System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料及其制备方法技术_技高网

一种铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料及其制备方法技术

技术编号:40552156 阅读:8 留言:0更新日期:2024-03-05 19:11
本发明专利技术公开了一种铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料及其制备方法,其中所述铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料的化学式为:Ba<subgt;1.98‑x</subgt;Al<subgt;2</subgt;SiO<subgt;7</subgt;:0.02Eu<supgt;2+</supgt;,xNd<supgt;3+</supgt;其中,0.005≤x≤0.08。其制备方法为:S1:按照化学计量比称量BaCO<subgt;3</subgt;、SiO<subgt;2</subgt;、Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、Eu<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;和Nd<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;,并将称量好的材料混合研磨成粉末状;S2:将步骤S1研磨得到的粉末状材料在还原气氛下进行烧结,烧结温度为1250‑1350℃,烧结时间为3‑4h,随后冷却至室温,将冷却后的材料进行研磨,得到铕和钕共掺杂的铝硅酸钡荧光粉粉体Ba<subgt;2</subgt;Al<subgt;2</subgt;SiO<subgt;7</subgt;:Eu<supgt;2+</supgt;,Nd<supgt;3+</supgt;。本发明专利技术公开的一种铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料及其制备方法,以Ba<subgt;2</subgt;Al<subgt;2</subgt;SiO<subgt;7</subgt;铝硅酸盐作为基质单掺杂Eu<supgt;2+</supgt;,提高了长余辉发光性能、热释发光的陷阱能级和光激励发光性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及稀土发光材料,尤其涉及一种铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料及其制备方法


技术介绍

1、发光材料主要指的是材料样品吸收外界能量后进行转换,进而转变成非平衡光辐射的材料。发光材料可按照激发方式区分,包括:电致发光,激发方式为受到电场及气体放电作用;x射线发光,激发方式为被x射线照射;生物发光,激发方式为生物自身过程;化学发光,激发方式为化学反应过程;光致发光,激发方式为受到光照;阴极射线发光激发方式为被高能电子束轰击;摩擦发光,激发方式为外界压力以及物理摩擦作用。

2、为了区分材料是否发光,通常可以对材料进行激发,但是不发光的材料如果有强激发也可能产生发光,因此发光材料是否发光本身没有严格的定义。按照掺杂方式的不同也可将固体发光材料分为未掺杂和掺杂材料。顾名思义,基质材料中不进行掺杂,且在原有的状态下被激发就可产生发光的材料即未掺杂材料。相反,只有在基质材料中进行掺杂才能被激发进而产生发光的材料即掺杂材料,如:稀土离子、其他掺杂物质等。对比未掺杂材料和掺杂材料,掺杂材料在研究中经常应用。而发光材料中作为发光中心的基质晶格则是由在材料中掺杂的物质组成。稀土发光材料就是掺杂材料分类中最常应用的一类。

3、稀土发光材料是在材料中进行稀土掺杂进而产生发光的材料。对于这种材料来说,掺杂的稀土元素主要充当发光中心。

4、材料中当收到外界激发光源或者太阳光照射后,当激发停止后在无光源的较暗环境或者黑暗环境中可以观察到可分辨且明亮的可见光,这种材料被称作是长余辉发光材料。长余辉材料持久发光的主要原理是通过当对发光材料进行有效激发时,材料中的能量除了一部分在室温下进行发光,另外一部分能量在材料中存储起来,并不断释放,此过程可以进行多次。

5、目前,以铝硅酸盐作为基质的长余辉材料受到广泛关注,由于现有以铝硅酸盐作为基质的长余辉材料效率不高,长余辉时间发光时间不长,离子掺杂无法很好改善长余辉发光的时间以及陷阱能级的问题,使得长余辉深陷阱制备过程中基质材料以及储存能量性能不高。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的长余辉深陷阱制备过程中基质材料以及储存能量性能不高的问题,本专利技术的目的在于提供一种铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料及其制备方法,以ba2al2sio7铝硅酸盐作为基质单掺杂eu2+,提高了长余辉发光性能、热释发光的陷阱能级和光激励发光性能。

2、为实现上述目的,本专利技术提供了如下技术方案:一种铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料,其化学式为:ba1.98-xal2sio7:0.02eu2+,xnd3+

3、其中,0.005≤x≤0.08。

4、进一步地,当x的值为0.04时,所述铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料的化学式为:ba1.94al2sio7:0.02eu2+,0.04nd3+。

