稀土材料发光的设计与制备.ppt

4. 5　纳米稀土发光材料的应用 纳米稀土发光材料是指基质粒子尺寸在 1～100 nm的稀土发光材料。纳米稀土发光材料具有广阔的应用前景 ,如纳米量级的荧光粉颗粒能够很好地改善阴极射线管 (CRT)和彩色等离子显示器(PDP)涂屏的均匀性 ,有助于提高显示清晰度。而场发射器件 ( FED)用的纳米级荧光粉与传统的FED荧光体相比 ,其所具有的小尺寸可以被低压电子完全浸透 ,从而使材料得以有效使用。同时由于纳米材料的比面积明显增大 ,发光颗粒数增加 ,从而可以减少稀土三基色荧光粉的用量 ,致使成本降低 ,是照明灯和显示器涂屏的首选材料 展 望 稀土有机发光材料是一个涉及化学化工、生化、物理、材料、电子学等众多学科的研究领域.它的多色性及更宽的材料选择范围使其发展尤为迅速.材料与器件的联系将更加密切,从而相互促进加速开拓;理论与实践也将进一步结合,相互启发,共同提高.应用方面,高分子聚合物与金属配合物虽然没有传统的小分子荧光材料应用广泛,但这一领域中新的发现已表明其潜在的应用价值及市场竞争力.相信,随着对稀土有机发光材料发光机制,分子结构与发光性能定量关系理论的进一步完善,性能优良的材料将会不断出现,也将很快占领高科技市场并进入人们的生活. 谢 谢 稀土发光材料的设计与制备 导师：师奇松 稀土化合物包含至少一种稀土元素的化合物。它是一种重要 的战略资源，特别是高新技术工业的重要原料 ，如军事装备方面一些精确打击武器 、一些汽车零部件和高科技产，都依赖用稀 土金属 制造 的组 件 。据 了解，中 国是 唯一 能 有 效提供全部 17 种稀土金属的国家 ，且储量远远超过世界其他国家的总和，是名副其实的“稀土大国 由于稀 土元 素 的离子具 有特 别 的电子层 结构 和丰富的能级数量 ，使它成 为了一个巨大的发光材料宝库。在人类开发的各种发光材料 中，稀土元素发挥着重要作用，稀土发光几乎覆盖 了整个 固体发光的范畴。 掺稀土离子发光材料的发光机理 在外界作用下 ，物质吸收光能或电能，从而跃迁到激发态。根据量子力学的基本原理 ，任何激发态都是不稳定的，物质最终总是要 回到能量更低的状态(基态)。在这个过程 中，物质具有 比基能量多出的能量的全部或一部分 ，如果以光的形式放出，我们称该过程为发光过程 ，该物质为发光物质 2.几种典型的稀土发光材料合成方法 2. 1　溶胶 —凝胶 (So l—Gel)法 溶胶 —凝胶法是将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶 ,然后使溶质聚合凝胶化 ,再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分 ,最后得到无机材料。 2. 2 水热和溶剂热法 水热合成指在一定温度(100 —1 000 ℃) 和一定压力下(10 —100MPa)利用溶液中物质的化学反应所进行的合成。这种方法利用无机物在高温高压下几乎都具备可溶性的特点 ,在控制合适条件的情况下 ,使得溶于水中的物质能够从液相中结晶出来。 2. 3　燃烧法 燃烧合成法是将相应的金属硝酸盐 (氧化剂 )和尿素或碳酰肼的混合物放入一定温度环境中使之发生燃烧反应 ,制备氧化物或其它发光材料。 2. 4　微波辐射法 微波辐射合成法是近十年迅速发展起来的一种新的制备方法。微波辐射法合成的产品具有相纯、粉末粒度较细、稀土掺杂浓度高、发光强度大等优点 ,因而广泛地应用于稀土发光材料的合成中。 稀土红色荧光粉 Y2O2S:Eu3+: 1966年发现Y2O2S:Eu3+荧光体在电子激发下产生鲜艳的红色荧光，使当时的彩色电视屏幕图像亮度提高了一倍以上，色纯度也有很大的提高，亮度-电流饱和特性好，在使用条件下稳定性高。 近40年来，尽管出现了许多红色发光材料，而Y2O2S:Eu3+因其优异的性能仍然是CRT不可替代的红色荧光粉。 目前已被广泛应用，全世界每年市场总值达数亿美元，我国已成为世界第一大生产国和消费国。 （1）性质 Y2O2S:Eu3+为白色晶体，具有六方晶体，不溶于水，熔点 高（2000℃以上），化学稳定性好。 5D0-7F2 源自Eu3+的5D0-7F2跃迁发射，主峰位于626 nm。 Eu3+的较高 能级5D1和5D2产生的跃迁发射蓝光和绿光，会影响荧光粉的色度。 因此， Y2O2S:Eu3+采取较高的Eu3+掺杂浓度，产生交叉弛豫，使得 Eu3+较高能级的蓝光和绿光发射发生猝灭，从而得到较高纯度和强 度的红光发射。 ①EuCl3.6H2O 0.3665g→99.7%乙醇 5ml ②邻菲罗啉 0.198g→99.7%乙醇10ml ③月桂酸 0.6g→乙醇 30℃搅拌溶解 PH值用NaOH调至7