燃烧法制备铝酸锶蓄能发光材料的研究
于长凤1刘俊荣2梁耀龙 2 唐奇 2 朱小平 1 张缇2
（1.景德镇陶瓷学院，2.佛山欧神诺陶瓷股份有限公司）
摘要：本文围绕燃烧法制备铝酸锶发光材料开展试制研究。考察了铝锶比、激活剂离子、燃烧添加剂的加入量对荧光强度及余辉时间的影响。对制备的荧光粉末进行了XRD、SEM分析检测，XRD分析表明当铝锶比为1.76时，燃烧法合成的铝酸锶荧光粉主晶相是SrAl2O4；当铝锶比为3.03，合成的主晶相为SrAl2O4和Sr4Al14O25两种晶型。
试制结果表明，当Al/Sr(mol比)=1.76，Eu3＋与Dy3＋加入量分别为0.40mol%，H3BO3加入量为0.05mol，燃烧添加剂脲的加入量为反应物摩尔总量的2.8～3倍时，在600～700℃的电炉中即可燃烧合成得到发光亮度高、余辉时间长达24小时以上的黄绿色蓄能发光粉末材料。
关键词:燃烧合成法；铝酸锶蓄能发光材料；长余辉荧光材料
SrAl2O4：Eu2+，Dy3+系蓄能发光材料是一种符合环保要求的新型材料。目前市场上出售是采用固相法合成的铝酸锶荧光材料，是在1350～1500℃高温长时间的还原条件下得到发光材料［1］。其优点是合成物晶相稳定，粉末发光效果也稳定。但由于高温合成还需要通过细粉碎工艺才能制得粉末蓄能发光材料，粉碎过程不宜采用湿法，否则对发光效果有明显减弱，而且会产生粉尘。可见固相法合成铝酸锶发光材料，耗能耗时，不经济不环保。本文将通过燃烧法（自蔓延合成法）制备发光材料，并通过试制研究探讨改变Sr/Al比、激活剂、反应条件等对SrAl2O4:Er2+，Dy3+发光材料性能的影响。
1 实验
1.1 实验原料与仪器设备
燃烧法制备铝酸锶荧光材料的试验中所用的原料均为化工原料。Sr(NO3)2（A.R）、
Al(NO
3)
3
·9H
2
O（A.R）、Eu
2
O
3
（99.99％）、Dy2O3(99.99%)、H2NCONH2（A.R）、H3BO3（A.R）、
HCl（A.R）、HNO
3
（A.R）等。
实验所用仪器设备主要有：JA2003N型电子天平、101—3电热鼓风干燥箱、JB300-D强力电动磁力搅拌机, XQM-2L变频式行星球磨机、769YP-24B小型粉末压片机、SJJ-14型电炉等。
对制备的试样进行了X－衍射分析、扫描电镜分析。X射线衍射分析所用仪器是德国布鲁克（Bruker）公司Advance D8型X射线衍射仪，主要测试参数为:Cu靶，步进扫描速度0.02度/分，测量范围10-60°。扫描电镜分析是采用日本JEOL JSM-6700F场发射扫描电镜(FESEM)。
1.2 实验方法与流程
燃烧合成法（自蔓延合成法）是制备无机材料的一种新方法。本实验采用燃烧合成法制备铝酸锶长余辉发光材料，并研究配料组成及反应条件对SrAl2O4Eu2+，Dy3+荧光材料性能的影响。
燃烧合成法的实验流程:：
（1）0.02mol/L 硝酸Eu3＋、硝酸Dy3＋溶液的配制；（2）将Al(NO3)3.9H2O、Sr（NO3）2和
一定量H3BO3混合，加适量蒸馏水配成混合溶液；（3）在电阻丝炉上小火加热，使全部物质溶解并浓缩至一定体积；（4）将混合液倒入称有一定量脲的耐热陶瓷反应容器中，搅拌均匀后（5）置于预先加热至500～900℃的电炉中，可观察到燃烧反应的全过程：2～3min后，开始有轻烟冒出，4～6min开始冒浓烟，并产生淡黄色火焰，6～8min剧烈燃烧等一系列变化。与此同时有大量气体放出，生成疏松的白色泡沫状反应物。.由于反应结束的时间与热量传递有关，整个反应过程根据反应溶液的量及耐热陶瓷反应容器的大小及器壁的厚薄不同有所不同，通常在8～15min 钟左右结束。（5）冷却到300℃以下，从电炉中取出试样，进行自然冷却；（6）待样品冷却至室温，干磨3～5min，得到粉末状样品。
1.3 配料组成的实验设计
用正交试验法安排试验，取四个因素: 铝锶比、硼酸量、及镝铕含量。并分别对每个因素各取三个水平。铝锶比（mol比）＝1.76,2.1；，3.03；硼酸用量＝12，15，18mol%；铕镝加入量分别＝0.4,0.7,1 mol%;。（固定反应温度即炉温T＝600℃，脲(反应物mol总量的3倍)：0.56 mol）
对正交试验的结果进行评价处理，目测相对发光强度，并进行打分和极差分析，可初步定出影响发光因素的趋势。在选定的四个因素中对荧光体余辉亮度影响的主次秩序为: 激活剂Eu的加入量、铝锶比、硼酸的量、镝的量。
试验各因素的合理组合: A1B3C1D1
即铝锶比(mol)A2＝1.76，硼含量B3＝18mol％，铕加入量C3＝镝加入量D1＝0.40mol％，固定反应炉温为600℃，脲的加入量为0.56mol。从而确定了实验的基础配方和初始工艺条件。
1.4 燃烧合成法的制备工艺研究
（1）改变燃烧法合成温度的研究
为探讨燃烧合成温度对合成材料发光性能的影响，设定的温度分别为：500、600、700、80 0、900、1000、1100、1200℃进行试验，按照上述试验确定的配料组成，将预热后的配料混合液分别置于上述温度的电炉中进行合成后，进行XRD分析和荧光光谱分析，以确定燃烧合成温度对SrAl2O4Eu2+，Dy3+荧光材料结构和发光性能的影响规律。
（2）改变燃烧添加剂脲用量的研究
为摸索燃烧法合成中，燃烧添加剂脲（也称尿素）的用量对合成材料发光性能的影响，在同一个配料的几个试样中，分别加入不同量的尿素量，观察合成物的发光效果。以确定尿素用量对SrAl2O4Eu2+，Dy3+荧光材料发光性能的影响规律。固定反应物的量，试验设定尿素用量(反应物mol总量的2～5倍)：0.37, 0.56,1.13，1.85mol。
2 结果分析与讨论
2.1 配料组成对SrAl2O4:Eu2+，Dy3+荧光材料发光性能的影响分析
通过多组对照实验，发现铝锶比对样品的发光颜色有着非常明显的影响。随着铝锶比增大，荧光粉的发光颜色从黄绿转变为蓝绿色。即铝锶比在1.76的样品呈黄绿色，而Al/Sr为3.03时，样品呈蓝绿色。
XRD分析结果（见图1和图2）表明，铝锶比为1.76的样品，其主晶相为单斜晶系的SrAl2O4。而铝锶比为3.03的样品的中存在SrAl2O4和Sr4Al14O25两种晶型。据资料介绍，Sr4Al14O25其中存在2种杂相晶型，属于混晶结构［2］。该储能发光材料所用的激活剂是稀土Eu离子和Dy离子，荧光材料的发光效应，是利用稀土离子的特殊电子构型，使得电子吸收能量时在4f-5d 间发生跃迁，回到基态时放出能量，产生发光。也就是它们的电子跃迁发射的光波长在铝锶比为1.76和铝锶比为3.03时是不同的。当能量差盐越大，发射的波长越短[3]。铝锶比为1.76的样品发黄绿色光
其波长为520nm,，而铝锶比在3.03时蓝绿色光波长为
图1 铝锶比＝1.76的XRD 图2 铝锶比＝3.03的XRD 图
Fig.1 The XRD pattern of Fig. 2 The XRD pattern of
the sample with Al/Sr=1.76 the sample with Al/Sr=3.03
2.2 合成温度对发光材料的发光性能的影响
对于储能发光材料而言，制备的发光粉末发光强度大，余辉时间长是重要的指标。为了考察合成温度对发光材料的发光性能的影响，采用同一个铝锶比（摩尔比为1.76）的配料组成，分别在500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃不同温度的炉温条件下，进行燃烧合成。
