非还原条件下稀土离子的还原现象及相应光谱性质的研究

继在空气气氛下制备的硼酸盐（如srB4O7，含有BO4四面体），硼磷酸盐（如MBPO5（M＝Ca，Sr，Ba），含有PO4和日04四面体）和硫酸盐（如BaSO4，含SO4四面体）体系中发现稀土离子的还原现象（如Eu3+→Eu2+ ）以来，本工作首次在铝酸盐Sr4Al14O25（含有AIO4四面体）和硅酸盐BaMgsiO4（含有SiO4四面体）中发现，在空气气氛下亦能够发生Eu3+→Eu2+的异常还原现象，并尝试用电荷补偿模型对这种现象进行解释。在基子这个模型的主要思想（即带负电荷的缺陷所带的电荷越多，越有利于上述Eu3+→Eu2+的还原现象的发生）的基础上，本工作设计了离子共掺实验，试验结果证明了上述推断是合理的。在荧光粉BaMgSiO4：Eu2+中，两价Eu2+铕离子占据三种截然不同的晶格位置，形成三种类型的发光中心。在Ba（3）格位的两价Eu2+馆离子呈现的位于398nm发射；在Ba（1）和Ba（2）的两价Eu2+铕离子呈现位于500nm的宽带发射；在室温下，荧光粉BaMgSiO4：Eu2+中两价Eu2+馆离子的位于500nm的宽带发射“没有淬灭。这同Blasse等人报道的结果差别很大。在研究铕离子在铝酸盐S以All4025，SrAl2O4和Sr3A12O6中的变价现象时，本工作发现在Sr4Al4O25和SrAl2O4中，Eu3+→Eu2+还原过程比较容易进行，而在Sr3A12O6中，即使是在还原性气氛下，完全实现由三价铕离子变为两价铕离子也是很困难的，同样的现象在硼酸盐基质中也出现了。发生上述现象的主要原因是基质化合物的晶体结构的差别引起的，坚硬的封闭的晶体结构，有利于Eu3＋分Eu2＋还原过程的发生。为了探索新材料，本工作研究了其他的稀土离子在基质化合物掺入基质Sr4Al14O25、BaMgSiO4、Sr3Al2O6中的光谱性质，发现在空气气氛下制备的化合物S以All 4025、BaMgsi04、Sr3Al2O6中同样能够发生Ce4＋→Ce3+的还原过程，这个过程亦可以用电荷补偿模型进行解释。在化合物Sr4Al14O25中共掺入Ce3＋和Tb3+或Eu2+，发现三价Ce3＋离子能够敏化Tb3+和Eu2＋。在化合物Sr4Al14O25、BaMgSiO4、Sr3Al2O6以及CaYBO4中掺入Tb3＋后，都看到了来自5D3拼口5D4两个能级的发射。在254nm激发下，荧光粉CaYBO4：Eu3+的主发射峰位于609nm，这使其有可能用作三基色灯粉的红粉；比较有意思的是虽然在空气下和还原气氛下合成的BaMgsio4：Ce3＋样品的主发射峰均位于371nm，但是在空气下合成的样品的峰宽明显的窄于还原气氛下合成的。