ZnS:Cu发光粉包膜处理及老化性能的研究

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ZnS:Cu发光材料是目前应用最为广泛的交流粉末型电致发光(AC-EL)材料,其中关键技术之一是电致发光材料的老化问题.过去很长一段时间由于ZnS:Cu发光材料老化过快,达不到实用要求而影响了AC-EL器件的推广应用.为了解决AC-EL器件老化过快问题,一种有效的方法是将发光粉进行包膜处理.目前,国外已实现ZnS:Cu发光材料的包覆;但中国对ZnS:Cu发光材料包覆的研究尚未见报导.该文以钛酸四丁酯和水为源物质,以氮气为载气,采用流态化化学气相沉积(CVD)包覆法对ZnS:Cu电致发光粉进行包膜处理.研究了发光粉的流态化行为,考察了反应温度、气化温度、反应时间等包覆工艺条件对包覆物含量的影响,探讨了流态化化学气相沉积包覆发光粉的过程与机理,并通过SEM、EDS、XRD、EPMA测试手段对包膜处理后的发光粉进行鉴定与表征.试验结果表明,ZnS:Cu发光粉属于Geldart C类颗粒,其流化过程包括节涌、沟流、平稳流化三个阶段;发光粉平稳流化机理是粉体发生自团聚;发光粉流化时发生二次聚团;流化后床层结构可分为气泡相和团聚相两相.研究发现,由于Ti(OC<,4>H<,9>)<,4>接近完全水解,因此,反应温度对Ti(OC<,4>H<,9>)<,4>转化率影响不大,TiO<,2>含量与反应温度无关,与Ti(OC<,4>H<,9>)<,4>气化温度似成正比,与反应时间呈线性关系.本研究通过EDS确定了包覆物TiO<,2>的存在,通过SEM观察包膜粉一次团聚体的形貌,可以明显看到发光粉经包膜处理后在颗粒表面有一均匀包覆层,表面光滑,无细小颗粒堆积现象.该研究将裸粉和包膜粉分别制成交流粉末电致发光器件(AC-EL),利用屏幕亮度仪对EL屏进行了老化研究,结果表明包膜后的发光粉制成的EL屏的老化性能远远高于未包膜粉制成的EL屏的老化性能.
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