实验结果表明，在炉温为500-1200℃的条件下，由燃烧法制备SrAl 2O 4:Eu 2+，Dy 3+荧光材料，均可得到发光性能较好的发光样品。:随着炉温的逐渐升高，在被试验的炉温范围内，冷却后所得粉末试样均能在外接光源或太阳光的激发后发出黄绿色的荧光。而且合成物的荧光亮度基本上接近，没有明显差异。这可以从该反应系统的特点来说明。
燃烧合成法也称自蔓延合成法。在燃烧法合成铝酸锶的反应系统中，所用原料都是硝酸盐。硝酸本身是强氧化剂，易燃物，其熔点－42℃，硝酸铝的熔点73℃，硝酸锶的熔点为570℃，而且作为助燃剂的尿素其熔点也只有132℃。可见，整个反应系统的燃点较低。当反应溶液的量确定，只要反应炉温预热到400℃以上，提供了反应混合液水分蒸干及燃点的条件，就能产生燃烧。而且当配料组成确定，则反应溶液的量即确定，反应混合液水分蒸干的速度也就确定了，只要炉温达到燃点以上，就能燃烧。并且该系统能通过自蔓延燃烧，反应以燃烧波的方式向尚未反应的区域迅速推进，放出大量的热，使得反应系统内的实际温度达到1500～1600℃左右，直至反应物
消耗殆尽，从而合成得到反应产物。因此，预热的炉温只是为反应提供了起燃点[4]，对合成产物
的发光性能影响不大。
综上所述，在试验的炉温内都能合成发光产物。从节能的角度考虑，炉温为600℃的条件下燃烧合成较适宜。在此温度条件下燃烧合成得到的试样，发光亮度较大，余辉时间长，颗粒细，且样品疏松易磨细。
Y A x i s T i t l e X Axis Title Y A x i s T i t l e X Axis Title
图3是用燃烧法制备的SrAl2O4:Eu2+，Dy3+的扫描电镜照片。它反映了不同温度下试样的颗粒微观形貌分析。做扫描电镜的检测的三个样品：(a)1＃样品是在600℃炉温下燃烧反应合成后的；(b)2＃样品1100℃处理；(c)3＃样品1200℃处理。
从扫描照片中可以看出燃烧法合成的产物晶体细密紧凑，形状呈球型，晶粒尺寸大约都在1μm左右。结晶效果明显。
由扫描电镜图片可知：所合成的荧光粉中都存在大量的孔隙。由此可知，所得荧光粉的强度不会很大，便于对其粉磨加工。
比较图3（a）～(c)可知：2＃样品和3＃样品的颗粒比1＃样品的大，表明随样品处理温度的提高，其晶粒有一个长大过程，尤其是1200℃处理后晶粒长大更明显。1＃样品图片上的小颗粒较多，标寸对比可知，小颗粒尺寸都在10微米以下，故可断定在600℃炉温下燃烧合成荧光粉粉未大部应在1μm级。
（a）600℃炉温下燃烧反应合成
（b）1100℃炉温下燃烧反应合成
（c）1200℃炉温下燃烧反应合成
图3 不同温度的样品SEM照片
2.3 脲的加入量对合成荧光材料的发光亮度影响分析
为考察尿素的加入量对燃烧合成荧光材料发光性能的影响，在同一配料混合液中，加入不同量的尿素，在炉温为600℃和摩尔分数为0.169 H3BO3的条件下，合成荧光材料。
试验表明，尿素的用量只有在一适当的范围内，对合成的荧光发光亮度有利，过少或过多都无益。尿素［分子式：CO（NH2）2］在氧化条件发生下列反应：
2CO（NH2）2＋3/2O2——2CO2 ＋2NH3＋N2＋H2O
可见，尿素在燃烧反应中产生大量惰性气体和还原性气体。当加入适量尿素时，产生的惰性气体和还原性气体起到保护Eu2＋、Dy3＋不被氧化[5]。当加入量少，则不能产生足够的还原性气体，使得部分Eu2+和Dy3+被氧化，产生的激活中心数目减少，即发光中心减少，因此对合成的荧光材料发光亮度不利。
当加入过量的尿素，产生的气体必然增多，在剧烈的燃烧中大量气体则意味着大量泡沫的存在，泡沫的孔隙使反应物之间距离增大，阻碍了反应物颗粒之间的接触，降低了反应活性。导致合成的荧光材料发光亮度会有所下降。
3 结论
通过燃烧法制备铝酸锶蓄能发光材料的试制研究，得到以下结论：
（1）当Al/Sr(mol)=1.76，Eu2+离子掺杂浓度为0.40mol％，Dy3+离子的掺杂浓度为0.40mol％，助熔剂H3BO3加0.05mol，燃烧剂脲的加入量为0.56 mol的配料组成混合液，在预热到600℃的电炉中即可燃烧合成得到发光亮度高、余辉时间长达24h的黄绿色蓄能发光粉末材料。
（2）改变铝锶比所得荧光材料的主晶相不同，发光的颜色也有所不同。固定合成温度为600℃，当铝锶比＝1.76左右时，主晶相为SrAl2O4，发出的荧光呈黄绿色。当铝锶比＝3.03时，铝酸锶荧光粉主晶相是SrAl2O4和Sr4Al14O25两种晶型，而且荧光呈蓝绿色。
（3）提高合成温度可以有效提高荧光材料的耐高温性能,但随着合成温度的升高,荧光材料的硬度变大,密度逐步增大，烧成后表观颗粒也变大。
参考文献：
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Preparation of SrAl2O3:Eu3+ luminescent material
by combustion method
YU Changfeng1 Liu.Junrong2, Liang.Yaolong2, Tang Qi2, Zhu Xiaoping1, Zhang Ti
(1.Jingdezhen Ceramic Institute, Jingdezhen 333001;
(2.Ou Shennuo Chinaware limited company, FoShan 528000)
Abstract
SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ fluorescent material was prepared by combustion method. It was investigated that Al/Sr ratio, activate agent ions, quantity of incendiary agent’s effects on material’s fluorescence intensity and time of persistence. Samples were characterized with XRD, SEM, tests shown that the main phase was SrAl2O4 while Al/Sr ratio was 1.76; when Al/Sr ratio was 3.03,the main phases were SrAl2O4 and Sr4Al14O25.
Experimental result shown that high luminescence brightness with more than 24h of persistence green fluorescent material were combustion synthesized at the temperature of 600~700℃, while Al/Sr ratio was 1.76, with 0.042mol% Eu2+ and Dy3＋, 0.05mol H3BO3, and the amount of urea was 2.8~3 times of the other reactants total mole numbers.
