铝酸锶型荧光釉的制备研究

发布时间：2017-03-31 01:02

  本文关键词：铝酸锶型荧光釉的制备研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：Sr Al2O4:Eu2+,Dy3+长余辉蓄能发光材料具有余辉时间长、亮度高、光热化学稳定性好、无放射性危害、可重复利用等优点,利用其制备的荧光釉可作为功能性喷墨打印墨水,用于发光陶瓷的生产,通过吸收和储存光能,起装饰美化作用同时能够用于黑暗处低度照明和铭牌显示,在消防和夜间指示方面具有重要用途。本论文研究了釉料配方和制备工艺等因素对荧光釉发光强度的影响,并探讨了其中机理,可为荧光釉料的进一步开发提供参考。为了确定荧光釉的制备方法,首先分析对比了湿法施釉和干法施釉的优缺点,结果表明,由于铝酸锶在水中会发生水解,使得湿法施釉得到的产品发泡泛白,发光强度弱,发射峰位偏移而致使发光颜色不纯正等缺陷,所以干法混合釉粉是较为理想的施釉方法。研究了不同成分的基础釉和不同含量长余辉发光材料对荧光釉的光谱性能和釉面质量的影响规律。研究表明,碱性氧化物含量较多的基础釉会熔解破坏发光晶相,钙元素含量高会使发光峰位产生偏移;随着长余辉发光材料含量增加,发光强度增大但釉面质量会变差。因此,选择合适的基础釉和掺入20%长余辉材料所制备的荧光釉效果较佳。讨论了基础釉的粒径、釉层厚度、烧成最高温度和升温速率以及烧成气氛等工艺条件对荧光釉的发光强度、余辉衰减、釉面质量等性能的影响,对测试的余辉亮度数据进行拟合得出余辉衰减的规律曲线,并通过微观结构的分析讨论了主要影响机理。最终确定了制备荧光釉合理的工艺条件:基础釉球磨时间为2 h,釉层厚度控制在1 mm左右,以前期6℃/min,后期10℃/min的升温速率升至800℃,然后立即降温。通过本条件制备的荧光釉初始发光强度达到10 cd/m2以上,发光强度衰减到人肉眼能感知的极限强度(0.032 mcd/m2)所持续时间较长。实验也发现烧成气氛的影响不大,可以根据实际要求选择。最后,为了进一步提高荧光釉的性能,初步考察了外掺激活剂和辅助激活剂的影响,实验结果表明,外掺Eu2O3和Dy2O3产生浓度淬灭效应降低发光强度,而外掺Dy2O3所引起效应较小而且在还原气氛中制备对性能有所改善。
【关键词】：SrAl2O4:Eu2+ Dy3+ 余辉衰减 拟合参数 Eu2O3和Dy2O3 釉
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ174.43
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 前言12-13
• 1.2 长余辉发光材料的分类及研究概述13-16
• 1.2.1 硫化物基质长余辉发光材料13-14
• 1.2.2 硅酸盐基质长余辉发光材料14
• 1.2.3 铝酸盐基质长余辉发光材料14-16
• 1.3 长余辉蓄能发光材料发光机理及其主要应用性能16-19
• 1.3.1 余辉发光机理16-17
• 1.3.1.1 Matsuzawa的空穴转移模型16-17
• 1.3.1.2 电子陷阱模型17
• 1.3.2 长余辉蓄能发光材料主要应用性能17-19
• 1.3.2.1 耐水性能18
• 1.3.2.2 热稳定性能18
• 1.3.2.3 化学稳定性能18
• 1.3.2.4 余辉衰减特性18-19
• 1.4 长余辉蓄能发光材料在釉中的应用19-22
• 1.4.1 釉的熔融性质19-20
• 1.4.2 硫化物基质长余辉发光材料的应用20
• 1.4.3 硅酸盐基质长余辉发光材料的应用20-21
• 1.4.4 铝酸盐基质长余辉发光材料的应用21-22
• 1.5 课题研究意义和研究内容22-24
• 1.5.1 研究背景及意义22
• 1.5.2 研究内容22-23
• 1.5.3 创新点23-24
• 第二章 原料、仪器及实验方法24-30
• 2.1 实验原料及仪器24-26
• 2.2 实验方法26-30
• 2.2.1 实验流程26
• 2.2.2 测试与表征手段26-30
