1.3.1硫化物系列长余辉发光材料
硫化物系列发光材料主要包括硫化钡、硫化锌、硫化锶、硫化锌镉、硫化钙等等。其中研究最多、应用最广泛的是硫化锌材料,其在20世纪初期的很长一段时间内是发光学研究工作的重心。硫化物系列蓄光型发光材料的研究和应用,已有近一个世纪的的历史,现在仍在很多领域有重要应用。目前仍然有实用价值的材料有:发光颜色为黄绿色的ZnS:Cu2+系列,发光颜色为蓝色的CaS:Bi3+系列,发光颜色为红色的CaS:Eu2+系列。
1.3.2铝酸盐体系长余辉发光材料
以铝酸盐为基质的长余辉发光材料具有发光效率高,化学稳定性好的特点,所以一直受到人们的重视。1974年荷兰的Verstegen等[21,22]先后合成了稀土铝酸盐蓝粉 (BaMgEu)3Al16O27。按一定比例混合制成了2300-8000K发各种颜色光的高效荧光灯,使灯用发光材料的应用走上了新台阶,于此同时促进了铝酸盐体系长余辉发光材料的应用研究的发展。目前铝酸盐体系达到实用化程度的蓄光型发光材料发紫光的CaAl2O4:Eu2+,Nd3+;发蓝绿光的Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+;发黄绿光的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+,它们都有着比一般材料优异的长余辉发光性能。
目前,铝酸盐体系长余辉型发光材料的研究集中在多种稀土离子激活的CaO- Al2O3体系和SrO-Al2O3体系,激活剂为Eu2O3,Dy2O3,Nd2O3等稀土氧化物,助熔剂为B2O3。H3BO3的加入可以大大降低烧结温度。这些体系都可以形成多种化合物,原料配比、稀土掺杂比例、烧结温度的不同都可能形成不同的化合物。
铝酸盐体系的长余辉发光材料的突出特点如下:
1.余辉性能优异,化学稳定性好。
2.热稳定性好。
3.缺点是发光颜色太少且遇水不稳定。
1.3.3硅酸盐体系长余辉发光材料
以硅酸盐为基质的发光材料由于具有良好的化学稳定性和热稳定性,使得人们长期以来都重视对硅酸盐掺杂荧光粉的研究和开发。而且高纯二氧化硅价格低廉,原料易得。硅酸盐体系荧光材料已经发展成为一类应用范围广的重要的光致发光材料和阴极射线发光材料
硅酸盐体系长余辉型发光材料的研究目前集中在多种稀土离子激活的MO-SiO2(M=Ca, Sr, Ba)体系和MO-MgO-Al2O3(M=Ca,Sr,Ba)体系,激活剂为Eu2O3,Dy2O3,Nd2O3等稀土氧化物,助熔剂为B2O3。H3BO3的加入可以大大降低烧结温度。对于MO-SiO2(M=Ca,Sr,Ba)体系和MO-MgO-Al2O3通过原料配比和烧结温度等的不同就会形成不同的化合物。
硅酸盐体系主要特点如下:源[自-优尔^`论/文'网·www.youerw.com
(1)化学稳定性好,耐水性强。
(2)丰富了材料的发光颜色范围,尤其是蓝色系材料Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+。
(3)由于其特性优良,某些领域应用时(如陶瓷行业),硅酸盐体系长余辉发光制品要优于铝酸盐体系发光制品。
1.3.4硅酸锶锂长余辉发光材料
目前,新型硅酸盐体系长余辉型发光材料的研究集中在多种稀土离子激活的Li2(XaY1-a)SiO¬4体系,激活剂为Eu2O3,Dy2O3,Nd2O3等稀土氧化物。Li2CO3既是反应物又是助熔剂,它的加入可以大大降低烧结温度,使硅酸盐的合成温度由1200多度降至850度~950度附近。对于Li2(XaY1-a)SiO¬4体系可以形成多种化合物,原料配比和烧结温度的不同都可能形成不同的化合物。对其进行稀土离子掺杂以期制得长余辉材料的前景广阔。
以Li2SrSiO4为基质代表的新型硅酸盐体系长余辉材料,相应研究较少。Li2SrSiO4体系具有良好的光学特性[22,23,24,25,26,27],也是近几年硅酸盐体系的研究热点。目前对Li2SrSiO4体系共掺杂Eu2+,Dy3+稀土离子、Li2SrSiO4体系共掺杂Eu2+,Nd3+稀土离子以及Li2SrSiO4体系单独参杂Re3+离子(Tb3+、Sm3+等)的长余辉发光性能的研究还很少,对其研究都还在起步阶段,还有很多领域尚待探索。本文主要是对Li2SrSiO4体系共掺杂Eu2+,Nd3+稀土离子、单独参杂Tb3+离子的长余辉发光特性进行研究,包括发光体的制备方法、合成温度、稀土元素的掺杂和如何改善其发光性能的一些手段等,以期找到更好的材料合成方法,合成性能更好的新型硅酸盐发光材料。