KeyWords: combustion synthesis method; SrAl2O4 luminescent material; flourescent material; long afterglow
第一作者简介：于长凤，女，教授，硕士生导师。
微纳米干粉体脉冲喷射燃烧法制备Ｙ ２Ｏ３∶Ｅｕ３＋ 发光材料芯片＊ 王 懿，侯丽雅，章维一 （南京理工大学机械工程学院，江苏南京２１００９４） 摘 要： 采用基于微流体数字化技术的微纳米干粉 体脉冲喷射燃烧法制备了Ｙ ２Ｏ３∶Ｅｕ３＋发光材料芯 片，用紫外分析仪和荧光光谱仪对材料芯片进行了分析和表征。与组合液滴喷射法的间接作业不同，微纳米干粉体脉冲喷射燃烧法直接喷射原材料粉体进行材料芯片制备作业，无需配制溶液或悬浮液，简化了制备工艺流程、提高了材料芯片制备效率。 关键词： 组合材料学；发光材料；脉冲惯性力；粉体喷射；燃烧法 中图分类号： Ｏ４８２．３１文献标识码：Ａ文章编号：１００１－９７３１（２０１０）１１－２０２２－０４ １ 引 言 组合材料学（Ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｉａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ）兴起于２０世纪９０年代中期［１－３］，是组合方法与材料科学相结合而形成的一门新兴交叉学科，其目标是通过采用并行合成、高通量表征的研究策略，短时间内用有限步骤快速合成大量不同的样品，形成材料样品库（材料芯片）、并快速表征它们的性质，来实现新材料的高效筛选／优化。 发光材料是日常生活中不可缺少的材料，为了发展和推广高效、节能照明器具，迫切需要寻找具有高效、稳定、色纯度高等特点的新型发光材料。一般情况，材料工作者依靠经验和直觉，通过＂炒菜法＂或＂试错法＂，采用一次一个组分的方法来寻找新型发光材料。这种研究模式由于周期长、成本高，难以满足社会高速发展的需求。 组合方法的运用有效促进了发光材料的开发，Ｓｕｎ等人采用溶液喷射技术制备了包含１００个微型粉末样品的发光材料库［４］；Ｗａｎｇ等人采用四元物理掩膜与光刻相结合的技术制备了由１０２４个分立样品组成的薄膜样品库，并从中筛选出一种高效蓝色荧光复合材料Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２／ＳｉＯ２［５］；Ｍｏｒｄｋｏｖｉｃｈ等人采用二元及多元组分梯度技术制备样品库，发现并优化了４种低压阴极射线发光良好的ＺｎＯ基荧光粉［６］；Ｃｈｅｎ等人拓展了组合液滴喷射合成技术的应用范围，以悬浮液为前驱体喷射合成的荧光材料库［７］，但是悬浮液需要专用设备花费数小时制备［８］；近年来，Ｇａｏ等人采用组合溶液喷射法对平板显示技术（ＰＤＰ／ＬＥＤ）所需的荧 光材料进行了研究［９－１１］。这些材料芯片制备技术均是使用反应物的溶液点样和混合，挥发掉溶剂后再进行固相反应的间接作业，存在因反应物不同需寻找不同溶剂造成工作量大、甚至因溶解度过低溶液难配制等问题。 本文为提高材料芯片制备效率，采用基于微流体数字化技术的微纳米干粉体脉冲喷射燃烧法，进行Ｙ２Ｏ３∶Ｅｕ３＋发光材料芯片的制备实验研究，探索直接输送干粉体进行材料芯片合成的新方法。 ２ 原 理 ２．１ 微流体数字化技术 本课题研究起点是南京理工大学微系统研究室发明的、拥有自主知识产权的微流体数字化技术［１２－１４］。微流体数字化技术的原创技术特征如下：方法上以脉冲为微流动基本形态；以脉冲当地惯性力为主动力；以脉冲波形、频率、幅值、相位、波数、波序列为驱动－控制－扰动参量；装置上既无微可动件又无嵌入式微电路；以外部宏驱动器影响微流道内部流动。性能上：适用流体广，包括各种液体和粉体；流动分辨率高达飞升级；脉冲量规整、序列可控的数字化流动；可靠性高、抗固粒堵塞、气泡阻断；工作条件利于保持生物活性；结构简、成本低［１３，１４］。 ２．２ 微纳米干粉体脉冲喷射燃烧法 微纳米干粉体脉冲喷射燃烧法的材料芯片合成大致可分为两步：一是微量反应原料向微反应器的精确输送；二是微反应器中化学反应的控制。难点主要在第一步，而第二步则与传统的常规材料合成基本相同。微纳米干粉体脉冲喷射燃烧法采用微流体数字化技术输送微量粉体，之后在反应器内进行燃烧反应生成材料样品库。其输送特点为：直接使用原材料粉体，无需制备溶液或悬浮液。 ３ Ｙ２Ｏ３∶Ｅｕ３＋发光材料芯片的制备 ３．１ 系统构成 本文以电磁铁为作动器搭建了微纳米干粉体脉冲喷射系统，通过撞击产生脉冲惯性力喷射微纳米干粉体至陶瓷点滴板各孔内，由脉冲频率和幅值控制喷射流量，之后经阵列燃烧［１５］得到所需样品库。 ２２０ ２２０１０年第１１期（４１）卷 ＊基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０９７５１５２）；南京理工大学自主科研专项计划资助项目（２０１０ＧＪＰＹ００６）收到初稿日期：２０１０－０４－０２收到修改稿日期：２０１０－０９－１５ 通讯作者：侯丽雅 作者简介：王 懿 （１９８６－），男，安徽芜湖人，在读硕士，师承侯丽雅教授，从事组合材料芯片技术及应用研究。
1 02121289.9 一种有机电致发光材料及其应用 2 02134788. 3 稀土高分子光致发光材料及其合成方法 3 01124165.9 一种纳米级超长余辉硅铝复合盐类发光材料及其制备方法 4 01133301.4 电致发光材料包膜 5 02130973. 6 一种电致发光磷光材料及其应用 6 01136619.2 一种非放射性环保蓄能发光材料及其制备方法 7 02134210.5 含硒杂环化合物的聚合物及其在制备发光材料中的应用 8 02125386.2 一种合成长余辉发光材料的新方法 9 02155860.4 允许由给体转移有机材料以便在有机发光二极管器件内形成层的设备 10 02124569.X 亚甲基吡咯金属络合物、使用该络合物的发光元件材料以及发光元件 11 02132760.2 含有高可见发光效率的CdTe纳米晶透明聚合物体相材料的制备方法 12 01804068.3 发光元件材料和使用该材料的发光元件 13 99816847.5 光致发光的半导体材料 14 02124757.9 脂环式环氧化合物、其制造方法和组成物及发光二极管用密封材料 15 02135615.7 有机电致发光材料8-羟基喹啉铝的制备方法 16 01138882.X 超长余辉高亮度蓝紫色发光材料的制备方法 17 01138883.8 铝酸盐高亮度长余辉发光材料及其制备方法 18 02157031.0 用于转移有机材料以形成有机发光装置中的结构层的方法 19 03112784.3 纳米发光复合材料及其制备方法 20 03113677.X 含镉氧化物长余辉发光材料及其制备方法 21 02103614.4 基于纳米材料的发光气敏传感器及纳米材料的成膜工艺