5、所述的铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料的制备方法,包括如下步骤:

6、s1:按照化学计量比nba:nal:nsi:neu:nnd=(1-x-y):1:2:y:x(0.001≤y≤0.04,0.005≤x≤0.08)称量baco3、sio2、al2o3、eu2o3和nd2o3,并将称量好的材料混合研磨成粉末状;

7、s2:将步骤s1研磨得到的粉末状材料在还原气氛下进行烧结,烧结温度为1250-1350℃,烧结时间为3-4h,随后冷却至室温,将冷却后的材料进行研磨,得到铕和钕共掺杂的铝硅酸钡荧光粉粉体ba2al2sio7:eu2+,nd3+。

8、进一步地,步骤s1中,将材料用酒精研磨,研磨时间为30-60min。

9、进一步地,步骤s2中,将研磨得到的粉末状材料在碳粉还原气氛或氮氢混合气还原气氛下烧结,烧结温度为1250℃,烧结时间为4h。

10、进一步地,所述铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料的陷阱深度为0.97ev;激发光源包括紫外光、可见光、x射线。

11、进一步地,所述铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料,在监测波长为303nm时,其激发光谱为280-390nm的宽带激发;在303nm的激发下,发射峰位于550nm附近,发出绿光。

12、综上所述,本专利技术具有以下有益效果:

13、1.本专利技术通过xrd测试,明确在高温1250℃保持4h可以制备得到高纯度,晶体结晶性优良的荧光粉,该荧光粉可以被280nm-390nm宽带激发,峰值波长为330nm。在发射光谱峰值波长550nm有强烈的绿光发射。

14、2.本专利技术在不同浓度nd3+掺杂后,ba1.98al2si2o8:0.02eu2+在原基础上引入更深的陷阱能级,特别是ba1.94al2sio7:0.02eu2+,0.04nd3+最深热释光陷阱为485k,陷阱0.97ev。

15、3.本专利技术制备的光存储材料与以往材料相比,性能极大提升,在光存储性能测试中,共掺杂样品的光激励发光初始强度与单掺杂eu2+相比均有明显提高ba1.94al2sio7:0.02eu2+,0.04nd3+样品光存储时间长达45h。ba1.94al2sio7:0.02eu2+,0.04nd3+样品既适用于新型在近紫外被宽带激发的白光led绿光长余辉荧光粉,也是一种高性能的光信息存储材料。

16、4.本专利技术制备得到的光信息存储材料适用于在医疗检测、电子通讯、电子显微镜照相和信息存储等多个应用领域。

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【技术保护点】

1.一种铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料,其特征在于,其化学式为:Ba1.98-xAl2SiO7:0.02Eu2+,xNd3+

2.根据权利要求1所述的一种铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料,其特征在于,当x的值为0.04时,所述铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料的化学式为:Ba1.94Al2SiO7:0.02Eu2+,0.04Nd3+。

3.权利要求1-2任意一项所述的铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料的制备方法,其特征在于,步骤S1中,将材料用酒精研磨,研磨时间为30-60min。

5.根据权利要求3所述的铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料的制备方法,其特征在于,步骤S2中,将研磨得到的粉末状材料在碳粉还原气氛或氮氢混合气还原气氛下烧结,烧结温度为1250℃,烧结时间为4h。

6.根据权利要求3所述的铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料的制备方法,其特征在于,所述铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料的陷阱深度为0.97eV;激发光源包括紫外光、可见光、X射线。

7.根据权利要求3所述的铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料的制备方法,其特征在于,所述铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料,在监测波长为303nm时,其激发光谱为280-390nm的宽带激发;在303nm的激发下,发射峰位于550nm附近,发出绿光。

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【技术特征摘要】

1.一种铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料,其特征在于,其化学式为:ba1.98-xal2sio7:0.02eu2+,xnd3+

2.根据权利要求1所述的一种铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料,其特征在于,当x的值为0.04时,所述铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料的化学式为:ba1.94al2sio7:0.02eu2+,0.04nd3+。

3.权利要求1-2任意一项所述的铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的铕、钕共掺杂的铝硅酸钡光存储发光材料的制备方法,其特征在于,步骤s1中,将材料用酒精研磨,研磨时间为30-60min。

5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋文斌刘盛意
申请(专利权)人:大连东软信息学院
类型:发明
国别省市:

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