ZnSCu,Mn,Tm晶体结构的研究.pdfVIP

维普资讯 第 16卷 第 l期 湖南师范大学 自然科学学报 VOI_16 No．1 1993年 3月 Acla Sol Nat Univ Norm HUIT~n Mar． 1993 t ZnS：Cu，Mn，Tm晶体结构的研究 ‘ 丢俎 些 廉世勋 (化学系) · 摘 要 本文通过对 ZnS：Cu，Mn．Tm黄色夜光榆样 品糠粒度 、X射线衍射分析 、光电子能谱， 所承受的机械压力的测定，从而分析确定丁该夜光榆的糠粒级配．晶体构型，晶体块陷以及各种离 子在晶体中的存在情况． 关毽调 ·垫 发· ·晶体；结构 嚣{私￡构 痘之物 分娄号 O614．33 非放射性夜光粉具有许多特点逐渐取代放射性夜光粉．在显示、装饰等方面得到】舡来广泛 的应用 ”．对于以ZnS为基质的绿、橙色夜光粉 已有人进行了广泛 的研究 ．对于 ZnS~Cut Mn，Tm黄色夜光粉作者曾对其合成条件，稀土离子对发光的影响以及发光中心之间的能量传 递作了报道 ．本文进一步利用现代手段对黄色夜光粉的晶体结构进行 了研究，得到了许多对 于研究夜光粉具有启发性的结果． 1 实验部分 用RAX．10自动 x．射线衍射仪，并配用石墨衍射单色器对样品进行了 x射线衍射分析． 用 日立S-570扫描 电镜测定了样品的颗粒级配和粉体外形．用PV9100光 电子能谱仪测定了样 品的光 电子能谱图(仪器测定范围为：原子序数 10以后的各种元素)，用 PE-15吨压片机测定 样品承受机槭压力的情况 ，在硅碳捧炉中进行了样品重烧实验． 2 结果讨论 2．I 晶体结构 ZnScu，Mn，Tm 的x射线衍射谱 (见图 1)与 36~1450ZnS标准对照，可以确定属于 ct-ZnS (纤锌矿)结构．从表 1列出的实验数据和分析结果(晶胞常数8—3．823A，c一6．261A)与纯的 ZnS(晶胞常数 8=3．820A，c一6．260A)比较，晶胞常数有微小的变化 ，这是 由于进入晶格中 杂质离子的离子半经(Mn++一0．80A ，Cu+一0．96A，Ba 一1．35A，Tm=0．95A)与 Zn” - (0．74A)的离子半经的差异而 I起的． + 国家 自然科学基金资助项 目 收稿 日期。1992一l0—20 维普资讯 湖南师范大学 自然科学学报 第 16卷 圉 t ztls：Cu．Mn．Tm 的X射线舒射谱 囝 2 试轩稿l粒外开j 表 t 试样的x射线衍射实验敷据和分析结果 2．2 晶体的颗粒级配和外形 原料在高温反应时逐渐生成晶体，晶体生成愈好 ，发光亮度愈强 ．从表 2中看到，试样晶 体颗粒级配在 5～l4 的颗粒 占83．1 ．这种级配是很合理的．如果在粉体中5 的颗粒太多 发光亮度降低 l5的颗粒太多，粉体的二次特性较差．粉体的外形见图2． 表 2 试样 的赢粒扳配 2．3 晶体中的缺陷 N．里耳 H ·奥持曼等人 在研究ZnS：Cu的发光晶体结构时，根据在 400℃时 cu能扩散 到 巳经在 1250C灼烧过的ZnS晶体中，所产生的发光与在将 cu首先就加入到 ZnS基质中于 1250℃灼烧出来的样品发光完全相 同，认为在 ZnS晶体 中用符号 [z力][]表示的硫缺陷成了激 活剂铜的接受体 ，而推断出ZnS：Cu发光中心模型为 (cu][]．后来投有人对此推断作出很好的 证明．我们通过对 ZnS：cu，Mn，Tm晶体所承受的机械 压力的情况(见图3)，发现随着压强的逐 渐增加，发光强度逐渐减弱．当压强达到 180kg／cm时 ，晶体几乎不发光，把压制 以后不发光的 样品粉碎 ，装入石英管于 1180℃重烧