目录 1 引言 ................................................................... 1.1 稀土荧光材料的概述................................................ 1.2 稀土离子的发光颜色................................................ 1.3 荧光材料发光的主要原理............................................ 1.4稀土荧光材料的制备方法 ............................................ 1.4.1水热合成法................................................... 1.4.2高温固相反应法............................................... 1.4.3燃烧法....................................................... 1.4.4共沉淀法..................................................... 2 实验部分 ............................................................... 2.1 实验仪器、药品.................................................... 2.2 实验过程.......................................................... 2.2.1 溶液的配置 .................................................. 2.2.2 实验步骤 .................................................... 3 结果与讨论 ............................................................. 3.1 水热合成制备稀土荧光材料.......................................... 3.2燃烧法制备稀土荧光材料 ............................................ 4 实验结论 ............................................................... 参考文献 ................................................................. 致谢 .. (9)
项目名称：燃烧法制备CaMoO4:Dy3+荧光粉 系别： 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导老师： 时间: 2014年 12 月 30 日
材料专业综合设计实验报告 燃烧法制备CaMoO4:Dy3+荧光粉 1实验目的 1）熟悉和掌握CaMoO4:Dy3+材料制备工艺过程及原理及性能测试与结构表征； 2）理解共沉淀法工艺因素对材料性质与结构的影响； 3）培养学生的创新意识、创新能力、科学态度，使其具有较强动手实践能力、初步的科研开发能力和科技研究能力； 4）培养学生综合设计实验的能力，提高分析问题、解决问题和动手能力，为学生毕业后从事材料生产与检测奠定基础。 2 实验原理及步骤 2.1 概述 对稀土发光材料进行微/纳米级调控,使其具有一系列一般体相材料无法比拟的优异的物理化学性质和丰富的光谱性能,有望在传感器、光电器件、高分辨平板显示以及生物标识等多个领域存在广泛的潜在应用价值。一般来讲,微/纳米发光材料的性质及应用和它的晶体结构、化学组成、尺寸、形貌和维度等相关都很密切。只有精确地控制微/纳米材料的尺寸和形貌,才能使我们获得良好性能的发光材料。因此,调节和控制微/纳米发光材料的形貌,从而获得具有良好的发光性能的新材料,发展新应用,是目前科研工作的难点,也是重点。 半导体白色发光二极管(light emitting diodes,简称白光LED)作为一种新型固态照明器件，具有发光效率高、寿命长、体积小、反应速度快、稳定性好、无污染、节能环保等优点。目前比白炽灯省电80％，比荧光灯省电50％，被称为新一代照明光源。广泛应用于移动通讯.城市景观照明、汽车灯、交通信号灯、LCD 背光源、室内外普通照明等多种照明领域[1]。受到广泛关注，具有广阔的应用前景。但是目前的LED由蓝光和黄光组合得到白光,由于缺少红色光谱的成分,显色指数较低；因为红色荧光粉对调制白光的色温以及提高显色指数有重要作用。 为了获得稳定性高、发光强度高、发光效率高的红色荧光粉，本课题主要研究了钼酸盐红色荧光粉的燃烧法制备和性能表征，以钼酸钙为基质，以Eu3＋为激活剂，研究了掺入Sr2+、Li+、Na+、K+时产物的荧光性质，通过不断调整原料的配比，寻求合成温度、反应时间等条件的最佳值，尝试不同的制备工艺，寻求最佳原料配比和最佳工艺条件，为适用于白光LED红色荧光粉的研究做出一定探索和贡献，促进白光LED的发展。 稀土发光材料的合成方法有传统高温固相法、溶胶－凝胶法、水热合成法、共沉淀法、燃烧法、微波辐射法等，其中高温固相法工艺较成熟，已经广泛应用。目前制备 CaMoO4:Dy3+的试验方法主要有高温固相法[2]沉淀法[3]溶胶-凝胶法[4] 而尚未见用燃烧法合成 CaMoO4:Dy3+的实验报到。 本实验采用燃烧法，燃烧合成 (Combustion Synthesis ，缩写 CS) ，也称自蔓延高温合成，是一高放热的化学体系经外部能量诱发局部化学反应（点燃），形成其前沿（燃烧波），使化学反应持续蔓延，直至整个反应体系，最后达到合成所需材料目的的技术 稀土掺杂的荧光材料历来是众多研究学者在发光领域关注的热点问题。由于其独特的电子构型和特殊的发光性质，使其在固态激光器，传感器，通讯，显示以及照明等领域具有广泛的应用。
发光材料的制备方法 随着发光材料基质类型的不断发展，其制备方法也逐渐趋于多样化[7~10]针对各种基质的特点，相应发展出了溶胶－凝胶法、高温固相法、燃烧合成法、微波加热法、水热法、喷雾热解法、化学沉淀法、电弧法等制备技术。这些制备方法的基本原理有着显著的差别，适用性也有所不同，具有较强的针对性。 1、溶胶—凝胶法 溶胶一凝胶法(Sol-Gel)是低温合成材料的一种新工艺，它最早是用来合成玻璃的，但近十多年来，一直是玻璃陶瓷等先进材料合成技术研究的热点，其原理是将组成元素的金属无机或有机化合物作为先驱体，经过水解形成凝胶，这些凝胶经过烘干成为玻璃粉末并进行成型，再在较低温度下进行烧结，形成玻璃陶瓷。溶胶一凝胶法是应用前景非常广泛的合成方法。它是采用特定的材料前驱体在一定条件下水解，形成溶胶，然后经溶剂挥发及加热等处理，使溶胶转变成网状结构的凝胶，再经过适当的后处理工艺形成纳米材料的一种方法。 利用溶胶一凝胶法(Sol-Gel)制备发光材料时，把选好的基质材料制成溶液，配以激活剂、助溶剂等的有机化合物溶液或化合物的水溶液，混合均匀，溶液静化数小时后形成凝胶，经干燥、灼烧除去有机物后，再在一定气氛下烧结成产品，得到发光材料粉体。范恩荣[11]用溶胶一凝胶新工艺制备出硅酸锌、硅酸钙发光材料。 此方法制备发光材料具有均匀性好，烧结温度低，反应容易控制，材料的发光带窄，发光效率高等优点。但存在着要使用金属有机溶剂，成本高、操作繁琐、生产周期长，凝胶在烧结过程中收缩较大，制品易变形，对发光性能有一定影响等缺点。 溶胶－凝胶技术作为一种先进的工艺方法，具有反应温度低、对基材的尺寸与形状没有过高要求、仪器费用低、操作简单、材料性能调节余地大等特点，可以很方便地通过改变参与反应的有机与无机组分的含量来实现纳米涂层性能的调节。 溶胶是分散介质中基本单元尺寸为1～100 nm的固体粒子而形成的分散体系。在Sol-Gel涂层制备中，溶胶的制备可分为有机途径和无机途径两种。有机途径是通过有机醇盐的水解与缩聚而形成溶胶；无机途径则是通过某种方法制得
