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Sol-Gel法制备YAG：Tb、Ce、Gd绿色荧光粉的研究

作　者: 黄飞
导　师: 张显友
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 材料学
关键词: 溶胶-凝胶法 钇铝石榴石 等离子体平板显示器 光致发光 Gd 掺杂
分类号: TB383.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


铝酸盐由于具有优良的导热性、机械强度以及良好的化学性质,易于掺入不同的稀土离子而获得不同颜色的光,因而被广泛地用作激光和发光的基质材料。但是传统的铝酸盐绿粉普遍采用高温固相反应(1600-1800℃),反应周期长,最终制得的产品颗粒尺寸大,需要球磨方可以使用,而球磨会使发光效率大幅度下降。最近,人们通过水热法、燃烧法、微波加热法等方法来合成铝酸盐荧光粉。本文采用溶胶-凝胶工艺来合成YAG:Tb、Ce、Gd绿色荧光粉,并利用热重/差热分析、x射线、红外光谱以及光致发光等检测手段来分析和讨论了烧结工艺和发光性能。主要研究内容如下:详细分析了等离子平板显示器(Plasma Display Panel,简称PDP)的工作原理,光致发光机理,以及制备荧光材料的各种方法;讨论了溶胶-凝胶过程中的一些影响因素,如PH值和水浴温度等条件的影响;分析了烧结机理及影响因素;详细研究了在YAG:Tb、Ce基质中掺杂不同含量Gd时,光致发光强度的变化。通过实验分析表明:采用溶胶-凝胶工艺可以制备出颗粒尺寸平均粒径在50-70nm,随着烧成温度的提高和保温时间的延长,其平均粒径逐渐增大。并确定了采用二次烧成工艺及预烧后球磨工艺。当满足Tb/Gd为3:1时,试样的发光强度最大。并且随着烧成温度的提高和烧成时间的延长,发光强度是不断提高的。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-14
  1.1 本文研究的背景及意义  8-10
  1.2 PDP用荧光材料  10-13
    1.2.1 PDP用荧光粉的现状  10-11
    1.2.2 PDP用荧光粉的有待改进的地方  11-13
  1.3 本文研究的主要措施  13-14
第2章 理论分析  14-35
  2.1 等离子平板显示器  14-15
    2.1.1 等离子平板显示器原理  14-15
    2.1.2 等离子平板显示器的特点与性能要求  15
  2.2 发光材料  15-27
    2.2.1 光致发光过程  17-18
    2.2.2 稀土发光材料及其发光原理  18-19
    2.2.3 发光材料的理论模型  19-25
    2.2.4 发光材料的的表征  25-27
  2.3 荧光粉材料的合成方法  27-33
    2.3.1 高温固相反应  27-29
    2.3.2 化学共沉淀法  29
    2.3.3 微波合成法  29-30
    2.3.4 燃烧法  30-31
    2.3.5 水热法  31
    2.3.6 溶胶-凝胶法  31-33
  2.4 钇铝石榴石材料  33
  2.5 本章小结  33-35
第3章 YAG:Tb、Ce、Gd绿色荧光粉的制备  35-54
  3.1 概述  35-37
  3.2 实验用原料及仪器  37-38
    3.2.1 实验用主要原料  37
    3.2.2 实验用主要仪器  37-38
  3.3 工艺流程  38-41
    3.3.1 溶胶-凝胶法制备YAG:Tb、Ce、Gd绿色荧光粉的实验步骤  38-39
    3.3.2 YAG:Tb、Ce、Gd绿色荧光粉体的x射线测试  39-41
  3.4 样品的表征  41-42
    3.4.1 热分析  41
    3.4.2 x射线分析  41
    3.4.3 红外分析  41
    3.4.4 扫描分析  41-42
    3.4.5 粒度分析  42
  3.5 结果与讨论  42-53
    3.5.1 前聚体制备工艺的影响  42-46
    3.5.2 烧结工艺的影响  46-53
  3.6 本章小结  53-54
第4章 YAG:Tb、Ce、Gd荧光粉的PL性能分析  54-66
  4.1 测试技术  54-55
    4.1.1 技术方案  54
    4.1.2 表征方法  54-55
  4.2 激发光谱  55-56
  4.3 发射光谱  56-58
  4.4 烧成温度及保温时间对发光性能的影响  58-59
  4.5 Y_2.8Tb_(0.12-x)Ce_0.08Gd_xAl_5O_12的发光性能  59-63
    4.5.1 542nm发射主峰的变化  60-61
    4.5.2 486nm次发射峰的变化  61-62
    4.5.3 荧光粉的荧光寿命的分析  62-63
  4.6 Y_2.8Tb_(0.12-x)Ce_(0.08-x)Gd_xAl_5O_12的发光性能  63-65
  4.7 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-72
攻读硕士学位期间发表的学术论文  72-73
致谢  73

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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