本文關(guān)鍵詞： 發(fā)光微晶玻璃 磷酸鹽 晶相組成 晶化溫度 發(fā)光性質(zhì)　出處：《武漢工程大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：白光發(fā)光二極管(White Light Emitting Diodes,W-LED)作為一種新型的綠色環(huán)保冷光源,具有體積小、壽命長(zhǎng)、抗震以及無輻射等優(yōu)點(diǎn)。目前白光LED主要是由環(huán)氧樹脂將熒光粉涂敷在半導(dǎo)體芯片上組成,而環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱能力差且易老化,降低了白光LED的發(fā)光效率和使用壽命。為了避免上述問題,用發(fā)光微晶玻璃替代熒光粉的研究引起了人們的極大興趣。本論文以化學(xué)穩(wěn)定性高、制備溫度低、原料廉價(jià)易得的磷酸鹽微晶玻璃為研究對(duì)象,制備并表征了稀土離子激活的CaO-Na2O-P2O5系統(tǒng)磷酸鹽微晶玻璃,研究了晶化過程中的物相轉(zhuǎn)變過程及其對(duì)微晶玻璃發(fā)光性能的影響,分析了Eu~(3+)、Tb~(3+)在微晶玻璃中的發(fā)光行為及摻雜濃度對(duì)發(fā)光性質(zhì)的影響,對(duì)比研究了相同組成的磷酸鹽玻璃和微晶玻璃的發(fā)光強(qiáng)度。采用熔融淬冷和整體析晶法在不同晶化溫度下制備了Eu~(3+)激活的CaO-Na2O-P2O5系統(tǒng)磷酸鹽發(fā)光微晶玻璃,用X射線衍射和熒光光譜分析分別研究了磷酸鹽發(fā)光微晶玻璃的物相組成和發(fā)光性質(zhì),分析了晶化過程中的物相轉(zhuǎn)變過程,考察了熱處理制度對(duì)磷酸鹽微晶玻璃物相組成和發(fā)光性質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明,所制備得到的微晶玻璃具有良好的透明度和熒光效果,其晶相成分主要含有焦磷酸鈣、磷酸鈣、過磷酸鈣、磷酸鈣鈉等相,物相轉(zhuǎn)化趨勢(shì)為Ca3(PO4)2→Ca2P6O17→Ca2P2O7。在393 nm紫外光的激發(fā)下,微晶玻璃呈現(xiàn)紅色光發(fā)射,發(fā)光強(qiáng)度和色度與晶化溫度、晶相成分和樣品透明度之間有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。隨著晶化溫度的升高,微晶玻璃發(fā)射光譜的紅橙比(614nm紅色光與587nm橙色光的強(qiáng)度比值)整體呈增大趨勢(shì),表明Eu~(3+)在晶化過程的新生物相中以占據(jù)非中心對(duì)稱格位為主。Eu~(3+)在CaO-Na2O-P2O5系統(tǒng)磷酸鹽發(fā)光玻璃/微晶玻璃中的發(fā)光屬于Eu~(3+)的5D0→7FJ(J=1,2,3,4)特征躍遷,以位于614 nm的紅色光發(fā)射為主,其激發(fā)光譜中位于393 nm和465 nm處的激發(fā)峰表明該類材料可以被LED的長(zhǎng)波紫外光芯片或藍(lán)光芯片有效激發(fā)。Tb~(3+)在CaO-Na2O-P2O5系統(tǒng)磷酸鹽發(fā)光玻璃/微晶玻璃中的發(fā)光屬于Tb~(3+)的5D4→7FJ(J=6,5,4)特征躍遷,以位于545 nm的綠色光發(fā)射為主,其激發(fā)光譜中位于372 nm和483 nm處的激發(fā)峰表明該類材料可以被LED的長(zhǎng)波紫外光芯片或藍(lán)光芯片有效激發(fā)。在CaO-Na2O-P2O5系統(tǒng)磷酸鹽發(fā)光玻璃/微晶玻璃中摻入不同濃度的Eu~(3+)或Tb~(3+),其激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的峰位置和譜線形狀基本保持不變。在摻入量為1~6 mol%的范圍內(nèi),隨著激活離子Eu~(3+)或Tb~(3+)濃度的升高,磷酸鹽發(fā)光玻璃或微晶玻璃的發(fā)射強(qiáng)度均不斷增強(qiáng),表明在該濃度范圍內(nèi)未出現(xiàn)稀土離子發(fā)光的濃度猝滅現(xiàn)象。對(duì)比相同組成的發(fā)光微晶玻璃和發(fā)光玻璃的熒光光譜發(fā)現(xiàn),Eu~(3+)、Tb~(3+)激活的發(fā)光微晶玻璃的發(fā)光強(qiáng)度均高于相同組成的發(fā)光玻璃,表明CaO-Na2O-P2O5系統(tǒng)磷酸鹽微晶玻璃是一類比相同組成磷酸鹽玻璃更好的發(fā)光材料基質(zhì)。
[Abstract]:White Light Emitting Diodes-W-LED (White Light Emitting Diodes-W-LED) is a new kind of green green cold light source with small size and long life. At present, white LED is mainly composed of epoxy resin coating phosphor on semiconductor chip, while epoxy resin has poor thermal conductivity and is easy to aging. The luminescence efficiency and service life of white LED have been reduced. In order to avoid the above problems, the study of using luminescent glass-ceramics instead of phosphors has aroused great interest. In this paper, the chemical stability is high. Phosphate glass-ceramics with low temperature and cheap raw materials were prepared and characterized by rare earth ions activated phosphate glass-ceramics in CaO-Na2O-P2O5 system. The phase transition process and its effect on the luminescence properties of glass-ceramics during crystallization were studied. The Eu~(3) was analyzed. The luminescence behavior of Tb~(3 in glass-ceramics and the influence of doping concentration on the luminescence properties. The luminescence intensity of phosphate glass and glass-ceramics with the same composition were studied. Eu~(3 was