• 2.2.2.1 发光亮度及余辉衰减26-27
• 2.2.2.2 荧光光谱分析27-28
• 2.2.2.3 X射线衍射分析（XRD）28-29
• 2.2.2.4 扫描电镜测试（SEM）和能谱测试（EDS）29
• 2.2.2.5 X射线荧光光谱分析（XRF）29
• 2.2.2.6 熔融温度范围测试29
• 2.2.2.7 光泽度测量29-30
• 第三章 制备方法对荧光釉性能的影响30-36
• 3.1 前言30
• 3.2 实验部分30-31
• 3.3 实验结果与讨论31-35
• 3.3.1 长余辉荧光粉性能分析31-33
• 3.3.2 制备方法对荧光釉釉面质量的影响33
• 3.3.3 制备方法对荧光釉光学性能的影响33-34
• 3.3.4 湿法浸釉对荧光釉影响的原因分析34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 原料对荧光釉性能的影响36-50
• 4.1 前言36
• 4.2 基础釉化学成分对荧光釉性能的影响36-43
• 4.2.1 四种基础釉的性能特点36-38
• 4.2.2 荧光釉的制备38-39
• 4.2.3 基础釉对荧光釉釉面质量的影响39
• 4.2.4 基础釉对荧光釉的光学性能的影响39-43
• 4.2.4.1 荧光釉的光学性能特点39-42
• 4.2.4.2 基础釉对荧光釉光学性能影响机理42-43
• 4.3 长余辉发光材料含量对荧光釉性能的影响43-48
• 4.3.1 实验部分43-44
• 4.3.2 实验结果讨论与分析44-48
• 4.3.2.1 荧光釉的光学性能分析44-46
• 4.3.2.2 荧光釉的晶相分析46
• 4.3.2.3 荧光釉的形貌分析46-48
• 4.3.2.4 荧光釉的釉面质量48
• 4.4 本章小结48-50
• 第五章 工艺过程对荧光釉性能的影响50-71
• 5.1 前言50
• 5.2 基础釉粒径的影响50-54
• 5.2.1 实验方法50
• 5.2.2 实验结果讨论与分析50-54
• 5.2.2.1 熔块粉的粒度分析50-51
• 5.2.2.2 光学性能分析51-52
• 5.2.2.3 X射线衍射分析52-54
• 5.3 釉层厚度的影响54-55
• 5.3.1 实验方法54
• 5.3.2 实验结果讨论与分析54-55
• 5.3.2.1 光学性能分析54-55
• 5.3.2.2 X射线衍射分析55
• 5.4 烧成制度的影响55-63
• 5.4.1 烧成温度对荧光釉的影响55-61
• 5.4.1.1 实验方法55-56
• 5.4.1.2 实验结果讨论与分析56-61
• 5.4.2 升温速率对荧光釉的影响61-63
• 5.4.2.1 实验方法61
• 5.4.2.2 实验结果讨论与分析61-63
• 5.5 烧成气氛的影响63-69
• 5.5.1 实验方法63-64
• 5.5.2 实验结果讨论与分析64-69
• 5.5.2.1 荧光釉的光学性能分析64-66
• 5.5.2.2 气氛对晶相和形貌的影响66-68
• 5.5.2.3 荧光釉余辉衰减观察68-69
• 5.6 本章小结69-71
• 第六章 外加Eu_2O_3、Dy_2O_3对荧光釉性能的影响71-79
• 6.1 前言71
• 6.2 实验方法71-72
• 6.3 实验结果与讨论72-78
• 6.3.1 掺入Eu_2O_3、Dy_2O_3的荧光釉性能对比72-74
• 6.3.2 掺入Dy_2O_3的荧光釉在不同气氛下制备的性能对比74-78
• 6.4 本章小结78-79
• 结论与展望79-81
• 1 结论79-80
• 2 展望80-81
• 参考文献81-89
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果89-90
• 致谢90-92
• 附件92

【参考文献】

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本文编号：278495