Al2O3稀土摻雜方法及發(fā)光性質(zhì)的研究.pdf

1、稀土元素及過(guò)渡金屬元素?fù)诫s的Al2O3陶瓷粉末材料，具有優(yōu)良的物理和光學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用到輻射劑量檢測(cè)和熒光跟蹤監(jiān)測(cè)等方面。本文以 Al2O3為基質(zhì)，采用化學(xué)燃燒合成法制備了Al2O3:Eu，Al2O3:Eu:Tb及Al2O3:Cr發(fā)光陶瓷材料。通過(guò) SEM、XPS、XRD、熒光光譜等研究手段對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試和表征，研究摻雜濃度和退火溫度對(duì)摻雜前后光致發(fā)光特性的影響，確定最佳的摻雜條件。
　　以硝酸鋁、硝酸銪為原料制備的Al2O3:

2、Eu陶瓷粉末，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：Eu離子存在兩個(gè)價(jià)態(tài)，即Eu3+、Eu2+離子。退火前后樣品形貌均為微米片狀。隨著退火溫度的升高，樣品的結(jié)晶度增強(qiáng)，且最佳結(jié)晶濃度為0.055mol％。Al2O3:Eu陶瓷粉末以398nm的激發(fā)波長(zhǎng)激發(fā)，在592nm，618 nm左右存在Eu3+的特征發(fā)射峰。隨著退火溫度的升高，發(fā)光峰位未發(fā)生變化，發(fā)光強(qiáng)度先升高后降低，且最佳退火溫度為900℃。隨著摻雜濃度的增加，發(fā)光強(qiáng)度先增加后減小，且最佳摻雜濃度為0.0

3、55mol%。
　　以硝酸鋁、硝酸銪、硝酸鋱為原料制備的Al2O3:Eu:Tb陶瓷粉末。研究結(jié)果表明：摻雜后樣品中同時(shí)存在Eu3+，Tb3+，Eu2+三種稀土離子，出現(xiàn)了紅、綠、藍(lán)三色光。固定Eu3+離子的摻雜濃度為0.04mol%不變，改變Tb3+離子的摻雜濃度，經(jīng)過(guò)800℃退火后Eu，Tb共摻雜的Al2O3陶瓷粉末光致發(fā)光曲線(xiàn)表明:Eu3+離子在592nm，618nm，653nm，705nm處的發(fā)光峰強(qiáng)度隨著Tb3+離子摻雜濃

4、度的增加而增強(qiáng)。然而， Tb3+離子在545nm的發(fā)光峰隨著Tb3+離子摻雜濃度從0.14mol%到0.17mol%的增加，發(fā)光強(qiáng)度減弱。
　　以硝酸鋁、硝酸鉻為原料制備的Al2O3:Cr陶瓷粉末，得到樣品為片狀。用波長(zhǎng)694 nm的發(fā)射波長(zhǎng)監(jiān)測(cè)得到激發(fā)譜中，有兩條寬的譜帶，其峰值位于426nm和570nm，分別對(duì)應(yīng)于Cr3+的4A2(4F)→4T1(4P)和4A2(4F)→4T2(4F)躍遷。在發(fā)射光譜中可以看到Cr3+的2E→