硼酸盐发光材料的合成及性能研究(2)
近年来由于能源危机的爆发，很多国家都在研究更节能的发光材料，而荧光材料无疑是一个很好的发展方向[6]。从节能方面来说，相同亮度的LED荧光灯和白炽灯相比耗电量只有白炽灯的十分之一，而寿命却比白炽灯要长一百倍[7]，从环保方面来讲，荧光灯中不含铅和汞等重金属，因此，在生产和使用荧光灯的同时不会对环境造成污染。
发光材料可以分为很多种，其中根据发光材料的激发方式不同可以将发光材料分为光致发光材料、电致发光材料、阴极射线发光材料、X射线发光材料和放射线发光材料等。光致发光材料是用紫外光、真空紫外光、可见光或者红外光激发而发光的材料。所以光致发光材料又可分为荧光灯用荧光粉、长余辉荧光粉和上转换发光材料。荧光灯用荧光粉是将紫外光转变为可见光的发光材料；长余辉荧光粉是将紫外光或者可见光转换成可见光的材料；而上转换发光材料是将红外光转换成可见光的发光材料。在交流或直流电场作用下，通过交流或直流电压激发的发光材料称之为电致发光材料，是一种将电能转变为光能而不产生热的一类材料[8-9]。电致发光材料的发光机理是在电场作用下，通过内部电子的迁移实现与空位或电离原子的复合而产生发光的过程。一般都要经过电场激发，能量传送至发光中心，发光中心产生发射发光三个过程[10-11]。在阴极射线激发下产生发光的材料称为阴极射线发光材料。通过阴极射线管产生的高能电子束轰击发光体产生高能的电子及空位，当它们经过相互的碰撞产生比较低的能量的电子和空位，这种碰撞一直延续直到产生与发光体的能级跃迁相匹配的电子和空位，具有较低能量的电子和空位激发发光中心而产生发光。这种材科主要用在示波管、飞点扫描管、雷达指示管、彩色及黑向显像管领域[12-13]。在X射线激发下能够发光的材料即为X射线发光材料。它的发光过程与阴极射线发光材料的发光过程比较相似。它是通过X射线照射发光材科，发光材料吸收X射线产生高能的光电子，光电子不断的进行非弹性碰撞，产生能级低的光电子，当光电子产生的能量与发光中心发生跃迂所需的能量相当时，发光中心吸收这些光电子产生跃迁。在以辐射跃迁的方式返回基态的过程中产生发光[14-16]。
YBO3：Eu3+是近年来广泛应用的红色荧光粉，但是YBO3：Eu3+最强发射线来自于Eu3+的5D0-7F1磁偶极跃迁，为橙色光[19-20]。作为显示器红粉成分它的波长稍短。所以目前开发和研究新的红色荧光粉成为提高显示器质量的迫切需求[21]。YBO3：Eu3+样品的制备方法有高温固相反应法[17]、共沉淀法[18]、溶胶-凝胶法[1]、水热合成法等，本文采用的就是简单的水热合成法制备YBO3：Eu3+发光材料，通过改变其pH值和Eu3+的掺入量，对YBO3：Eu3+发光材料的形貌、发光强度进行探索。
1 实验部分
1.1 实验试剂
Eu2O3(99.99%，上海跃龙新材料股份有限公司生产)；0.1mol/L的EuCl3溶液由相应的氧化物制备；Y(NO3)3(分析纯，99.0%，天津市福晨化学试剂厂)；硼酸（分析纯，99.0%，天津市化学试剂吹冰厂）；0.2mol/L的Y(NO3)3由Y(NO3)3固体制备；氨水(分析纯，天津市凯通化学试剂有限公司)；无水乙醇(分析纯，≥99.7%，天津市凯通化学试剂有限公司)；实验室用水为蒸馏水。
1.2 YBO3：Eu3+荧光粉的合成
室温下，将47.5mL的0.2mol/L的Y(NO3)3与5mL的0.1mol/L的EuCl3分别加入烧杯中，搅拌均匀。在烧杯中再加入100mL的0.1mol/L的H3BO3，搅拌均匀后，溶液无明显变化，测其pH值为3左右。将溶液分成两份，其中一份加入氨水调节pH值至中性，观察有白色沉淀产生，另一份加入氨水调节pH值至10左右，观察也有白色沉淀产生。将两份样品分别放入水热釜中180℃加热12h，洗涤后将沉淀在70℃干燥10h，研磨后得到白色粉末样品。
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