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y2sio5和Sr2sio4发光材料的制备与性能研究

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Y2SiO5和Sr2SiO4发光材料的制备与性能研究

作者：王珍北京化工大学

学位级别：硕士

白光LED发光效率高、无污染、寿命长,是实现绿色照明的重要策略之一。采用荧光粉与LED芯片的有效结合可制备出理想的白光,荧光光粉性能的好坏对白光LED的显色效果产生直接影响。而太阳能电池可将无污染可再生的太阳能转化为电能运用在... 详细信息

白光LED发光效率高、无污染、寿命长,是实现绿色照明的重要策略之一。采用荧光粉与LED芯片的有效结合可制备出理想的白光,荧光光粉性能的好坏对白光LED的显色效果产生直接影响。而太阳能电池可将无污染可再生的太阳能转化为电能运用在通讯／通电、石油、海洋等诸多领域,但由于太阳能电池光谱响应区域与太阳光谱不匹配,使其转光效率低下,因此,寻找合适的下转换发光材料将不能被太阳能电池吸收的紫外波段转换为可见-近红外波段具有重要意义。本论文采用固相反应法分别制备了近紫外激发的y2sio5:Ce3+蓝色荧光粉和y2sio5:Bi3+, Eu3+单一相全色荧光粉,以及适用于硅太阳能电池的下转换荧光粉Sr2sio4:Ce3+,Tb3+,yb3+。主要工作如下：1.采用固相法合成了单一相X2-y2sio5:Ce3+的发光材料。样品激发光谱是波长为280-370nm的带状谱,发射光谱主峰位于393及418nm左右,来自于Ce3+的4f→5d自旋允许跃迁。在添加B2O3、NaF、BaCO3作助熔剂中,Ba2+及Na+的掺杂能够显著提高样品的发光效果,当BaL2+及Na+的掺入量为1%时,样品发光强度分别提高1.8倍和1.4倍。2.采用固相法合成了主相结构为X2-y2sio5的y2sio5:Bi3+, Eu3+荧光粉。单掺Bi3+时,样品在近紫外激发下,分别在～358nm、～408nm、～490nm附近产生发射带,Bi3+的最佳掺杂浓度为1.5mol%。Bi3+, Eu3+共掺杂后导致样品在612nm出现Eu3+的典型发射主峰,对应Eu3+的5D0→7F2跃迁。通过调控Bi3+/Eu3+掺杂比,可实现样品从蓝光到红光的转变。3.对Sr2sio4:Ce3+, Tb3+, yb3+的发光性能进行了系统研究。Sr2sio4:yb3+在紫外激发下,由于yb3+的2F5/2→2F7/2跃迁产生峰值位于977nm左右的近红外发射,与硅带隙宽匹配。通过Ce3+和Tb3+的引入,能够显著增强荧光粉在近红外的发射。机理分析表明,在三掺杂中,Ce3+与Tb3+之间通过电偶极对电偶极产生共振能量传递,Tb3+和yb3+之间通过共合作能量传递过程,从而实现发光材料下转换。所得样品的最佳配比为：Sr2sio4:4mol%Ce3+,6mol%Tb3+,3mol%yb3+。

关键词： y2sio5 Sr2sio4 光致发光能量传递下转换

凝胶注模y2sio5多孔陶瓷的制备工艺与性能研究

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凝胶注模Y2SiO5多孔陶瓷的制备工艺与性能研究

作者：李燚华哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文研究的目的是采用凝胶注模以及y2O3和sio2反应烧结的工艺制备y2sio5多孔陶瓷。论文主要研究多孔陶瓷的制备工艺及其性能。具体研究内容包括：y2O3/sio2复合浆料流变性的影响因素、凝胶化行为及其影响因素、坯体干燥及脱脂工艺，反... 详细信息