目录 1 引言 (2) 1.1 稀土荧光材料的概述 (2) 1.2 稀土离子的发光颜色 (3) 1.3 荧光材料发光的主要原理 (3) 1.4稀土荧光材料的制备方法 (3) 1.4.1水热合成法 (3) 1.4.2高温固相反应法 (3) 1.4.3燃烧法 (3) 1.4.4共沉淀法 (3) 2 实验部分 (4) 2.1 实验仪器、药品 (4) 2.2 实验过程 (4) 2.2.1 溶液的配置 (4) 2.2.2 实验步骤 (4) 3 结果与讨论 (5) 3.1 水热合成制备稀土荧光材料 (5) 3.2燃烧法制备稀土荧光材料 (6) 4 实验结论 (8) 参考文献 (8) 致谢 (9)
稀土掺杂铝酸锶荧光材料的制备 陈晓娟指导老师：陈志胜 摘要目的：制备稀土掺杂铝酸锶荧光材料方法：采用水热合成与共沉淀法结 合法和燃烧法。水热合成与共沉淀结合法：硝酸铝和铝酸锶的混合溶液中加入不 同的两种或两种以上的稀土元素硝酸盐溶液，以氨水为沉淀剂调节溶液的pH值， 将产物沉淀后放入水热反应釜中140 ℃反应12 h，使反应充分并沉淀完全。燃烧 法：硝酸铝和硝酸锶的混合液加入不同的稀土元素的硝酸盐溶液，再加入适量的 助溶剂硼酸和尿素，在600 ℃的马弗炉中点燃3 ~ 5 min后，得到粉体。本实验 利用镧（La）、钕(Nd）、钐(Sm）、钇(Y)作为激活剂和辅助激活剂。结论：不同 稀土元素制备的荧光材料发光的颜色不同，焙烧温度对荧光材料发光有较大影响，不同方法制备的荧光材料发光有所不同。 关键词共沉淀法；燃烧法；稀土；荧光材料 1 引言 1.1 稀土荧光材料的概述 一种能吸收光的能量，并且吸收后可以将光能转化为光辐射的材料，这种材料称做荧光材料。无机固体荧光材料分为掺杂材料和纯材料两种。基质本身就可以发光的材料荧光材料叫做纯材料，但是此种纯材料在自然界存量稀少。掺杂稀土的荧光材料是生活中比较常见的，必需掺杂一些必须的“杂质”，掺杂的这些“杂质”会形成发光中心存在基质的晶格中,进而可使材料发光。稀土离子具有极其丰富的电子能级，尤其存在4f轨道的电子构型[2]，该轨道可为不同能级的跃迁提供便利的条件，产生多种特征的发光能力。采用稀土及其化合物作为激活剂、基质、敏化剂、共激活剂与掺杂剂的荧光材料，一般都叫做稀土发光材料[2]。通常人们把发光材料分为一下几类见表1 表1 按激发方式分类发光材料 种类名称激发方式 电致发光光致发光X射线发光阴极射线发光放射线发光核化学发光生物发光摩擦发光气体放电或固体受电场作用 光的照射 X射线的照射 高能电子束的轰击 辐射的照射 化学反应 生物过程 机械压力 稀土荧光材料优点有：. 1)发光谱带较窄，发光颜色较纯。 2)吸收光能的力相对来说很强，对于光能的转换效率很高 3)发射波长分布区域宽 4)性质稳定，对于功率较大的高能辐射、电子束和都有极强的承受能力[3]。 正是由于稀土荧光材料具有以上优点，使得稀土荧光材料在生产、生活中应
通过正硅酸乙酯对铝酸锶表面进行包覆的研究 一、研究目的： SrAl2O4:Eu2+,Dy3发光粉的光致发光机理一般认为是：在光源照射下，基质晶格吸收激发能，并将所吸收的能量传递给激活剂离子Eu2+使激活剂阳离子的最外层电子吸收能量后由基态跃迁到激发态，光源照射结束后，被激发的电子由激发态返回基态并以发光的形式释放能量。Dy3作为一种共激活剂而加入。然而，在高温下SrAl2O4:Eu2+,Dy3发光粉中的Eu2+很容易被氧化为Eu3+，从而导致发光粉失去发光性能。铝酸锶的耐热温度一般只有600℃，在1000℃以上基本就丧失了余辉发光性能。在发光粉颗粒表面包覆一层二氧化硅等无机材料，将发光粉与外界隔离开来，在一定程度上改善SrAl2O4:Eu2+,Dy3+发光粉的耐高温性能。一般，包覆二氧化硅以后可以将SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的耐高温性能提高到800℃以上，铝酸锶表面的二氧化硅包覆能改善其耐高温性能。 包覆材料：正硅酸乙酯 包覆方法：溶胶凝胶法 二、实验过程： 1、实验原料：正硅酸乙酯，乙醇，去离子水，稀硝酸。 2、实验步骤： （1）、取1：3：5的正硅酸乙酯：无水乙醇：蒸馏水。 （2）、将乙醇缓慢倒入正硅酸乙酯中并不断搅拌，按量再将蒸馏水缓慢滴入乙醇与正硅酸乙酯溶液中。
（3）、将（2）中溶液放入磁力搅拌器上搅拌5小时，温度50℃，转速800rpm。 （4），静置（3）中溶液，等变为溶胶时将一定量发光粉倒入溶胶中搅拌半个小时,静置待溶胶变为凝胶。 （5），将（4）中凝胶倒入坩埚中放入干燥箱中干燥13个小时。（6），将（5）中的得到的产物放入烧结炉中600 ℃。烧结5个小时球磨以后即可得到包覆有二氧化硅的发光粉。 三、水解反应的影响因素 1、水的添加量 水的添加量对反应过程影响很大，该过程不需要完全水解，水 过量则会导致水解液羟基含量过多，易凝胶，水不足，水解液活性低，镀膜强度不够。 2、酸的添加量 酸在水解过程中起到催化作用，决定了反应速率，酸过多则会加速缩聚导致储存期缩短。酸不足则会析出二氧化硅，减少二氧化硅含量。此外酸的添加量决定了最终的PH。我们一般选用10%稀硝酸调节到PH为3~4. 3、反应温度 正硅酸乙酯水解为一个放热过程，同时有乙醇生成，当温度高于乙醇沸点，反应体系易暴沸，乙醇大量逸出，不安全。一般温度选择40~60，不宜超过70. 4、反应介质
材料物理综合实验报告 实验题目：发光材料的制备和特性研究 物理与能源学院材料物理专业 ___2011___级____1___班 学号__106072011274______ 姓名__赖婷婷___________ 指导老师:__林林老师______
发光材料的制备和特性研究（实验报告） 摘要：本实验用高温固相法制备钼酸钇镝，通过紫外分光光度计对材料的激发强度和发射强度进行测试，结果发现钼酸钇镝在波长为353nm时激发峰最强，在波长为383.5nm时的发射峰最强 引言：发光是物质将某种方式吸收的能量转化为光辐射的过程，是热辐射之外的另一种辐射。要确定某一种材料是否发光并没有明显的界限，一般激发条件下不发光的材料在非常强的能量激发下有微弱的发光。有些材料需要提高纯度，发光才能变强，有些材料则需要掺入一定量的激活剂才能发光发光材料在信息、能源、材料、航天航空、生物技术和环境科学等领域有着广泛的应用前景，对全球信息高速公路的建设及国家经济和科技的发展有着举足轻重的推动作用。稀土离子掺杂材料的上转换发光，是一种吸收两个或两个以上的低能光子发射出一个高能光子的发光过程。掺杂在晶体或玻璃态物质基质中的稀土离子，可以通过激发态吸收和各种能量传递过程被激发至高于泵浦能量的能级而向下跃迁产生上转换发射。 发光材料种类和应用 对固体发光材料而言，发光材料主要包括无机材料和有机材料两大类，根据其被激发的方式不同可以具体划分为以下几种类型:
