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固态烧结法制备的Pr~（3+）掺杂12CaO·7Al_2O_3粉体发光性质研究

作　者: 李金鑫
导　师: 刘玉学
学　校: 东北师范大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 12CaO·7Al2O3（C12A7） Pr3+离子 x射线衍射 发射光谱 激发光谱
分类号: TF124.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


本文通过固态烧结法制备了Pr3+掺杂12CaO·7Al2O3 (C12A7:Pr3+)样品,通过X射线衍射(XRD)对样品进行了物相分析,样品的发光性质通过激发光谱和发射光谱等测试手段进行了研究。对不同Pr3+掺杂浓度的C12A7:Pr3+样品,XRD结果表明均为笼状结构的单相C12A7粉末,同时,Pr3+可能掺入到晶格中的Ca2+格位。激发光谱测试发现,C12A7:Pr3+样品的激发谱带主要位于446 nm,472 nm和487 nm附近,源于Pr3+的3H4→3P2,3H4→3P1和3H4→3P0的跃迁。发射谱测试发现,在450 nm激发下,不同Pr3+离子掺杂浓度的C12A7：Pr3+样品在592 nm、600 nm、612 nm、623 nm和652 nm处都能观察到光发射,主要来源于Pr3+的3P0→3H6和1D2→3H4以及3P0→3F2跃迁。通过分析浓度猝灭曲线发现,位于600 nm附近的发射带在0.5at%-2.0at%Pr3+范围内随掺杂浓度的增加而增强,而位于612 nm附近的发射带在0.5at%-2.0at%Pr3+范围内随掺杂浓度的增加而减弱,位于623 nm附近的发射带在0.5at%-2.0at%Pr3+范围内随掺杂浓度的增加而增加并在1.0at%Pr3+时达到饱和。本文的研究表明,C12A7是一种适宜于Pr3+离子掺杂的理想基质材料,其强的红光发射表明,C12A7：Pr3+可用于照明设备以及显示设备等领域。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-7
第一章 引言  7-10
  1.1 12CaO·7Al_2O_3(C12A7)的基本性质  7-8
  1.2 C12A7的研究进展及其在磁学、电学等领域中的应用  8
  1.3 稀土发光材料的应用及Pr~(3+)的电子层结构与发光特性  8-9
  1.4 本论文的研究内容和选题依据  9-10
第二章 稀土离子的基本光谱理论  10-17
  2.1 稀土离子的基本光谱理论  10-12
    2.1.1 J-O理论简介  10
    2.1.2 J-O三参量公式的应用  10-12
  2.2 稀土离子特点及应用  12-13
  2.3 谱及镨离子基本性质及应用  13-17
    2.3.1 镨的用途  14-15
    2.3.2 镨离子的能级  15-17
第三章 C12A7:Pr~(3+)粉末制备与结构表征  17-21
  3.1 C12A7:Pr~(3+)粉末样品的合成  17-18
    3.1.1 试验试剂及设备  17
    3.1.2 实验条件的确定  17
    3.1.3 粉末样品的制备  17-18
  3.2 表征方法  18-19
    3.2.1 X-射线衍射谱  18-19
  3.3 结果与讨论  19-21
第四章 Pr~(3+)掺杂C12A7粉末发光性质的研究  21-26
  4.1 表征手段  21-22
    4.1.1 激发光谱  21
    4.1.2 发射光谱  21-22
  4.2 结果与讨论  22-26
第五章 结论  26-27
参考文献  27-30
致谢  30

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中图分类: > 工业技术 > 冶金工业 > 冶金技术 > 粉末冶金（金属陶瓷工艺） > 粉末成型、烧结及后处理 > 烧结工艺
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