本文研究的目的是采用凝胶注模以及y2O3和sio2反应烧结的工艺制备y2sio5多孔陶瓷。论文主要研究多孔陶瓷的制备工艺及其性能。具体研究内容包括：y2O3/sio2复合浆料流变性的影响因素、凝胶化行为及其影响因素、坯体干燥及脱脂工艺，反应烧结的温度，对分别采用传统凝胶注模和发泡-凝胶两种工艺制备出的y2sio5多孔陶瓷的微观组织结构、力学、热学及介电性能进行研究。在制备y2O3/sio2复合浆料的过程，我们使用LVDV-II+PRO旋转粘度计研究了分散剂用量、浆料pH值对y2O3/sio2复合浆料粘度的影响，采用控制变量法研究了单体的含量、引发剂用量、催化剂用量对凝胶化行为的影响，研究结果表明，分散剂用量为1wt.%，pH=2时，制备的浆料粘度最低，单体含量为5wt.%、引发剂用量为5wt.%以及催化剂用量为3mL/L时，凝胶化速度及效果最适合凝胶注模的进行。通过对比试验，对湿坯的干燥工艺进行了优化;通过TG/DSC对生坯进行分析，优化并得到了较好的脱脂工艺;通过y2O3和sio2烧结行为确定最佳反应烧结温度。分别对传统凝胶注模及发泡-凝胶两种工艺制备的y2sio5多孔陶瓷进行研究。结果表明：两种工艺均制备出y2sio5多孔陶瓷，但是前者制备的陶瓷中有y2O3残留，而后者制备的陶瓷为纯相y2sio5;在微观组织结构方面，两种工艺制备的多孔陶瓷均具有均匀细小的三维网络连通孔结构，其孔径尺寸在2.1–3.2μm之间，前者的孔径更细小，而后者的孔隙率更高，且存在少量大气孔，其中孔隙率最高达到68.9%;在力学性能方面，两种工艺制备的y2sio5多孔陶瓷相差不大，常温抗弯强度最高达到了8.7MPa，弹性模量在0.4–0.7GPa之间，常温压缩强度最高为13.6MPa，1000oC下压缩强度最高为12.3MPa，其中传统凝胶注模工艺制备的多孔陶瓷在力学性能方面优于发泡-凝胶工艺;在热学性能方面，y2sio5多孔陶瓷的热膨胀系数较低，均在6.0×10-6K-1左右;在高温稳定性方面，本课题所制备的y2sio5多孔陶瓷表现出良好的高温稳定性，经过高温处理后，试样的尺寸，质量以及物相组成均没有发生改变，热导率测试结果表明，利用发泡-凝胶工艺制备的多孔陶瓷最低热导率只有0.23W/(m·K);在介电性能方面，不同固相含量的y2sio5多孔陶瓷介电常数及介电损耗均比较小，其中采用发泡-凝胶工艺所制备的多孔陶瓷在介电性能方面优于传统凝胶注模工艺。

关键词：多孔陶瓷凝胶注模发泡-凝胶 y2sio5 热学性能

Luminescent Properties of BaMgAl_(10)O_(17)∶Eu^(2+) Phosphors Coated with y_2sio_5

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Journal of Rare Earths 2006年第2期24卷 143-145页

作者：滕晓明庄卫东黄小卫崔向中张书生 National Engineering Research Center for Rare Earth Materials General Research Institute for Nonferrous Metals Grirem Advanced Materials Co. Ltd. Beijing 100088 China National

BaMgAl10O17： Eu^2＋ phosphors was prepared by the solid-reaction method. y2sio5 was coated uniformly on the surface of phosphor by the surface-coated method, and the luminescent and deterioration properties were discussed. The XRD and SEM results show that y2sio5 film is produced on the surface of BAM phosphor. The emission spectrum analysis shows that the peak of the phosphor does not change after coating. The two phosphors were applied to lamps and the deterioration was tested at different ignited time. The keep ratio of luminous flux of the phosphor coated with y2sio5 is higher than that of the uncoated phosphor.