稀土发光材料的发光原理： 三价稀土离子：La3+： [Xe] 4f0------Lu3+：[Xe]4f14 [Xe]=[Kr]4d105s25p6，三价稀土离子，4f电子能量最高。三价稀土离子的发射和激发绝大多数是由4f电子在f组态内不同能级之间的跃迁而产生的，称为4f－4f跃迁,4f－4f跃迁种类丰富，谱线很多。4f电子能量高于5s和5p，但比5s和5p电子离核近，处于内层。5s25p6形成了良好的电屏蔽，三价稀土离子掺入晶体时，在晶体中比较独，4f能级位置受晶体的影响不大，在所有晶体中都差不多在+3价稀土离子中，Y3+和La3+无4f电子，Lu3+的4f亚层为全充满的，都具有密闭的壳层。因此是光学惰性的，适用于作基质材料。从Ce3+到Yb3+，电子依次填充在4f轨道，从f 1 到 f 13，其电子层中都具有未成对电子，其跃迁可产生发光。这些离子适于作为发光材料的激活离子。 Dieke图：三价稀土离子在LaCl3晶体中的4f电子能级图
夜光粉为什么会发光 莹光塑胶颜料厂生产的长余辉发光材料，在日光或灯光下照射5-10分钟，将吸收的光能迅速转化储存在晶格中，在暗处又可将能量转化为沟通而发光，可持续发光达到8-16个小时，化学性质稳定，吸光、蓄光、发光过程可重复使用，使用寿命长，无毒害。 一、莹光塑胶颜料厂夜光粉的分类 1、从发光时间分我们有长效夜光粉和短效夜光粉，产品使用寿命均超过15年.长效夜光粉吸光3-15分钟，发光6-15小时，适用于各行各业；短效夜光粉吸光3-10秒，可发光30-60分钟，注塑不易发黑，适用于制作夜光玩具、夜光服装。 2、从使用介质分我们有各种专用夜光粉：如油性夜光粉、防水夜光粉、注塑夜光粉、印花夜光粉、油墨夜光粉、涂料夜光粉、硅橡胶夜 光粉、陶瓷夜光粉。 3、夜光粉颜色有常规的黄绿光、兰绿光、天蓝光夜光粉和红色、白色、绿色、橙色、紫色、黄色、桔红、桃红、粉红、浅绿、荧光黄、荧光绿、荧光红、荧光蓝等各种颜色，任意满足客户的需要； 4、粉体粒径从5UM-90UM（100目到600目）均可提供，其中同样的原材料，粉体粗的亮度高，时间长，满足客户对发光的高要求；粉体细的亮度稍低，但分散性更好，做出的产品更光滑； 5、夜光颗粒：我们有常用的黄绿光颗粒、兰绿光颗粒，天兰光颗粒、红光颗粒，适用于玻璃工艺品内灌注、POLY工艺品、透明软胶等夜 光产品中。
二、莹光塑胶颜料厂夜光粉的用途： 夜光粉夜光材料具有独特的装饰、警示功能、广泛用于广告业、装饰装潢、工厂厂区的暗处通道、高压、危险、坑洞的警示，建筑工地施工现场的安全警示、军事设施的夜间无能源低度照明、公共场所的美饰、警示系统、地铁、车站、机场、港口、高速公路、城市街道、商场、办公大楼、公寓、娱乐场所、电影院、游戏场、风景区、体育馆、展览中心、学校、医院等警示标志系统、紧急疏散系统、具体表现在楼梯、走廊、墙面、地板、甲板、救生艇、救生器材、消防设施、也可用于钟表、按钮、野外仪器、指示器、收音机、照相机、一般饰品、服装制品、电源开关、钓器具上。 长余辉夜光粉又叫长余辉发光粉，长余辉夜光粉是一种新型的稀土激活的铝酸锶系列发光材料,相比于传统的硫化锌发光粉,具有无毒,无放射性,高亮度,长余辉,寿命长(15年以上),物理,化学性能稳定等优良性,可广泛应用于很多行业.夜光粉(黄绿,蓝绿,天蓝,橙红，橙黄，紫色)彩色夜光粉,高亮夜光粉,特细夜光粉,隐型荧光粉,等特种颜料。三、夜光粉使用方法：新型长余辉发光粉可混入塑料中建议添加量：5-20%；涂料、油墨中建议添加量：30-50%；不饱和聚脂工艺品中建议添加量：30-50%；釉料中建议添加量：25-40%。夜光漆的添加量一般为40—60%（漆的重量）；要以溶剂性漆效果最好；水性漆需要把夜光粉特殊处理后才能使用。 1、夜光粉已经特殊处理，可以用水性胶浆直接印刷。而不会起反应。 2、可作为一种添加剂，均匀分布在各种透明介质中，如涂料、油墨、
实验三微波法制备蓝色荧光粉Ca1-x Sr x F2:Eu 一、实验目的 1. 掌握共沉淀-微波法制备荧光粉的方法 2. 熟悉微波反应装置以及具体的实验操作 3. 制备纳米复合荧光粉 二、主要仪器与药品 1、仪器 烧杯，胶头滴管，瓷坩埚（100ml、20ml）各一个，分析天平，离心机，烘箱，微波炉，紫外灯 2、药品 硝酸钙，硝酸锶，三氧化二铕（Eu2O3），氟化铵，硝酸，活性炭（炭粒） 三实验原理与技术 共沉淀法是将沉淀剂加入到混合金属盐溶液中，促使各组分均匀混合沉淀，然后加热分解以获得产物的方法。化学共沉淀法的优势在于它不仅可以将原料提纯与细化，而且可以在制备过程中完成反应及掺杂过程。这种方法具有工艺简单、经济，反应物混合均匀，焙烧温度较低、时间较短、产品性能良好等优点。但制备过程中仍有不少问题有待解决，例如过程中易引入杂质，形成的沉淀呈胶体状态导致洗涤和过滤方面的问题，如何选择适宜的沉淀剂和控制制备条件等。 微波合成法是近年来迅速发展起来的一种新合成方法，应用于光致发光材料的制备，已获得了多种粒度细小、分布均匀、色泽纯正、发光效率高的荧光粉。这种方法是将原料按比例混合后研磨，装入特定的反应器，在微波炉中加热反应20—40min，取出后进行简单的后处理即得成品。微波热合成法的显著优点是反应彻底、快速、高效、节能、洁净、经济，使用方法和设备简单，只需家用微波炉即可。用此法合成的产品疏松．粒度小。分布均匀，色泽纯正，发光效率高，有较好的应用价值； 氟化物性能稳定，不易潮解，透光率好，而且生产成本低，有着有机物和硫化物无法比拟的优点。通过对其进行稀土掺杂，可以制备出与植物光合作用所吸收光谱相匹配的新型高效转光剂。但是目前文献报道的大都是通过高温固相法
实验报告 课程名称：农产品检测与农化分析实验指导老师：倪吾钟成绩：__________________ 实验名称：植物钙、镁含量的测定 同组学生姓名：余慧珍 一、实验目的和要求二、实验内容和原理 三、实验材料与试剂四、实验器材与仪器 五、操作方法和实验步骤六、实验数据记录和处理 七、实验结果与分析八、讨论、心得 一、实验目的和要求 掌握硝酸-高氯酸消化法制备方法，及吸收分光光度计法测定与结果分析。 二、实验内容和原理 植物样品经混酸消解后，导入原子吸收分光光度计，测试液中钙、镁原子化后分别吸收422.7nm和285.7nm共振线，在一定浓度范围内，吸光度（值）与其浓度呈正比关系与标准系列比较定量[1]。 三、实验器材与仪器 样品：三叶草，取于东七教学楼南侧，研磨过18目筛备用； 试剂：混合酸（浓硫酸：高氯酸=4:1）、50g/L 氯化锶溶液、100 mg/LCa标准溶液、10mg/LMg 标准溶液；器材：消煮管（100ml）、电子天平、红外线消化炉、100mL容量瓶、50mL容量瓶、原子吸收分光光度计。 四、操作方法和实验步骤 1.待测样品制备——HNO 3-HClO 4 消煮法
2. Ca 、Mg 的测定——原子吸收分光光度计法 五、 实验数据记录和处理 1. 植物钙含量测定结果 表1-1仪器工作条件记录表 Ca 吸收线 波长(nm) 空心阴极灯 电流(mA) 狭缝宽度 (mm) 原子化器 高度(nm) 空气流量 (L/min) 乙炔气流量 (L/min) 422.7 10 0.5 7 4 2.0 表1-2植物钙测定数据记录表 烘干样品 质量m(g) 吸光值 Abs 溶液氮质量 浓度ρ(mg/l) 分取倍数 ts 显色液体积 V(ml) 植株钙 质量分数ω(mg/g) 实验组 0.4026 0.1419 1.436 25 100 8.917 注：Ca 含量计算公式：ω= ρ×V×ts/(m×103)；空白对照吸光值为0.0025.
