SrAl2O4发光材料的光谱红移研究

作     者：钱欣欣 

作者单位：江南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：葛明桥

授予年度：2012年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 

主      题：发光材料 稀土元素 铝酸锶 偶氮颜料 红移 光色 长余辉 

摘      要：近年来,稀土夜光产品已经广泛应用于人们的日常生活中,如夜光纤维、夜光毛绒玩具、夜光刺绣、夜光涂层面料等。稀土夜光产品之所以能在黑暗中自行发光,是因为其中添加了稀土发光材料,夜光产品的发光亮度及时间取决于发光材料的余辉性能,而发光颜色则取决于发光材料的发射光谱。 稀土离子激活的碱土铝酸盐长余辉发光材料化学性质稳定、无辐射无污染,是安全环保的发光材料,其中SrAlO体系发光材料因其具有优异的余辉性能,在各种夜光产品中应用最为广泛。但是SrAlO体系发光材料普遍存在发光颜色单调的缺点,发射光谱主要集中在440-520 nm(蓝绿、黄绿)范围内,缺乏长波段(黄、橙、红)的光色,其制作的夜光产品在黑暗处大多只能发出黄绿色、蓝绿色的光,均为冷色调、缺乏多样性,为此,探索能够使SrAlO体系发光材料的光色向长波段方向移动(即红移)的方法,具有重要的科研意义和实用价值。 课题研究中,采用两种不同的方法达到使SrAlO体系发光材料的光色发生红移的目的:方法一是在SrAlO体系发光材料的制备过程中掺杂不同的稀土离子;方法二是在SrAlO:Eu,Dy发光材料中添加红色偶氮颜料,并比较其不同的原理及红移效果。 方案一采用高温固相法制备SrAlO体系发光材料,通过改变各稀土离子的掺杂量来分析其在发光材料中的作用机理,从发光材料的发射光谱和光色坐标等方面入手,分析不同稀土离子对SrAlO体系发光材料的光谱红移影响。Eu、Nd激活的SrAlO发光材料,其发射波长为532nm,相对于应用最为广泛的SrAlO:Eu,Dy发光材料(520nm)发生了红移。 方案二是在SrAlO:Eu,Dy发光材料应用于产品的过程中添加红色偶氮颜料,使得发光材料的光色发生红移。选用稀土发光材料应用于涂层织物的过程来进行实验。通过改变红色偶氮颜料和发光材料的质量比,分析颜料添加量对发光材料的影响。实验结果表明,通过添加红色偶氮颜料,可以使发光材料的光色发生红移,但同时会降低发光性能。在发光材料仍能发出人眼可见光的前提下,最多可以使发光材料的发射波长红移至605nm,光色红移至黄光区域。 上述两种方法都使SrAlO体系发光材料的光色发生了红移。第一种是使发光材料的发光机理发生了改变,是本质上的变化;第二种则主要是光学影响和偶氮键的作用,是外界因素的影响,相比第一种方法红移效果更为明显。虽然究其原理并不相同,但这两种方法均为丰富SrAlO体系发光材料的光色提供了一定的理论和实验基础。