关键词： BAM coat y2sio5 deterioration rare earths

Porous y_2sio_5 Ceramic with Low Thermal Conductivity

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Journal of Materials Science & Technology 2012年第9期28卷 799-802页

作者： Duanyang Li Meishuan Li High Performance Ceramic Division Shenyang National Laboratory for Materials ScienceInstitute of Metal ResearchChinese Academy of SciencesShenyang 110016China Graduate School of Chinese Academy of Sciences Beijing 100039China

Porous y2Si05 ceramic was fabricated by freeze casting with tert-butyl alcohol as solvent. The porous y2sio5 ceramic possessed long straight pore structure. With decreasing solid loading from 20 to 10 vol.%, the porosity of the y2sio5 ceramic increased linearly from 45% to y2%, while the compressive strength declined from 23.2 to 3.2 MPa. The thermal conductivity of y2sio5 decreased from 2.34 W/mK for the dense bulk to 0.05 W/mK for the porous body with a porosity of 57%.

关键词： Porous ceramic yttrium Thermal conductivity Freeze casting y2sio5

y_2sio_5∶Ce^(3+)荧光体的基质多面体替换及其对发光性能的调控研究

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无机化学学报 2013年第4期29卷 665-670页

作者：罗懿夏志国中国地质大学(北京)材料学院北京100083

荧光材料基质的结构调制对于调控发光材料的发光性能,探索固体结构-性能关系具有重要的研究意义。本文以y2sio5基质为模型,分别利用Si/Al和Si/P取代,以[AlO4]和[PO4]四面体替换[sio4]四面体,设计合成了一系列组成为y1.95Si1-xAlxO5-xFx... 详细信息

荧光材料基质的结构调制对于调控发光材料的发光性能,探索固体结构-性能关系具有重要的研究意义。本文以y2sio5基质为模型,分别利用Si/Al和Si/P取代,以[AlO4]和[PO4]四面体替换[sio4]四面体,设计合成了一系列组成为y1.95Si1-xAlxO5-xFx∶0.05Ce3+(x=0.05,x=0.1,x=0.2,x=0.4,x=1)和y1.95-yCaySi1-yPyO5∶0.05Ce3+(y=0,y=0.02,y=0.04,y=0.06,y=0.08,y=0.2)的荧光材料。结合X射线衍射、荧光光谱、荧光寿命等测试手段对其进行了表征分析。结果表明,在x≤0.2,y≤0.04时得到的产物能够保持y2sio5的结构特征,在一定的基质组成替换范围内,设计合成的样品y1.95Si1-xAlxO5-xFx∶0.05Ce3+、y1.95-yCaySi1-yPyO5∶0.05Ce3+能提高发光强度,发射光谱呈现蓝移现象。荧光寿命测试表明这两个系列的化合物中Ce3+所处的基质环境变化较小,Ce3+发光也未产生较大的变化。

关键词： y2sio5 多面体替换发光性能

Optically pumped infrared stimulated radiation in Pr^(3+):y_2sio_5

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Chinese Optics Letters 2003年第3期1卷 168-170页

作者：张衍亮孙真荣李玉琼丁良恩王祖赓 Key Laboratory for Optics and Magnetic Resonance Spectroscopy Department of Physics East China Normal UniversityShanghai 200062

The infrared stimulated radiation of 1D2-3F2 and 1D2-3H6 transitions in Pr3+:y2sio5 (ySO) via pulsed laser pumping has been observed. The threshold energy, temperature dependence and divergence angle for the stimulate... 详细信息

关键词： in as for y2sio5 of ID Figure Wave from

Er^(3+)单掺与Er^(3+)/yb^(3+)共掺y_2sio_5的上转换发光

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功能材料 2008年第6期39卷 883-884,888页

作者：郑会龙曹望和大连海事大学光电子技术研究所辽宁大连116026

报道了一种新的上转换发光材料X2型y2sio5∶Er,yb并研究了yb3+浓度和泵浦功率对样品的上转换发光特性的影响:(1)随着yb3+浓度的增加,绿、红光发射均呈先增强后减弱的变化,但相对于绿光发射,红光发射受yb3+浓度的影响更剧烈,并且当12%(... 详细信息