1引言 (2) 1.1稀土荧光材料的概述 (2) 1.2稀土离子的发光颜色 (3) 1.3荧光材料发光的主要原理 (3) 1.4稀土荧光材料的制备方法 (3) 1.4.1水热合成法 (3) 1.4.2高温固相反应法 (3) 1.4.3燃烧法 (3) 1.4.4共沉淀法 (3) 2实验部分 (4) 2.1实验仪器、药品 (4) 2.2实验过程 (4) 2.2.1 溶液的配置 (4) 2.2.2 实验步骤 (4) 3结果与讨论 (5) 3.1水热合成制备稀土荧光材料 (5) 3.2燃烧法制备稀土荧光材料 (6) 4实验结论 (8) 参考文献 (8) 致谢 (9)
稀土掺杂铝酸德荧光材料的制备 陈晓娟指导老师：陈志胜 摘要目的：制备稀土掺杂铝酸镌荧光材料方法：采用水热合成与共沉淀法结 合法和燃烧法。水热合成与共沉淀结合法：硝酸铝和铝酸镌的混合溶液中加入不 同的两种或两种以上的稀土元素硝酸盐溶液，以氨水为沉淀剂调节溶液的pH值， 将产物沉淀后放入水热反应釜中140 C反应12 h ,使反应充分并沉淀完全。燃烧 法：硝酸铝和硝酸车思的混合液加入不同的稀土元素的硝酸盐溶液，再加入适量的 助溶剂硼酸和尿素，在600 C的马弗炉中点燃 3 - 5 min 后，得到粉体。本实验利用例（La）、铉 （Nd）、铮（Sm）、辛乙（Y）作为激活剂和辅助激活剂。结论：不同稀土元素制备的荧光材料发光的颜色不同，焙烧温度对荧光材料发光有较大影响，不同方法制备的荧光材料发光有所不同。 关键词共沉淀法；燃烧法；稀土；荧光材料 1引言 1.1稀土荧光材料的概述 一种能吸收光的能量，并且吸收后可以将光能转化为光辐射的材料，这种材料称做荧光材料。无机固体荧光材料分为掺杂材料和纯材料两种。基质本身就可以发光的材料荧光材料叫做纯材料，但是此种纯材料在自然界存量稀少。掺杂稀土的荧光材料是生活中比较常见的，必需掺杂一些必须的“杂质” ，掺杂的这些“杂质”会形成发光中心存在基质的晶格中，进而可使材料发光。稀土离子具有极其丰富的电子能级，尤其存在4f轨道的电子构型［2］，该轨道可为不同能级的跃迁提供便利的条件，产生多种特征的发光能力。采用稀土及其化合物作为激活剂、基质、敏化剂、共激活剂与掺杂剂的荧光材料，一般都叫做稀土发光材料［2］。通常人们把发光材料分为一下几类见表1 表1按激发方式分类发光材料 电致发光气体放电或固体受电场作用 光致发光光的照射 X射线发光X射线的照射 阴极射线发光高能电子束的轰击 放射线发光核辐射的照射 化学发光化学反应 生物发光生物过程 摩擦发光机械压力 稀土荧光材料优点有：^ 1）发光谱带较窄，发光颜色较纯。 2）吸收光能的力相对来说很强，对丁光能的转换效率很高 3）发射波长分布区域宽 4）性质稳定，对丁功率较大的高能辐射、电子束和都有极强的承受能力［3］。 正是由丁稀土荧光材料具有以上优点，使得稀土荧光材料在生产、生活中应 用范围越来越广，在许多新兴领域如：信息传播、X射线增感屏、太阳能光电转
研究生专业论文题目 高子栋材料加工工程农作物秸秆纤维/脱硫石膏复合材料的制备与性能 研究 宁超材料加工工程聚丙烯纤维/水泥复合材料的制备与性能研究刘民荣材料加工工程石膏及其复合材料的防水性能研究 指导教师：李国忠济南大学教授 答辩委员会 主席：王成国山东大学教授、博导 委员：岳云龙济南大学教授 王琦济南大学教授 赵蔚琳济南大学教授 王介强济南大学教授 秘书：段广彬济南大学博士 答辩时间：5月28日8：00开始 答辩地点：材料东楼206会议室 材料科学与工程学院 2011-5-25
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研究生专业论文题目 牛锛材料加工工程微波溶剂热合成锂离子电池电极材料的研究指导教师：王介强济南大学教授 答辩委员会 主席：王成国山东大学教授、博导 委员：李国忠济南大学教授 郑少华济南大学教授 岳云龙济南大学教授 赵蔚琳济南大学教授 秘书：段广彬济南大学博士 答辩时间：5月28日8：00开始 答辩地点：材料东楼206会议室 材料科学与工程学院 2011-5-25 济南大学研究生硕士学位论文答辩
研究生专业论文题目 刘振材料加工工程抗蚀水泥的组成设计与机理研究 田陆飞材料学高效承压智能堵漏复合材料的制备与性能研究指导教师：王琦济南大学教授 答辩委员会 主席：王成国山东大学教授、博导 委员：郑少华济南大学教授 岳云龙济南大学教授 赵蔚琳济南大学教授 王介强济南大学教授 秘书：段广彬济南大学博士 答辩时间：5月28日8：00开始 答辩地点：材料东楼206会议室 材料科学与工程学院 2011-5-25 济南大学研究生硕士学位论文答辩 研究生专业论文题目 文明材料学Ti AlC/TiAl(Nb、B)复合材料热处理工艺对力 2
中南民族大学 实验报告 实验课名称：化学综合实验指导老师：唐万军 学生姓名：专业：班级：学号： 实验名称：燃烧法制备SrAl2O4:Eu,Dy超长余辉发光材料 实验日期：组别：实验成绩： 一、目的要求 1、了解稀土掺杂铝酸盐长余辉材料的合成方法与应用领域。 2、设计实验方案，采用燃烧法合成SrAl2O4:Eu2+，Dy3+，测试其发光特性。 3、学会使用LS-55光度计和屏幕亮度计，根据X射线粉末衍射谱图，分析鉴定多晶样品的物相。 二、基本原理 长余辉发光材料也被称作蓄光材料，或者夜光材料，指的是在自然光或其它人造光源照射下能够存储外界光辐照的能量，然后在某一温度下（指室温），缓慢地以可见光的形式释放这些存储能量的光致发光材料。 20 世纪90 年代以来，开发的以碱土铝酸盐为基质的稀土长余辉发光材料, 以其优异的长余辉发光性能，引起了人们对长余辉发光材料的广泛关注。目前稀土离子掺杂的碱土铝(硅)酸盐长余辉材料已进入实用阶段。国内较大的生产厂家有大连路明、济南伦博、重庆上游等。市场上可见的产品除了初级的荧光粉外，主要有夜光标牌、夜光油漆、夜光塑料、夜光胶带、夜光陶瓷、夜光纤维等, 主要用于暗环境下的弱光指示照明和工艺美术品等。随着长余辉材料的形态从粉末扩展至玻璃、单晶、薄膜和玻璃陶瓷，对长余辉材料应用的探讨也从弱光照明、指示等扩展到信息存储、高能射线探测等领域。长余辉材料受到人们越来越多的重视。 从基质成分的角度划分，目前长余辉发光材料主要包括硫化物型、碱土铝酸盐型、硅酸盐型及其它基质型长余辉发光材料。不同长余辉发光材料的发光性能见表1。 表1 不同长余辉发光材料的发光性能 发光材料发光颜色发光谱峰波长/nm 余辉时间/min BaAl2O4:Eu,Dy 蓝绿色496 120 CaAl2O4:Eu,Nd 蓝紫色446 1000 Sr4Al14O25:Eu,Dy 蓝绿色490 2000 SrAl2O4:Eu,Dy 黄绿色520 4000 Sr2MgSi2O7:Eu,Dy 蓝色469 2000
