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长余辉发光材料是一种特殊的功能材料,它能够吸收并储存能量,然后将能量以光能的形式释放出来。目前,发光性能最好的长余辉材料主要是Eu2+激活的铝酸盐和硅酸盐长余辉粉,被广泛应用于安全应急、建筑装潢、仪器仪表、电力和矿山等领域。本文运用燃烧法制备出了稀土掺杂铝酸盐与硅酸盐长余辉发光材料,分别用XRD和FE-SEM对产物的物相结构和形貌进行了表征,用光致发光测试(PL)和余辉衰减曲线对样品的发光性能进行了分析。本文研究的结果对长余辉发光粉工艺的创新和改进、产品配方的设计以及发光性能的提高等具有重要的意义。 1、采用燃烧法制备了Ca12Al14O33∶ Eu2+和Ca12Al14O33∶ Eu2+,Re3+(Re=Dy, La,Nd)靛蓝光长余辉发光粉。所制备的Ca12Al14O33∶ Eu2+、Ca12Al14O33∶ Eu2+,Dy3+、Ca12Al14O33∶ Eu2+,La3+和Ca12Al14O33∶ Eu2+,Nd3+长余辉发光粉的发射光谱均呈宽发射谱带,波长范围为390~530 nm,发光峰值也均位于443 nm;产物在紫外线或紫色光激发后发射靛蓝光;余辉时间分别为238 s、184 s、168 s和9120 s。 2、采用燃烧法制备了Ca12Al14O33∶ Eu2+,Nd3+靛蓝光长余辉发光粉。通过正交实验设计,以余辉时间为指标,研究了Eu2+的掺杂量、Nd3+的掺杂量、H3BO3的用量以及尿素的用量对制备条件的影响。研究结果表明:最优化方案制备的Ca12Al14O33∶ Eu2+,Nd3+长余辉发光粉的发射光谱呈宽发射谱带,波长范围为390~530 nm,发光峰值位于443 nm,余辉时间长达3240 s。 3、采用燃烧法在600℃下制备出不同Sr/Al比的铝酸盐长余辉发光粉的前驱体,然后将其在1250℃保温3h即可得到最终产物。结果表明:随着Sr/Al比值由1.5减小至0.25,最终产物的物相呈现出明显的过渡变化,包括Sr3Al2O6相、SrAl2O4相、Sr4Al14O25相和SrAl12O19相,发射峰值由512 nm蓝移至490 nm;当Sr/Al=0.29时,得到Sr4Al14O25纯相;当Sr/Al=0.25时,得到Sr4Al14O25相和SrAl12O19相,产物的余辉时间达到54.2 h。 4、采用燃烧法在750℃下制备前驱体,将其在1050℃保温3h后即可制备出发蓝光的SrMgSi2O6∶ Eu2+,Dy3+,Mn2+(或Cr3+)长余辉发光粉。其激发和发射光谱均为宽谱带,激发峰值和发射峰值均分别位于为361 nm和469 nm;当Mn2+的掺杂量为0.5%时,SrMgSi2O6∶ Eu2+,Dy3+,Mn2+长余辉发光粉的余辉时间为13.5h;当Cr3+的掺杂量为0.5%时,SrMgSi2O6∶ Eu2+,Dy3+,Cr3+长余辉发光粉的余辉时间为17.1h;掺杂少量的Cr3+不影响SrMgSi2O6∶ Eu2+,Dy3+发射峰的位置和形状,但降低了材料的发光强度,说明Cr3+在材料的发光强度方面有猝灭作用。