RE2Zr2O7(RE=Y,La)纳米发光材料的制备及发光性能的研究
烧绿石结构（或缺陷萤石结构）的稀土锆酸盐RE2Zr2O7 (RE=Y, La，Gd， Lu等)体系，是一类新型的发光材料，具有折射率高、有效原子序数大和高温稳定性强等优势，在荧光灯、显示技术等领域有良好的应用前景。本文主要研究了 RE2Zr2O7(RE=Y,La)纳米粉体的制备工艺，讨论了不同稀土离子掺杂的RE2Zr2O7(RE=Y,La)纳米粉的荧光性能（主要研究了三种发光离子：Eu3+，Dy3+， Sm3+）。其中，粉体的制备方法主要有：传统的高温固相法以及湿化学法（共沉淀法和燃烧法）。采用X射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM），漫反射，粒度分析等手段对纳米粉体的结构、颗粒度、形貌等方面进行了研究。通过荧光光谱（PL）对不同稀土掺杂的纳米粉体的发光性能进行了研究。 首先，采用传统的高温固相法合成RE2Zr2O7(RE=Y,La)纳米粉体。实验过程中，为了达到均匀混合的目的，将称量好的氧化物原料按放入球磨罐，进行球磨。XRD分析表明，煅烧温度为1250℃时存在杂相，当反应温度为1450℃时，得到具有缺陷萤石结构的 Y2Zr2O7粉体和具有烧绿石结构 La2Zr2O7粉体，颗粒尺寸为亚微米级，颗粒均匀性较差。 其次，为了降低RE2Zr2O7(RE=Y,La)粉体合成温度，改善粉体性能，采用湿化学法制备晶粒尺寸更小、分布均匀的纳米粉体：主要有共沉淀法和燃烧法。共沉淀法制备的RE2Zr2O7(RE=Y,La)粉体，烧结温度明显降低，且均匀性有了明显改善。XRD分析表明，当煅烧温度为800℃时，已经开始结晶，衍射峰强度较低，但是衍射峰基本出现，没有杂相；随着温度升高，衍射峰强度增强，当温度达到 1200℃时，得到结构单一、结晶度较高的 RE2Zr2O7(RE=Y,La)纳米粉体，晶粒尺寸在100nm左右。 燃烧法制备纳米粉体，具有高效、快速合成且粉体均匀性好、烧结活性高等优点。通过液相法配制溶液，使反应物之间充分接触，达到分子水平的均匀程度，随着水分逐渐蒸发，燃烧反应一触即发。前驱粉体在较低温度下煅烧即可得到纯相的RE2Zr2O7(RE=Y,La)纳米粉体。600℃，保温2h，开始结晶，1200℃，保温2h即得到结构单一，尺寸均匀的RE2Zr2O7(RE=Y,La)纳米粉体。 通过三种方法制备的粉体性能不一样，最后，燃烧法作为纳米粉体的最佳制备方案，合成Y2Zr2O7、La2Zr2O7、不同Y/La比例的(Y,La)2Zr2O7掺杂不同发光离子的纳米发光材料，研究其发光性能，并对其机理进一步探索，为提高粉体发光性能提供理论支持。
高温固相法;共沉淀法;燃烧法;纳米粉体;发光材料
中国计量大学
硕士
材料物理与化学
舒康颖;唐高;魏钦华
2016
中文
TB383
2019-04-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）