上转换发光材料的合成与应用 杨志萍杜海燕孙家跃* (北京工商大学化工学院,北京100037) 摘要综述了目前国内外上转换发光材料的几种合成方法,包括传统的高温固相合成法、溶胶-凝胶法、水热合成 法、共沉淀法等。总结了不同方法的优缺点,对上转换材料合成方法的发展进行了展望。并介绍了上转换技术的一些应 用。 关键词上转换,发光材料,合成方法 Synthetic methods and application of upconversion luminescence materials Yang Zhiping Du Haiyan Sun Jiayue (School of Chemical Engineering,Beijing Technology and Business University, Beijing 100037) Abstract This paper generalized several synthetic methods of this materials used presently at home and abroad. The synthetic methods included high temperature solid method, so-l gel process, hydrothermal synthesis, co-precipitation method and so on. The advantages and disadvantages of every method were discussed. Moreover, the synthetic methods of upconversion luminescence materials for further development were prospected. The application of upconversion technology was introduced. Key words upconversion, luminescence material, synthetic methods
燃烧法制备铝酸锶蓄能发光材料的研究 于长凤1刘俊荣2梁耀龙 2 唐奇 2 朱小平 1 张缇2 （1.景德镇陶瓷学院，2.佛山欧神诺陶瓷股份有限公司） 摘要：本文围绕燃烧法制备铝酸锶发光材料开展试制研究。考察了铝锶比、激活剂离子、燃烧添加剂的加入量对荧光强度及余辉时间的影响。对制备的荧光粉末进行了XRD、SEM分析检测，XRD分析表明当铝锶比为1.76时，燃烧法合成的铝酸锶荧光粉主晶相是SrAl2O4；当铝锶比为3.03，合成的主晶相为SrAl2O4和Sr4Al14O25两种晶型。 试制结果表明，当Al/Sr(mol比)=1.76，Eu3＋与Dy3＋加入量分别为0.40mol%，H3BO3加入量为0.05mol，燃烧添加剂脲的加入量为反应物摩尔总量的2.8～3倍时，在600～700℃的电炉中即可燃烧合成得到发光亮度高、余辉时间长达24小时以上的黄绿色蓄能发光粉末材料。 关键词:燃烧合成法；铝酸锶蓄能发光材料；长余辉荧光材料 SrAl2O4：Eu2+，Dy3+系蓄能发光材料是一种符合环保要求的新型材料。目前市场上出售是采用固相法合成的铝酸锶荧光材料，是在1350～1500℃高温长时间的还原条件下得到发光材料［1］。其优点是合成物晶相稳定，粉末发光效果也稳定。但由于高温合成还需要通过细粉碎工艺才能制得粉末蓄能发光材料，粉碎过程不宜采用湿法，否则对发光效果有明显减弱，而且会产生粉尘。可见固相法合成铝酸锶发光材料，耗能耗时，不经济不环保。本文将通过燃烧法（自蔓延合成法）制备发光材料，并通过试制研究探讨改变Sr/Al比、激活剂、反应条件等对SrAl2O4:Er2+，Dy3+发光材料性能的影响。 1 实验 1.1 实验原料与仪器设备 燃烧法制备铝酸锶荧光材料的试验中所用的原料均为化工原料。Sr(NO3)2（A.R）、 Al(NO 3) 3 ·9H 2 O（A.R）、Eu 2 O 3 （99.99％）、Dy2O3(99.99%)、H2NCONH2（A.R）、H3BO3（A.R）、 HCl（A.R）、HNO 3 （A.R）等。 实验所用仪器设备主要有：JA2003N型电子天平、101—3电热鼓风干燥箱、JB300-D强力电动磁力搅拌机, XQM-2L变频式行星球磨机、769YP-24B小型粉末压片机、SJJ-14型电炉等。 对制备的试样进行了X－衍射分析、扫描电镜分析。X射线衍射分析所用仪器是德国布鲁克（Bruker）公司Advance D8型X射线衍射仪，主要测试参数为:Cu靶，步进扫描速度0.02度/分，测量范围10-60°。扫描电镜分析是采用日本JEOL JSM-6700F场发射扫描电镜(FESEM)。 1.2 实验方法与流程 燃烧合成法（自蔓延合成法）是制备无机材料的一种新方法。本实验采用燃烧合成法制备铝酸锶长余辉发光材料，并研究配料组成及反应条件对SrAl2O4Eu2+，Dy3+荧光材料性能的影响。 燃烧合成法的实验流程:： （1）0.02mol/L 硝酸Eu3＋、硝酸Dy3＋溶液的配制；（2）将Al(NO3)3.9H2O、Sr（NO3）2和
本科生实验报告 实验课程材料设计与制备综合实验 学院名称材料与化学化工学院 专业名称材料科学与工程 学生姓名冯有增 学生学号201202040223 指导教师邱克辉 实验地点C201 实验成绩 二〇一五年五月——二〇一五年六月
填写说明 1、适用于本科生所有的实验报告（印制实验报告册除外）； 2、专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明； 3、格式要求： ①用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。 ②打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下2.54cm，左右 2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）； 页码用小五号字底端居中。 ③具体要求： 题目（二号黑体居中）； 摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）； 关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)； 正文部分采用三级标题； 第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行) 1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行） 1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行） 参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。
实验一燃烧法合成红色发光材料Li2CaSiO4:Eu3+ 一、实验名称：燃烧法合成红色发光材料Li2CaSiO4:Eu3+ 二、实验目的： 1、掌握燃烧法的实验原理和材料的基本测试方法； 2、掌握燃烧法合成Li2CaSiO4:Eu3+粉体的制备过程； 3、研究Eu3+浓度变化对荧光粉发光性能的影响； 三、实验原理 燃烧法是指通过前驱物的燃烧合成材料的一种方法。当反应物达到放热反应的点火温度时，以某种方法点燃，随后的反应即由放出的热量维持，燃烧产物就是拟制备的目标产物。其基本原理是将反应原料制成相应的硝酸盐，加入作为燃料的尿素（还原剂），在一定的温度下加热一定时间，经剧烈的氧化还原反应，溢出大量的气体，进而燃烧得到产物。 nSi(O2C2H5)4+nH2O== nSi(OH) 4+4nC2H5OH 6LiNO3+3Ca(NO3)2+ 3Si(OH) 4+ 12CO(NH2)2 ==3Li2CaSiO4+12CO2+4NH3+24H2O+16N2用燃烧法合成发光材料具有相当的适用性，燃烧过程产生的气体还可充当还原保护气氛，并具备不需要复杂的外部加热设备，工艺过程简便，反应迅速，产品纯度高，发光亮度不易受损，节省能源等优点，是一种很有意义的高效节能合成方法。 四、实验药品及仪器 药品：三氧化二铕（Eu2O3），硝酸钙（Ca(NO3)2·4H2O），尿素，正硅酸乙酯（Si(OC2H5)4），硝酸锂（LiNO3），浓HNO3，去离子水。 仪器：电子天平，量筒，烧杯，移液管，磁力搅拌器，恒温干燥箱，刚玉坩埚，马弗炉，X射线粉晶衍射仪（XRD），荧光光谱仪（FL）。 五、注意事项 1、准确称量样品； 2、严格按照实验流程操作； 3、注意安全；