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摘 要 荧光粉是一种能将外部能量转变为光的物质。荧光材料广泛应用于照明、显示、X射线探测系统等领域。它是当今一类重要的高性能材料。本文将阐释荧光粉的发光原理,并介绍它的开发 历史和现状。 荧光粉的发光原理 将外部能量提供给荧光粉(称作激发)的方式有很多种,发光过程中的物理现象也各不相同。一般根据激发方式对发光装置分类。“荧光”是物质在低温中发光的现象,也称这种现象为“发冷光”。像白炽灯灯丝那样的高温物质利用热辐射也会发光,但这是黑体辐射现象而非荧光现象。荧光粉的化学成分,如 LaPO4:Ce3+,Tb3+ ,以“[基质材料化学式]:[激活剂1],[激活剂2]……”的格式表示。另外,荧光粉有几 微米的粉末,几纳米的超细颗粒,约1μm厚的薄膜,以及厘米数量级大小的单晶等各种尺寸和形状。表1列出几种发光机理所适用的荧光粉及应用场合。目前,实际用于照明用途的荧光粉,大部分是粉末状的以汞原子发出的紫外线(主峰波长25317nm)为激发源的光致发光荧光粉,它们是利用氧化物晶体中孤立离子的电子跃迁来发光的。这类以光束激发的荧光粉主要用于荧光灯、等离子体显示屏(PDP)和白光LED中。现在有关荧光粉的手册已经出版,而且还有 几本写得很好的与荧光粉相关的物理学等方面的教科书,详细内容可参阅这些文献。本文仅就荧光粉的发光原理及发展历程,目前使用的荧光粉材料的现状 和课题作简单介绍。 为举例说明荧光粉的发光原理,首先介绍常见的照明用荧光粉的发光机理。这种发光是由孤立的单个原子或离子产生的。由量子力学的知识可知,孤立的单个原子或离子中具有多个能级,如图1(a)所示,当原子或离子中的束缚电子由高能级向低能级跃迁时,会形成自身固有的发光。下面以最简单的氢原子为例进行说明。氢原子中含有1个电子,并且从原子核向外依次为称作1s、2s、3s……的电子轨道,各电子轨道对应不同的能级,氢原子的这1个电子通常位于最内侧的1s轨道上,该电子的状态称为基态。若该电子受到电子碰撞或光等外来能量的刺激(激发),它就会吸收激发能量而向其外侧的轨道如2s轨道迁移。2s轨道的能量高于1s轨道的能量,如图1(b)所示,电子的这种状态称为激发态。原子发光就是电子由激发态返回到基态时产生的(见图1(c))。 在这种原子或离子发光的应用中,与我们生活最为密切相关的就是荧光灯等照明光源。有些光源是由气体发光,有些光源是通过固体中掺杂的离子而发光。在室温下可用来发光的典型气体原子是稀有气体,它们通过放电而被激发,如氖(Ne)、氙(Xe)的发光。室温下,金属(固体)经放电等过程产生金属蒸气(气体)后,也能够利用其原子内部的电子跃迁来发 光,比如钠蒸气、汞蒸气的发光。利用以上这些机理,制成了氖气指示灯泡、氙灯、钠灯和汞灯。 游戏币交易---帮卖网---中国网络游戏服务网
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这个形状和光效的影响不大,影响光效的主要是支架碗杯形状、荧光粉多少、荧光粉的激发效率高低、蓝光芯片光效。凹杯、平杯、凸杯最明显表现在光斑上面。同时封装的深浅也有很大的影响。
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彩色等离子体平板显示器(PDP)由于其具有许多优良的性能,成为最具有发展前景的彩色显示器之一。要提高PDP的性能,对PDP用三基色荧光粉的研究至关重要。 The dull and stereotyped display (PDP) of colored plasma body because it has a lot of fine performance, become one of the colored displays with development prospect. Improve the performance of PDP, use the research of three base color phosphor powder to be essential to PDP.高温固相法制备绿色荧光粉BaA112019:Mn2+是目前工业生产的首选。但由于其制备的荧光粉颗粒不均匀、易团聚、分散性差等缺点。使其无法达到显示技术的要求。 The high-temperature firm looks law prepares green phosphor powder BaA112019: Mn2 is + the first-selection of industrial production at present. The intersection of phosphor powder and the intersection of particle and irregularity that prepare its, exchange reunion, the intersection of dispersiveness and shortcoming such as being poor. Make it not can't reach the requirement which reveals technology.本论文采用高温固相法制备出发光强度较高的PDP用绿色荧光粉BaA112019:Mn2+。并通平行实验法和正交实验设计两种实验方法对最佳后处理实验条件进行了选择。发现小分子酸溶液、超声处理、溶剂与粉体比列都对荧光粉各性能存在影响。 This thesis adopts the high-temperature firm looks law to prepare luminous intensity higher PDP of setting out and use green phosphor powder BaA112019: Mn2+. And open parallel the intersection of experiment and law and orthogonal the intersection of experimental design and two the intersection of experiment and method go on and choose to best the intersection of aftertreatment and the intersection of experiment and terms. Find it is influenced that small molecule acid solutions, supersound dealing with, solvents compared with body of powder lists to exist phosphor powder every performance.通过PDP荧光粉测试系统测试荧光粉的发光性能,环境扫描电镜下观测并拍摄了荧光粉的晶粒尺寸和形貌,平均粒径分析仪测定荧光粉的平均粒径, X-射线粉晶衍射仪(XRD)测定粉体的物相构成。