荧光灯用氧化铝粉体的制备与性能表征 / Preparation and characterization of γ-Al2O3 powder for protective film of fluorescent lamps

节能灯正式名称为稀土三基色紧凑型荧光灯，主要是由“上部灯头结构”以及“底部灯管结构”组成。为了降低光衰以及防灯管黑化现象，人们在灯管与荧光粉之间涂一层氧化铝膜来达到保护节能灯的作用。氧化铝作为常用的工业材料有多种不同的晶相（如：δ、θ、α、γ-Al2O3等），其中γ-Al2O3被广泛用于催化剂、吸附剂、涂料以及高级陶瓷等。目前，市场上荧光灯保护膜材料大多采用德国Evonik Degussa公司气相法生产γ-Al2O3颗粒。针对其设备复杂、形貌单一、具有垄断性的特点，本文采用水热法并结合煅烧工艺制备出具有不同结构的γ-Al2O3颗粒，并对其成膜致密性与可见光透过性能进行了研究。主要研究内容及结果如下： (1) 采用水热工艺合成了粒径约100nm的薄水铝石颗粒，通过研究薄水铝石颗粒在煅烧过程中的晶型转变以及失水过程，发现在700℃对薄水铝石颗粒煅烧4h可以制得具有相同结构的γ-Al2O3颗粒。通过对原料价格以及合成条件的比较选择柠檬酸-硝酸铝-尿素体系作为合成γ-Al2O3的基本体系。 (2) 柠檬酸及尿素分别作为结构调控剂和沉淀剂、Al(NO3)3•9H2O作为铝源，通过调节水热温度与柠檬酸的浓度制备得到棒状、片状、100nm粒径类球状、刺猬状、壳状、500nm粒径球状、1μm球状薄水铝石颗粒，并由在700℃对薄水铝石颗粒煅烧4h制得γ-Al2O3颗粒。 (3) 通过对不同纳米结构的γ-Al2O3颗粒成膜进行表征，发现具有片状结构的γ-Al2O3颗粒具有较好的成膜致密性，其可见光透过率在400nm-800nm波长处随波长增加而增加，最大透过率可达80%。 (4) 通过对片状γ-Al2O3颗粒进行Mg、Sm、Ce、Eu、Fe、Gd元素掺杂，发现以Al2O3：CeO2摩尔比为10:1时样品对可见光的透过率提高最大，在波长300nm-500nm处提高20%左右，在波长500nm-800nm处提高10%左右。