（二）简述红色硅酸盐发光材料的硅酸盐基质

马小痞

2015/09/16

私聊

前处理综合讨论

由于铝酸盐基磷光体在水中易水解，需在颗粒表面进行物理化学修饰，以提高其稳定性。Mitsuharu等人发现利用 CaO-Al₂O₃-SiO₂作为基质材料体系，共掺杂稀土Eu²⁺和Nd³⁺合成的发射500-600 nm 波长光的长余辉蓄光材料，稳定性良好，发射波长取决于基质材料组成，并且都是由于Eu²⁺的4f-5d 跃迁引起的。据研究：用Eu激活的SrO-MgO-SiO₂，可以合成发射波长为468-480 nm 的蓝色发光材料，但共掺杂稀土元素Dy的SrO-MgO-SiO₂体系的硅酸盐长余辉磷光体尚无报道。本实验尝试采用以Sr₂MgSi₂O₇作为基质，通过掺杂Eu离子，共掺杂稀土Dy离子，合成了一种稳定性良好的硅酸盐基蓝色长余辉蓄光材料。
以硅酸盐为基质的发光材料由于具有良好的化学稳定性和热稳定性，而且高纯二氧化硅原料价廉、易得，长期以来人们都重视对硅酸盐体系荧光粉的研究和开发。硅酸盐体系发光材料已经发展成为一类应用范围广的重要光致发光材料和阴极射线光材料。如Zn₂Si0₄：Mn²⁺早在1938年就用于荧光灯，作为光色校正荧光粉，至今仍是彩色荧光灯用荧光粉，在阴极射线显示管上，它也是常用的主要荧光粉。近年来随着等离子平板显示器(PDP)的快速发展，Zn₂Si0₄：Mn²⁺成为PDP三基色荧光粉的主要绿色组分。
1992年，我国肖志国等人开展了硅酸盐体系发光材料的研究，成功地研制出硅酸盐发光材料，该体系材料在500nm以下短波光激发下，发出420~ 650nm 的发射光谱，峰值为450 ~ 580 nm，发射光谱峰值在470~ 540nm之间可连续变化，呈现蓝、蓝绿、绿、绿黄或黄颜色长余辉发光。
2002年，罗昔贤等首次在硅酸盐体系中发现了余辉时间长达10h以上的高亮度长余辉现象，并采用高温固相法合成了一系列硅酸盐长余辉发光材料。Eu²⁺、Ln 共激活的镁黄长石结构的焦硅酸盐化合物和镁硅钙石结构的硅酸盐化合物的余辉发光性能最好，发光颜色覆盖从469nm 的蓝色光区到536nm 的黄色光区，余辉时间长达10h 以上，且耐水性及温度特性好。并且研究了各发光材料的光谱特征、长余辉性能，测量了各发光材料的激发光谱和发射光谱以及余辉衰减曲线。同时研究了其应用性能，测量了发光材料的热释光谱和X 射线粉末衍射图谱，确定了发光材料的晶格类型。
碱土氯硅酸盐是一类发光性能优良的基质材料，这是由于碱土卤化物和碱土硅酸盐都是支持Eu^{2 +}发光的高效基质，由两者复合的碱土卤硅酸盐由于合成温度低、物理化学稳定性好而获得广泛研究。
目前开发的硅酸盐体系长余辉发光材料主要特点如下：
(1)化学稳定性比较好、耐水性比较强。曾对铝酸盐体系长余辉发光材料Sr₂MgSi₂0₇：Eu²⁺，Dy³⁺进行了化学稳定性的对比试验。参SrAl₂0₄：Eu²⁺，Dy³⁺放入5％的NaOH溶液中浸泡2～3小时发光消失，而Sr₂MgSi₂0₇：Eu²⁺，Dy³⁺浸泡20天后仍保持发光性能不变；
(2)扩展了长余辉材料的发光颜色范围，发光颜色范围从469nm的蓝色光区536nm的黄色光区，余辉时间长达2000min以上。特别是蓝色长余辉发光材料Sr₂MgSi₂0₇：Eu²⁺，Dy³⁺不仅应用特性优异，而且余辉亮度高、时间长，为长余辉发光材料增加了新的品种，填补了铝酸盐体系长余辉材料蓝色发光性能不佳的缺陷；
(3)由于硅酸盐体系长余辉发光材料的应用特性优良，在某些领域的应用(如陶瓷行业)，长余辉发光制品要优于铝酸盐体系。硅酸盐体系的发光性能尚未达到铝酸盐体系的水平，镁的正硅酸盐性能还未能得到应用，因此进一步提高硅酸盐体系的发光性能，还需要做更深入的研究工作。
此篇与上一篇是我较早之前做研究时做的综述调研，关于这个课题，我还有一些其他方向的调研，有机会再与大家分享。
上一篇：（一）简述红色硅酸盐发光材料的铝酸盐基质http://bbs.instrument.com.cn/topic/5948561
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