Test the luminescence performance of the phosphor powder of system testing through PDP phosphor powder, the environment scans size and topography of crystalline grain that has observed and shot the phosphor powder under the electric mirror, average analysis instruments of foot-path determine the average foot-paths of the phosphor powder, X - the intersection of ray and the intersection of powder and brilliant the intersection of diffraction and appearance determine powder thing of body form.从结果分析得到,粉体经过后处理,其发光强度、粒径、分散性、稳定性,都得到较大改善。弥补了高温固相法制备绿色荧光粉BaA112019:Mn2+的不足。 Analyze from the result and get, the body of powder passes aftertreatment, its luminous intensity, a foot-path, dispersiveness, stability, get greater improvement. Remedying the high-temperature firm looks law prepares green phosphor powder BaA112019: Deficiency of Mn2 +.关键词:绿色荧光粉 后处理 正交实验设计 发光性能Keyword: Green phosphor powder Aftertreatment Orthogonal experimental design Luminescence performance
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磷光转换白光发光二极管(pc-WLEDs)广泛应用于液晶显示器(LCDs)的节能照明和背光照明。窄带绿色和红色发光荧光粉在显示应用中实现宽色域是十分必要的。以Si6-zAlzOzN8-z:Eu2+(β-sialon:Eu2+)表达的Eu2+掺杂的β-sialon荧光屏可发射窄带绿色(宽度45-60 nm),具有较高的量子效率。β-sialon:Eu2+除了具有较高的化学和热稳定性外,还具有较小程度的热猝灭发光。 在掺杂的荧光粉中,发光中心通常取代了主晶体结构中的阳离子位置 。然而,由于Si4+和Al3+的离子尺寸比Eu2+小得多,在β-sialon的阳离子位置取代Eu2+相当困难。在β-sialon晶体结构中,(Si, Al)(O, N)4四面体形成了一个三维网络,其一维通道平行于c轴,Eu原子占据了一维通道的间隙位置。低温光谱证实了β-sialon晶格中的Eu2+可发射窄带绿色。在β-sialon的一维通道中存在两个晶态位点,由于β-sialon晶体结构中Eu2+的掺入量较小,通过粉末X射线衍射(XRD)分析难以获得Eu2+的位置信息,现有研究还没有提供确凿的实验数据来证明Eu2+在一维通道中的明确位置。
日本国家材料研究所的一项最新课题 利用单晶XRD和电子探针显微分析(EPMA),阐明了Eu2+发光中心在β-sialon:Eu2+荧光粉中的位置 。相关论文以题为“Structure elucidation of luminescent centers in green emitting Eu2+ doped Si6-zAlzOzN8-z phosphors”发表在Scripta Materialia。
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本研究用β-sialon:Eu2+荧光粉样品由α-Si3N4、Al2O3和Eu2O3合成的。将混合的起始材料装入氮化硼坩埚,在 MPa氮气氛围下,在2000 下燃烧15小时。从合成后的粉末中,挑选高结晶度的颗粒进行分析。
通过试验和模拟分析相结合,将Eu定位在(0,0,1/4)的2a通道位置,为了寻找Eu的位置,在包含一维通道的(001)和(110)截面上,用差分傅里叶合成法描述了没有Eu的结构模型的剩余电子密度。模拟分析这表明几乎所有的Eu都位于(0,0,1/4)的通道位置。在Eu各向异性位移参数中,U33值()大于U11值(=U22) ()。一维通道只被Eu占据了很小的一部分,并且一个Eu与另一个Eu相邻的可能性无限接近于零。在先前的STEM测量中,观察区域的样品厚度约为 nm,并且在一维通道中观察到单个Eu原子。在方向上没有相邻原子,位移参数比相邻阴离子所在的其他方向大。精化计算出Eu与相邻阴离子的原子间距分别为(3个阴离子)和(6个阴离子),然而阴离子位置反映了平均的β-sialon结构。
图
1 单元细胞中β-sialon沿方向的晶体结构
图2 (a) 365nm光激发的β-sialon:Eu2+荧光粉的发射光谱和照片;(b)β-sialon:Eu2+荧光粉粒子在365nm脉冲光激发下的发射衰减曲线
图3 不含Eu的β-sialon结构模型的剩余电子密度计算
通过单晶X射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)表征了Eu在Eu2+掺杂的绿色β-sialon荧光粉中的位置。Eu位于一维通道中(0,0,1/4)的2a位置。掺杂的Eu大部分位于间隙位置。在此结构分析的基础上,未来的研究可进一步分析发光性能,本文为发光材料的研究有积极作用。(文:破风)
摘 要 荧光粉是一种能将外部能量转变为光的物质。荧光材料广泛应用于照明、显示、X射线探测系统等领域。它是当今一类重要的高性能材料。本文将阐释荧光粉的发光原理,并
2002年参与天津市科学技术委员会光电子联合研究中心资助科研项目,PDT项目编号:003101511。同时还参与国家科委信息光电研究中心资助项目“新一代光纤激光
玫红色。作玫红色为表现玫瑰色的色彩之一,有着透彻无垢的明亮红色,因此比荧光粉的雪服好看。玫红色是一种非常显眼的颜色,也是一种中等的色调,能够给女性带来梦幻般的氛
(1)在比色试管中,加入1ml标准糊精溶液和3ml标准稀碘液,混匀,作为比较颜色的标准管。(2)在25mm×250mm试管中,加入2%可溶性淀粉溶液20ml,p
1 Yuan-Xiao Wang ,Xiu-Fen Wang,Shi-Wei Song .Synthesis, characterization andcont