掺Mn 4+ 红色荧光粉玻璃的制备与发光性质
发布时间：2020-12-05 17:29
植物照明用LED的研究和开发受到越来越多的关注。传统LED的封装过程使用的有机树脂热稳定性差、导热性差及易受紫外氧化,导致LED器件色坐标飘移、发光效率降低、使用寿命缩短。荧光粉玻璃（phosphor-in-glass,PiG）被认为是一种有机树脂可行的替换材料。Pi G可通过将荧光粉和玻璃粉末的混合物在800°C以下烧结制备,不仅具有玻璃的高透性、强机械性,还能保持荧光粉的发光性能。本论文中,我们首先通过传统高温固相法合成Sr2Mg Al22O36:Mn4+(简称SMA:Mn4+)、Ca14-xSrxZn6Al10O35:Mn4+(CSZA:Mn4+)、CaAl12O19:Mn4+(CA:Mn4+)、NaLaMgWO6:Mn4+(NLMW:Mn4+)系列荧光粉...
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）光敏色素的吸收光谱；（b）光敏色素的活性
掺Mn4+红色荧光粉玻璃的制备与发光性质3于Mn4+离子所处的晶体场较弱，在460nm处表现为强吸收，在630nm处为尖峰发射。总的来说，Mn4+激活的的荧光材料在紫外/蓝光区域都有大范围的吸收，所以Mn4+掺杂的荧光粉常被紫外或者蓝光芯片激发来封装LED器件。这些独特的光学特性满足了植物照明灯对理想的红色荧光粉的要求。因此，许多研究人员致力于开发Mn4+激活的红色荧光粉，特别是Mn4+掺杂的氧化物。因为它们可以在较温和的条件下制备、毒性较低、原料便宜，成本大大降低，所以其具有很大的商业价值。通过适当地改变晶体场环境，Mn4+发射的光谱位置可以在650-723nm的范围内进行调节，[19-22]使得Mn4+掺杂的氧化物满足植物生长的不同需求，在植物照明领域应用潜力大大提升。图1-2.3d3体系在八面体场中的Tanabe-Sugano能级图。[18]Figure1-2.Tanabe–Suganoenergy-leveldiagramfora3d3systeminoctahedralsymmetry.[18]1.2.1.2荧光粉基质Mn4+掺杂的红色氧化物荧光粉中都存在[MO6]，当Mn4+进入基质晶格中时，将占据半径和所带电荷与其相近的八面体位点，形成[MnO6]，从而得到我们想要的红光或远红光。表1-1列举了用于植物照明的Mn4+掺杂的氧化物红色荧光粉，包含铝酸盐[23-29]、钨酸盐[30-35]、碲酸盐[36]、钛酸盐[37-38]、锑酸盐[39-44]、锗酸盐[45-47]、
硕士学位论文10图1-3.丝网印刷工艺的具体过程说明。[129]Figure1-3.Illustrationofscreen-printingprocess.[129]3.带状浇注法：将玻璃基质、荧光粉、分散剂、粘结剂和塑性剂溶解在乙醇和二甲苯溶液中制成乳浊液，浇注在厚度为600μm叶片上。所得的PiG条压在透明玻璃基板上，在高温下烧结即可。具体的制备过程如图1-4所示。[91]这种方法成本低，操作简单。图1-4.通过带状浇注法制备样品的流程。[91]Figure1-4.Samplepreparationprocessbytapcastingmethod.[91]4.溶胶-凝胶法：首先将硅胶和荧光粉制备呈溶液，在玻璃基板上涂抹上述所制溶液或者将玻璃基板放入溶液进行蘸取，然后选择适当的温度进行烧结。[130]使用该法制备样品时，存在以下几点优势。首先所需温度较低，减少能量的消耗；其次容易控制样品成分；最后得到的样品均匀性良好。但是这种方法也存在一些弊端，比如：机械/化学稳定性差，残余碳/羟基对样品的光学性能有不利影响，
本文编号：2899822
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）光敏色素的吸收光谱；（b）光敏色素的活性
掺Mn4+红色荧光粉玻璃的制备与发光性质3于Mn4+离子所处的晶体场较弱，在460nm处表现为强吸收，在630nm处为尖峰发射。总的来说，Mn4+激活的的荧光材料在紫外/蓝光区域都有大范围的吸收，所以Mn4+掺杂的荧光粉常被紫外或者蓝光芯片激发来封装LED器件。这些独特的光学特性满足了植物照明灯对理想的红色荧光粉的要求。因此，许多研究人员致力于开发Mn4+激活的红色荧光粉，特别是Mn4+掺杂的氧化物。因为它们可以在较温和的条件下制备、毒性较低、原料便宜，成本大大降低，所以其具有很大的商业价值。通过适当地改变晶体场环境，Mn4+发射的光谱位置可以在650-723nm的范围内进行调节，[19-22]使得Mn4+掺杂的氧化物满足植物生长的不同需求，在植物照明领域应用潜力大大提升。图1-2.3d3体系在八面体场中的Tanabe-Sugano能级图。[18]Figure1-2.Tanabe–Suganoenergy-leveldiagramfora3d3systeminoctahedralsymmetry.[18]1.2.1.2荧光粉基质Mn4+掺杂的红色氧化物荧光粉中都存在[MO6]，当Mn4+进入基质晶格中时，将占据半径和所带电荷与其相近的八面体位点，形成[MnO6]，从而得到我们想要的红光或远红光。表1-1列举了用于植物照明的Mn4+掺杂的氧化物红色荧光粉，包含铝酸盐[23-29]、钨酸盐[30-35]、碲酸盐[36]、钛酸盐[37-38]、锑酸盐[39-44]、锗酸盐[45-47]、
硕士学位论文10图1-3.丝网印刷工艺的具体过程说明。[129]Figure1-3.Illustrationofscreen-printingprocess.[129]3.带状浇注法：将玻璃基质、荧光粉、分散剂、粘结剂和塑性剂溶解在乙醇和二甲苯溶液中制成乳浊液，浇注在厚度为600μm叶片上。所得的PiG条压在透明玻璃基板上，在高温下烧结即可。具体的制备过程如图1-4所示。[91]这种方法成本低，操作简单。图1-4.通过带状浇注法制备样品的流程。[91]Figure1-4.Samplepreparationprocessbytapcastingmethod.[91]4.溶胶-凝胶法：首先将硅胶和荧光粉制备呈溶液，在玻璃基板上涂抹上述所制溶液或者将玻璃基板放入溶液进行蘸取，然后选择适当的温度进行烧结。[130]使用该法制备样品时，存在以下几点优势。首先所需温度较低，减少能量的消耗；其次容易控制样品成分；最后得到的样品均匀性良好。但是这种方法也存在一些弊端，比如：机械/化学稳定性差，残余碳/羟基对样品的光学性能有不利影响，
本文编号：2899822
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