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硼酸盐体系化合物因含有丰富结构的硼酸盐阴离子而具有多方面的优良性质,并因此得到了广泛应用,例如可作为非线性光学材料及荧光粉基质等。而作为它的一个分支,铋硼酸盐体系化合物由于铋离子的存在,在结构和性质上都具有了一些新的优良特点。迄今为止人们已在该体系中发现了多种具有良好性质的新型化合物,所以对该体系的进一步研究具有很大前景。基于此,对新型铋硼酸盐化合物进行了探索。
本文主要对两个铋硼酸盐体系进行了研究:一个是BaO-Bi2O3-B2O3体系,对其固相线下的相关系进行了研究,划分出12个三相区,但并未发现新型化合物。另一个是ZnO-Bi2O3-B2O3体系,一方面研究了其固相线下的相关系,划分出12个三相区,完成了相图,但遗憾的是也未发现新的三元化合物;另一方面是以已知三元化合物ZnBi282O7作为荧光粉基质,Eu3+离子作为激活剂,利用高温固相反应法合成了ZnBi2B2O7∶Eu3+系列荧光粉,并对其结构及发光性能进行了研究。实验结果表明,掺杂样品的XRD图谱与纯相的XRD数据符合良好。这说明Eu3+的掺入没有改变ZnBi2B2O7基质结构。采用Rietveld法对其进行结构精修后发现,Eu3+取代了基质中Zn的位置,晶胞体积较未掺杂时变大。通过测量其发射光谱(PL)及激发光谱(PLE)发现,该系列荧光粉在611 nm处发射光最强,其激发谱在393 nm及464 nm处最强,故其可在紫外光及蓝光激发下发射红光。其淬灭浓度为2.5 mol%,色度坐标为(0.647,0.352),位于色度图的红色区域,且靠近CIE色度图边沿,表明该荧光粉的饱和度较高,红色纯正,是理想的红色荧光粉。