26
  1.1 固体发光材料概述  9-16
    1.1.1 固体发光基本原理  9
    1.1.2 固体发光材料的定义、分类及其用途  9-10
    1.1.3 发光经历的物理过程  10-11
    1.1.4 影响稀土离子发光材料发光性能的因素  11-13
    1.1.5 Eu~(2+)的能级和发光特性  13-14
    1.1.6 硅酸盐发光材料的制备方法  14-16
  1.2 白光 LED 国内外研究的进展  16-24
    1.2.1 LED 主要结构  16-17
    1.2.2 白光 LED 的实现的途径  17-18
    1.2.3 白光 LED 灯用荧光粉研究进展  18-24
  1.3 本研究的主要工作及意义  24-26
第二章 实验部分  26-28
  2.1 实验用主要试剂和设备  26-27
    2.1.1 主要试剂  26
    2.1.2 仪器设备  26-27
  2.2 试样合成与表征  27-28
    2.2.1 试样制备  27
    2.2.2 表征及测试  27-28
第三章 CaAl_2Si_2O_8∶Eu~(2+)蓝色荧光粉制备条件优化及助熔剂作用研究  28-35
  3.1 实验部分  28-29
    3.1.1 试剂  28
    3.1.2 正交试验  28-29
  3.2 结果与讨论  29-34
    3.2.1 正交试验结果及分析  29-30
    3.2.2 CaAl_2Si_2O_8: Eu~(2+)的晶体结构和荧光光谱特性  30-32
    3.2.3 助熔剂用量对 CaAl_2Si_2O_8∶Eu~(2+)晶体结构的影响  32-34
  3.3 小结  34-35
第四章 硼置换铝对 CaAl_2Si_2O_8∶Eu~(2+)结构和发光特性的影响  35-43
  4.1 试样制备  35
  4.2 结果与讨论  35-42
    4.2.1 Ca_(0.955)Al_(2–x)B_xSi_2O_8∶Eu~(2+)的物相分析和晶胞参数变化  35-39
    4.2.2 Ca_(0.955)Al_(2-x)B_xSi_2O_8∶Eu~(2+)的荧光光谱分析  39-42
  4.3 小结  42-43
第五章 钙长石中镓置换骨架铝对结构和 Eu~(2+)发光特性的影响  43-51
  5.1 试样制备  43-44
  5.2 结果与讨论  44-50
    5.2.1 Ca_(0.955)Al_(2 -x)Ga_xSi_2O_8∶Eu~(2+)的物相和晶胞参数变化  44-47
    5.2.2 Ca_(0.955)Al_(2 -x)Ga_xSi_2O_8∶Eu~(2+)的荧光光谱变化  47-50
  5.3 小结  50-51
第六章 硼组分在 CaAl_2Si_2O_8:Eu~(2+)发光材料的作用  51-59
  6.1 试样制备  51
  6.2 结果与讨论  51-58
    6.2.1 Sr_(0.955)Al_(2 -x)B_xSi_2O_8∶Eu~(2+)的物相和晶胞参数变化  51-56
    6.2.2 Sr_(0.955)Al_(2 -x)B_xSi_2O_8∶Eu~(2+)的荧光光谱变化  56-58
  6.3 小结  58-59
第七章 GaⅢ对 CaAl_2Si_2O_8∶Eu~(2+)结构和发光特性的影响  59-67
  7.1 试样制备  59
  7.2 结果与讨论  59-66
    7.2.1 Sr_(0.955)Al_(2 -x)Ga_xSi_2O_8∶Eu~(2+)的物相分析和晶胞参数变化  59-63
    7.2.2 Sr_(0.955)Al_(2-x)Ga_xSi_2O_8:Eu~(2+)的荧光光谱变化  63-66
  7.3 小结  66-67
第八章 硼组分在 BaAl_2Si_2O_8:Eu~(2+)发光材料的作用  67-75
  8.1 试样制备  67
  8.2 结果与讨论  67-73
    8.2.1 Ba_(0.955)Al_(2 -x)B_xSi_2O_8∶Eu~(2+)系列试样物相和晶胞参数变化  67-71
    8.2.2 Ba_(0.955)Al_(2-x)B_xSi_2O_8∶Eu~(2+)系列试样荧光光谱变化  71-73
  8.3 小结  73-75
第九章 GaⅢ对 Eu~(2+)掺杂钡长石结构和发光特性的影响  75-82
  9.1 试样制备  75
  9.2 结果与讨论  75-81
    9.2.1 Ba_(0.955)Al_(2 -x)Ga_xSi_2O_8∶Eu~(2+)系列试样物相和晶胞参数变化  75-79
    9.2.2 Ba_(0.955)Al_(2-x)Ga_xSi_2O_8∶Eu~(2+)的荧光光谱变化  79-81
  9.3 小结  81-82
第十章 Eu~(2+)和 Mn~(2+)共激活的钙长石发光材料的晶体结构和发光性能  82-89
  10.1 试样制备  82
  10.2 结果与讨论  82-88
    10.2.1 Ca_(0.755-x)Al_2Si_2O_8:Eu~(2+),Mn~(2+)_x 的物相和晶胞参数变化  82-86
    10.2.2 Ca_(0.755-x)Al_2Si_2O_8:Eu~(2+),Mn~(2+)_x 的光谱分析  86-88
  10.3 结论  88-89
结论  89-91
参考文献  91-100
致谢  100-101
攻读硕士期间发表的学术论文目录  101

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 固体物理学 > 固体性质 > 光学性质 > 发光学
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