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Eu3+掺杂Lu2SiO5发光粉体的制备及发光性能

2018-04-27,,

机械工程材料 2018年4期

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(湖北工业大学1.材料与化学工程学院;2.绿色轻工材料湖北省重点实验室;3.绿色轻质材料与加工湖北工业大学协同创新中心,武汉 430068)

0 引 言

闪烁材料是一种能够吸收射线或高能粒子并将其能量转化为光的发光材料,主要应用于工业探伤、医学成像、地质勘探、空间物理和高能物理等领域。Lu2SiO5多晶陶瓷具有物理化学性质稳定、光学性能良好,以及传统陶瓷材料所具有的耐高温、耐腐蚀、高强度等优点,同时其制备工艺也较单晶陶瓷材料的简单,能够适用于大尺寸闪烁材料的生产与应用。但是,Lu2SiO5多晶陶瓷在常温下并不是十分有效的闪烁体,为了提升其闪烁性能,通常需要掺入少量如铽、铕和铈等稀土元素作为发光激活剂[1-4]。三价铕离子(Eu3+)是研究应用最多的稀土元素之一,也是红色发光材料中最重要的激活剂,以Eu3+作为激活剂的发光材料在荧光灯、阴极射线管和等离子体平板显示中器都已经得到了应用[5-9]。

目前,Lu2SiO5多晶陶瓷的制备原料为陶瓷粉体,陶瓷粉体的制备方法主要有固相合成法、液相沉淀法和溶胶凝胶法等。固相合成法制备工艺简单,但是产物纯度不高且为块状,不利于进一步加工;液相沉淀法主要为添加辅助沉淀剂的共沉淀法,许志斌等[10]采用尿素辅助共沉淀模板法成功制备出单相Ce3+掺杂Lu2SiO5(Lu2SiO5∶Ce3+)粉体;溶胶凝胶法化学计量准确、成本低,得到的产物粒径小,MANSUY等[11]通过LuCl3与正硅酸乙酯在异丙醇中发生溶胶凝胶反应并进行Ce3+掺杂得到前驱体,前驱体干燥后在1 200 ℃煅烧6 h得到Lu2SiO5∶Ce3+粉体,粉体颗粒大小均匀,粒径在450 nm左右。……

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