微纳米YBO_3:Eu~(3+)荧光粉的制备及发光性能研究

【摘要】随着科学技术的突飞猛进和人们对大屏幕高清晰度的平板手机、平板电脑、平板电视的需求更加迫切。实现大屏幕的途径有很多,主要有电致发光显示(EL)、场发射显示(FED)、液晶显示(LCD)以及等离子体显示(PDP)。但EL制成的屏幕图像质量较差；FED还在研发过程中；LCD虽发展潜力很大,但在制作大屏幕过程中易受到灰尘影响,引起屏幕非正常工作,出现黑斑；而PDP由于驱动电路的改进,使得其成为最有希望的大屏显示技术。当然,这就不能不提到发光材料对于PDP的重要性。目前,PDP中所使用的商业红粉是(Y,Gd)BO3:Eu3+,它虽在已知红色荧光粉中具有很高真空紫外激发区的发光效率,但是它的色纯度不够好。理想的荧光粉应该同时具有稳定性好,色纯度好和高的发光效率。因此,本论文利用水热法合成了微纳米的YBO3:Eu3+荧光粉,通过改变反应条件,制得样品的形貌和粒径大小发生改变,发光强度和色纯度也随之发生较大变化。论文一共分为六章,每章主要内容如下：第一章,介绍了PDP红色荧光粉的应用背景以及微纳米YBO3:Eu3+荧光粉的发光特性,最后介绍了本论文的研究的内容和意义。第二章,介绍样品制备过程中所需的药品,试剂和相关测试仪器,并简单列举了测试仪器的用途,基本参数等,其间,着重介绍了本论文的样品制备方法-水热法。第三章,采用没有任何化学添加剂的水热合成,简单改变化学试剂硼(B)源,起始前驱体溶液的pH值以及反应过程中搅拌速度,合成了不同形貌的YBO3:Eu3+荧光粉,如玫瑰花状,类球状,圆饼状。发现设定合适的搅拌速度可以产生更多粒径更小的分布更均匀的荧光粉颗粒。通过搅拌和后续烧结后,荧光粉的光发射显著增强。原因是微结构得到改善且结晶性变得更好。并且发现弱酸性的前驱体溶液环境中制得的样品以及经过后续退火的样品在可见光波长范围内光发射增强,而在700nm处的发射减弱,这对等离子体显示是有用的。第四章,通过水热合成和改变后续烧结温度,我们得到三组不同YBO3:Eu3+荧光粉样品。合成过程中,一、二组均以硼酸作为B源,第一组没有添加碳纳米管模板,第二组添加碳纳米管模板；第三组以硼酸三丁酯作为B源,添加碳纳米管作为模板。测试结果表明在添加碳纳米管后,YBO3:Eu3+荧光粉的色纯度得到大幅改善。硼酸三丁酯为B源制得的样品也具有更好的色纯度。第五章,我们通过在前驱体溶液中添加了多壁碳纳米管(MWNT),利用氨水调节溶液pH值(5、6、7、8、9、10),260度保温6小时,不需要后续高温烧结处理,就合成了纯相的YBO3:Eu3+荧光粉。由SEM照片,可以观察到鼓状的、厚片状的、六角状的、花瓣状的形貌。通过对发光光谱的测量,发现pH=9或10时,红橙比R/O增大,表明样品拥有更好的色纯度。第六章,对前面论文主要内容进行总结和对未来研究的展望。
【作者】邹丹；
【导师】马永青；
【作者基本信息】安徽大学，材料科学与工程，2014，硕士
【关键词】YBO3；Eu3+；水热法；B源；碳纳米管；光致发光；

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