prepared by melt quenching and crystallization at different temperatures. Activated CaO-Na2O-P2O5 system phosphate-luminescent glass-ceramics. The phase composition and luminescence properties of phosphate-luminescent glass-ceramics were studied by X-ray diffraction and fluorescence spectroscopy. The effects of heat treatment on the phase composition and luminescence properties of phosphate glass-ceramics were investigated. The results show that the prepared glass-ceramics have good transparency and fluorescence properties. The crystalline phase consists of calcium pyrophosphate, calcium phosphate, calcium superphosphate, sodium calcium phosphate and so on. The trend of phase transformation is Ca3(PO4)2. 鈫扖a2P6O17. 鈫扷nder the excitation of 393 nm ultraviolet light, the glass-ceramics exhibit red light emission, luminescence intensity, chromaticity and crystallization temperature. There is a strong correlation between the crystalline phase composition and the transparency of the sample, with the increase of crystallization temperature. The ratio of red orange (614nm) to 587nm (the ratio of red orange to 587 nm orange) of glass-ceramics emission spectra showed an increasing trend as a whole. It is shown that Eu~(3) occupies the dominant non-centrosymmetric lattice in the new biological phase of the crystallization process. The luminescence in phosphate luminescent glass / glass-ceramics in CaO-Na2O-P2O5 system belongs to 5D0 of Eu~(3). 鈫扵he red light emission at 614 nm is the main red light emission. The excitation peaks at 393nm and 465nm in the excitation spectrum indicate that this kind of material can be effectively excited by LED's long-wave ultraviolet or blue chip. Luminescence in phosphate luminescent glass / glass-ceramics in CaO-Na2O-P2O5 system belongs to 5D4 of Tb~(3). 鈫扵he green light emission at 545 nm is the main green light emission. The excitation spectra are located at 372 nm and 483 nm. The excitation peak at Nm indicates that this kind of material can be effectively excited by long wave ultraviolet or blue light chip of LED. Different kinds of phosphate-luminescent glass / glass-ceramics are doped in CaO-Na2O-P2O5 system. Concentration of Euconium (. 3) or Tb~(3). The peak position and spectral line shape of the excitation and emission spectra remained basically unchanged, and the doping amount was 1 ~ 6 mol%. The emission intensity of phosphate-luminescent glass or glass-ceramics increased with the increase of the concentration of activated ion Eu~(3) or Tb~(3. The results show that there is no concentration quenching phenomenon of rare earth ion luminescence in this range. The fluorescence spectra of luminescent glass-ceramics and luminescent glass with the same composition have been found. The luminescence intensity of the luminescent glass-ceramics activated by Tb~(3 was higher than that of the luminescent glass with the same composition. It is shown that CaO-Na2O-P2O5 system phosphate glass-ceramics is a better luminescent material matrix than the same composition phosphate glass.
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN312.8;TQ171.733

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本文編號(hào)：1446633