隨著人們對健康品質(zhì)生活追求的提高,照明領域的研究者開始大力研發(fā)并推廣全光譜健康照明用白光LED。作為白光LED的核心材料之一,熒光粉是實現(xiàn)具有連續(xù)均勻光譜的全光譜照明的關鍵。從光譜角度講,碳氮化物熒光粉RE2Si4N6C:Ce3+(RE=Y,Gd,Lu)與全光譜照明用紫色/近紫外LED芯片匹配完美。本文針對RE2Si4N6C:Ce3+熒光粉所存在的合成條件苛刻、光色調(diào)諧性不足、熱猝滅性能差等問題,在熒光粉合成工藝優(yōu)化/革新、單元共取代和陽離子固溶改性及新基質(zhì)探索等方面展開研究工作。分析傳統(tǒng)碳熱還原氮化法合成RE2Si4N6C:Ce3+的反應機理及存在問題。提出利用稀土氫化物REH3為原料,采用高溫固相法合成該類碳氮化物熒光粉的新方法。并詳細研究其反應歷程及REH3、SiC在反應過程中的行為,為優(yōu)化合成條件提供理論依據(jù)。通過高溫固相法,合成了形貌完好、性能優(yōu)異的RE2Si4N6C:Ce3+的熒光粉,并研究其結構、濃度猝滅、熱猝滅性能等。研究Al-N取代Si-C對Y1.98SL4N6C:0.02Ce3+中骨架結構的影響。通過X-Ray粉末衍射、固體核磁共振等手段證實了 A1以[AlN4]四...

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻綜述
    2.1 LED及白光LED實現(xiàn)方式簡介
        2.1.1 LED及白光LED簡介
        2.1.2 白光LED實現(xiàn)方式
        2.1.3 全光譜照明LED的提出及應用現(xiàn)狀
    2.2 全光譜照明LED用熒光粉的研究現(xiàn)狀
        2.2.1 熒光粉簡介
        2.2.2 全光譜用藍綠色熒光粉研究現(xiàn)狀
        2.2.3 全光譜用黃綠色熒光粉的研究現(xiàn)狀
        2.2.4 全光譜用紅色熒光粉研究現(xiàn)狀
        2.2.5 全光譜用熒光粉存在問題
    2.3 碳氮化物熒光粉概述
        2.3.1 含[CN₂]^2-基團類新型碳氮化物熒光粉
        2.3.2 AlN₍(1-x))-SiC_x固溶體
        2.3.3 RE₂Si₄N₆C碳氮化物
    2.4 論文的研究意義和主要內(nèi)容
        2.4.1 論文的目的和意義
        2.4.2 研究的主要內(nèi)容
3 熒光粉及基質(zhì)材料制備及研究方法
    3.1 實驗原料及儀器
    3.2 材料的制備方法
    3.3 熒光粉的研究方法
        3.3.1 物相鑒定及結構解析
        3.3.2 發(fā)光性能表征及測試
        3.3.3 穩(wěn)定性能測試與分析
        3.3.4 形貌和粒度測試與分析
        3.3.5 其他測試與分析
4 RE₂Si₄N₆C:Ce³⁺碳氮化物熒光粉的制備與發(fā)光性能研究
    4.1 碳熱還原氮化法合成RE₂Si₄N₆C:Ce³⁺(RE=Y,Gd,Lu)
        4.1.1 碳熱還原氮化法制備Y₂Si₄N₆C的理論分析
        4.1.2 碳熱還原氮化法制備Y₂Si₄N₆C的實驗探究
    4.2 稀土氫化物高溫固相法合成RE₂Si₄N₆C:Ce³⁺(RE=Y,Gd,Lu)
        4.2.1 反應歷程研究
        4.2.2 碳化硅對物相的影響
        4.2.3 高溫固相法與碳熱還原法對比
    4.3 RE₂Si₄N₆C:Ce³⁺ (RE=Y, Gd,Lu)的結構與發(fā)光特性
        4.3.1 RE₂Si₄N₆C(RE=Y, Gd,Lu)的結構
        4.3.2 RE₂Si₄N₆C:Ce³⁺ (RE=Y,Gd,Lu)的發(fā)光特性
        4.3.3 Ce³⁺濃度對RE₂Si₄N₆C:Ce³⁺發(fā)光特性的影響
        4.3.4 RE₂Si₄N₆C:Ce³⁺的溫度特性
    4.4 本章小結
5 Y_1.98Si_4-xAl_xN_6+xC_1-x:0.02Ce³⁺固溶體的結構及熒光性能研究
    5.1 引言
    5.2 Y_1.98Si_4-xAl_xN_6+xC_1-x:0.02Ce³⁺熒光粉的合成、物相及結構
        5.2.1 Y_1.98Si_4-xAl_xN_6+xC_1-x:0.02Ce³⁺熒光粉的物相分析
        5.2.2 Y_1.98Si_4-xAl_xN_6+xC_1-x:0.02Ce³⁺熒光粉的結構分析
    5.3 Y_1.98Si_4-xAl_xN_6+xC_1-x:0.02Ce³⁺熒光粉的發(fā)光性能分析
        5.3.1 Al-N取代Si-C對激發(fā)與發(fā)射光譜的影響
        5.3.2 Al-N取代Si-C對熱猝滅穩(wěn)定的影響
        5.3.3 Al-N取代Si-C對熒光粉光色的影響
    5.4 本章小結
6 (Y, RE)₂Si₄N₆C:Ce³⁺ (RE=La,Gd,Lu)熒光粉的結構及熒光性能研究
    6.1 引言
    6.2 Lu替代Y對Y₂Si₄N₆C:Ce³⁺的結構、光譜及熱穩(wěn)定性的影響
        6.2.1 (Y_1-xLu_x)₂Si₄N₆C:Ce³⁺熒光粉的物相和晶體結構分析
        6.2.2 (Y_1-xLu_x)₂Si₄N₆C:Ce³⁺熒光粉的光譜性能分析
        6.2.3 (Y_1-xLu_x)₂Si₄N₆C:Ce³⁺熒光粉的熱猝滅穩(wěn)定性分析
        6.2.4 (Y_1-xLu_x)₂Si₄N₆C:Ce³⁺熒光粉的色坐標分析分析
        6.2.5 Lu摻雜對(Y_1-xLu_x)₂Si₄N₆C:Ce³⁺微結構及發(fā)光性能影響分析
    6.3 Gd替代Y對Y₂Si₄N₆C:Ce³⁺的結構、光譜及熱穩(wěn)定性的影響
        6.3.1 (Y_1-xGd_x)₂Si₄N₆C:Ce³⁺熒光粉的物相和晶體結構分析
        6.3.2 (Y_1-xGd_x)₂Si₄N₆C:