GdPO4∶Sm3+荧光粉的焙烧温度和掺杂浓度的优化及发光和磁性能

以GdPO₄为基质，Sm³⁺为激活剂，采用水热法合成了纳米荧光粉前驱体，分别在800、900、1 000、1 100和1 200℃下焙烧，得到一系列GdPO₄∶Sm³⁺荧光粉。首先探究了GdPO₄∶Sm³⁺的最佳焙烧温度；其次研究了Sm³⁺掺杂浓度对GdPO₄∶Sm³⁺荧光性能的影响；最后研究了GdPO₄∶2% Sm³⁺的高温荧光性能和磁性能。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、磁强计和荧光分光光度计(FL)对荧光粉的晶体结构、形貌、发光和磁性能进行了表征。结果表明：荧光粉的晶体结构由前驱体六方晶系GdPO₄·H₂O∶Sm³⁺变为单斜晶系的GdPO₄∶Sm³⁺，形貌由纳米棒变为无规则块体。当焙烧温度为1 000℃，Sm³⁺掺杂浓度为2%时，荧光粉的发光强度和荧光寿命达到最大值。GdPO₄∶2% Sm³⁺中Sm³⁺之间能量传递类型为电偶极-电偶极相互作用，能量传递的临界距离为1.646~1.884 nm。最佳样品GdPO₄∶2% Sm³⁺有优异的热稳定性，热猝灭活化能为-0.157 eV，且具有良好的顺磁性，质量磁化率值为1.22×10^-4 emu·g^-1·Oe^-1。