报道了一种新的上转换发光材料X2型y2sio5∶Er,yb并研究了yb3+浓度和泵浦功率对样品的上转换发光特性的影响:(1)随着yb3+浓度的增加,绿、红光发射均呈先增强后减弱的变化,但相对于绿光发射,红光发射受yb3+浓度的影响更剧烈,并且当12%(摩尔分数)yb3+时,可以得到很纯的红光发射;(2)上转换发光强度与泵浦功率的关系表明,双光子吸收贡献样品的上转换发射。此外,讨论了可能的上转换机制。认为随着yb3+浓度增加,Er3+的激发态吸收、yb3+到Er3+的能量传递和Er3+的交叉弛豫对上转换发光的作用依次逐渐加强。

关键词： y2sio5 上转换稀土

太阳光激发UVC紫外上转换发光材料y_2sio_5∶Pr^(3+)的灭菌效果研究

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发光学报 2017年第12期38卷 1591-1596页

作者：刘东阳于增朝胡番陈璐杨艳民蔡淑珍河北大学物理科学与技术学院河北保定071002

制备了y_2sio_5∶Pr^(3+)上转换发光材料,首次实现了太阳光激发下的UVC(220~280 nm)紫外上转换发射。为检测紫外(UVC)上转换发光材料的灭菌效果,从土壤中筛选出铜绿假单胞菌并进行培养。为了便于观察,使用Syto9/PI染色剂对细菌着色。实... 详细信息

制备了y_2sio_5∶Pr^(3+)上转换发光材料,首次实现了太阳光激发下的UVC(220~280 nm)紫外上转换发射。为检测紫外(UVC)上转换发光材料的灭菌效果,从土壤中筛选出铜绿假单胞菌并进行培养。为了便于观察,使用Syto9/PI染色剂对细菌着色。实验结果显示:经过太阳光照射后,附着上转换材料的细菌的死亡率比没有上转换材料的细菌有明显的上升。这说明在太阳光的照射下,上转换材料能够将太阳光转化为紫外线并有效灭菌。

关键词： y2sio5 上转换铜绿假单胞菌 Syto9/PI

纳米晶y_2sio_5∶Eu的浓度猝灭研究

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发光学报 1998年第1期19卷 19-23页

作者：谢平波段昌奎张慰萍闫阔尹民楼立人夏上达中国科学院结构分析开放研究实验室中国科学技术大学物理系中国科学院激发态物理开放研究实验室

报道了分别用溶胶－凝胶法合成的Ｙ２ＳｉＯ５∶Ｅｕ纳米晶和用高温固相法合成常规尺度的Ｙ２ＳｉＯ５∶Ｅｕ材料的光致发光光谱和猝灭浓度的实验研究．结果表明：纳米Ｙ２－ｘＥｕｘＳｉＯ５比常规尺度的Ｙ２－ｘＥｕｘＳｉＯ５有更高... 详细信息

报道了分别用溶胶－凝胶法合成的Ｙ２ＳｉＯ５∶Ｅｕ纳米晶和用高温固相法合成常规尺度的Ｙ２ＳｉＯ５∶Ｅｕ材料的光致发光光谱和猝灭浓度的实验研究．结果表明：纳米Ｙ２－ｘＥｕｘＳｉＯ５比常规尺度的Ｙ２－ｘＥｕｘＳｉＯ５有更高的猝灭浓度和更高的发光亮度．理论分析认为这是由于在纳米材料中能量共振传递被阻断和猝灭中心在各个纳米晶内分布的涨落造成的．这个结果为高亮度的Ｙ２ＳｉＯ５∶Ｅｕ纳米材料的实际开发应用展示了广阔前景．

关键词：高猝灭浓度纳米微晶有量共振传递 y2sio5