稀土離子摻雜的硼酸鋇熒光材料的制備與發(fā)光特性

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1、第1章緒論第1章緒論1.1研究背景我國是能源資源嚴(yán)重短缺的國家，其中儲量比較豐富的煤炭能源，只有世界平均水平的58.6%，而石油、天然氣等儲量較少的資源人均剩余可采儲量僅有世界平均水平的7%左右。隨著日益加劇的世界能源危機，節(jié)約現(xiàn)有能源、探索新能源一直以來受到我們國家的高度重視。國家改革開放三十多年來一直倡導(dǎo)節(jié)約能源和保護環(huán)境，并在此工作上取得了巨大成效：我國在80年代初制定了開發(fā)與節(jié)約并重，且把節(jié)約放在首要位置的能源發(fā)展方針。而在90年代進(jìn)一步將各項方針進(jìn)行了具體化。進(jìn)入新世紀(jì)以來，節(jié)能減排工作在大范圍內(nèi)展開起來，出臺新的《節(jié)約能源法》使節(jié)約資源成為我國的基本國策，

2、節(jié)能減排工作已成為全社會參與的國事、大事。而今年兩會期間提出的“十二五”規(guī)劃建議中我國繼續(xù)堅持把建設(shè)資源節(jié)約型及環(huán)境友好型社會作為加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的重要著力點。深入貫徹節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策，認(rèn)真執(zhí)行節(jié)約能源，降低溫室氣體排放強度，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，推廣低碳技術(shù)的科學(xué)發(fā)展理念，積極應(yīng)對氣候變化，促進(jìn)經(jīng)濟社會發(fā)展與人口資源環(huán)境相協(xié)調(diào)，走可持續(xù)發(fā)展的道路。而當(dāng)前節(jié)能、環(huán)保的半導(dǎo)體照明，成為緩解我國能源緊張的有效途徑之一。從節(jié)能方面來說，在同樣亮度下，半導(dǎo)體燈(半導(dǎo)體發(fā)光二極管—Lightemittingdiode，LED)的耗電量只有普通白熾燈的1/10，壽命卻比白

3、熾燈延長100倍，且LED器件是冷光源具有光效高及工作電壓低等優(yōu)點；從環(huán)保方面來說，LED器件的光源本身不含鉛、汞等有害物質(zhì)，無紫外及紅外污染，從而在生產(chǎn)和使用中不會對外界產(chǎn)生污染；而且LED器件的體積較小，易于開發(fā)成結(jié)構(gòu)堅固的輕薄型產(chǎn)品。LED作為綠色、節(jié)能、長壽的新一代照明和顯示器件中的光源，將會在5-10年內(nèi)大規(guī)模取代傳統(tǒng)的照明光源，這已成為世界各國科技界、產(chǎn)業(yè)界的共識。而現(xiàn)今國務(wù)院提出將LED作為新材料技術(shù)，發(fā)展成為國民經(jīng)濟的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，LED必將充分受益于國家政策的大力支持，LED綠色節(jié)能照明技術(shù)發(fā)展前景廣闊。1.2硼酸鹽發(fā)光材料硼酸鹽是一類非常重要的發(fā)光材料

4、基質(zhì)，它具有豐富的結(jié)構(gòu)類型，因為其在發(fā)光效1河北大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文率和合成溫度等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)的發(fā)光材料，故以硼酸鹽為基質(zhì)的發(fā)光材料成為人們關(guān)注的課題例如：它比以磷酸鹽、硅酸鹽及鋁酸鹽為基質(zhì)的發(fā)光材料的合成溫度一般要低300到600度，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，價格上也比較便宜。因此，以硼酸鹽為基質(zhì)的發(fā)光材料有十分重要的研究意義。1.2.1硼酸鹽發(fā)光材料的種類硼酸鹽的種類很多，其中以硼酸鹽為基質(zhì)的發(fā)光材料的分類方法有以下兩種：(一)正硼酸鹽基質(zhì)發(fā)光材料、三硼酸鹽發(fā)光材料、多硼酸鹽發(fā)光材料；(二)單金屬硼酸鹽基質(zhì)發(fā)光材料、多金屬硼酸鹽基質(zhì)發(fā)光材料（堿金屬-堿金屬混合硼酸鹽、堿

5、金屬-堿土金屬混合硼酸鹽、堿土金屬-堿土金屬混合硼酸鹽、堿金屬-過渡金屬混合硼酸鹽、堿土金屬-過渡金屬混合硼酸鹽、兩性金屬-(堿,堿土,過渡)金屬混合硼酸鹽、其它多金屬混合硼酸鹽）。表1.1部分硼酸鹽基質(zhì)的發(fā)光材料硼酸鹽基質(zhì)激活離子發(fā)光顏色3+3+BaLaB9O16Ce,Dy黃色3+3+CaBa2(BO3)2Ce,Tb綠色3+Ca3B2O6Eu紅色3+2+Zn3La3(BO3)5Ce,Mn橙黃色2+LiBaBO3Eu藍(lán)綠色3+Na3La2(BO3)3Sm橙紅色2+(BaCaMg)2B5O9ClEu藍(lán)色2+Cd2B2O5Mn橙紅色3+2+Sr3B2O6Ce,Eu藍(lán)-白-

6、黃色（可調(diào)）1.2.2硼酸鹽發(fā)光材料的研究進(jìn)展進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代末，為了滿足抗閃爍的彩色高清晰投影電視和計算機終端顯示器的發(fā)展需要，國內(nèi)外的研究人員開始關(guān)注以硼酸鹽為基質(zhì)的熒光材料。多年來，稀土硼酸鹽系列熒光粉得到了較大的發(fā)展，人們相繼研究出多種發(fā)光特性優(yōu)良的硼酸鹽熒2第1章緒論3+3+光粉。比如InBO3:Eu,Tb（單基質(zhì)雙摻熒光粉）就是其中一種性能良好的熒光粉，它能接近自然光且閃爍頻率較小，通過調(diào)整兩種激活劑的摻入比例，發(fā)光顏色可從橙色變[1-2]化到黃色，從而使人看上去很舒服。王健等人利用高溫固相法合成了應(yīng)用于二基色[3]熒光燈的黃色熒光粉BaLa0.93-

7、mCemDy0.07B9O16，縮短了熒光燈光與自然光的差距。還3+[4]3+3+[5]有作為保健燈的SrO,B2O3:Ce發(fā)光體，能發(fā)出多種顏色的熒光粉BaB4O7:Eu,Tb等等。到目前為止，硼酸鹽發(fā)光材料的研究在合成工藝，物理和熱穩(wěn)定性方面都取得了一定的進(jìn)展，稀土硼酸鹽發(fā)光材料是一類很有應(yīng)用前景的發(fā)光材料。1.3本課題的研究目的近年來，人們對硼酸鹽的發(fā)光材料進(jìn)行了大量的研究，找到一種能應(yīng)用于商業(yè)生產(chǎn)發(fā)光效率高的硼酸鹽發(fā)光材料一直是人們研究的目標(biāo)。本文以Ba2B2O5為基質(zhì)進(jìn)行了較3+3+3+3+3+深入的研究，分別研究了摻雜不同稀土離子激活劑如