Sm3+摻雜LDPE-Na2SO4復合材料的結構及發(fā)光性能研究.pdf

1、稀土發(fā)光材料具有發(fā)光譜帶尖銳、色純度高及轉換效率高等優(yōu)異性能，在照明、顯示器件、激光等諸多領域具有廣泛的應用前景。而稀土離子激活無水硫酸鈉熒光粉因合成方法簡單、成本低及量子效率高等特點，其發(fā)光特性在過去幾年里引起了研究人員的極大關注。然而，實際應用中，熒光物質的發(fā)光性能容易受到外界因素的影響。通過調研發(fā)現(xiàn)，涂層或者將熒光物質顆粒分散在聚合物或者玻璃基質中可以很好的保護熒光物質顆粒表面，防止發(fā)光強度的降低。
　　本文以高純度無水硫酸

2、鈉(Na2SO4)和高純度無水氟化釤（SmF3）為原料，采用高溫固相法合成Na2SO4∶Sm3+熒光粉。通過分析SmF3摻雜濃度對Na2SO4∶Sm3+熒光物質晶體結構和發(fā)光性能的影響，選出發(fā)光性能最佳的原料配比。然后采用熔融共混-熱壓法將合成的Na2SO4∶Sm3+粉末摻雜到低密度聚乙烯(LDPE)基質中成功制備了LDPE-Na2SO4∶Sm3+復合材料。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDX)、正電子湮沒

3、壽命譜(PALS)、熒光光譜(PL)測試手段，首次針對Na2SO4∶Sm3+摻雜濃度及γ射線輻照對復合材料的相結構、表面形貌、自由體積特性和發(fā)光性能的影響進行了表征，并對測試結果做進一步分析和處理。
　　實驗結果表明，Na2SO4∶Sm3+熒光物質能夠均勻地分散在聚合物基質中，且Na2SO4∶Sm3+熒光物質的摻雜對LDPE基質原有的晶體結構沒有產(chǎn)生明顯的影響。在402nm激發(fā)光下，復合材料的發(fā)射光譜由位于563，598，644和

4、706nm處4個主要發(fā)射峰組成，依次歸因于Sm3+的4f6電子結構中4G5/2→6HJ(J=5/2，7/2,9/2和11/2)的能級躍遷。復合材料的發(fā)光強度隨Na2SO4∶Sm3+摻雜濃度的增加而逐漸增強。γ射線輻照效應體現(xiàn)在復合材料結晶度的升高和自由體積分數(shù)的降低，表明低劑量γ射線輻照主要導致LDPE鏈的交聯(lián)。在γ射線輻照后的復合材料中除了Sm3+的4個主要發(fā)射峰外，同時還觀察到了峰值約在686nm處的Sm2+發(fā)射帶。隨著γ射線輻照劑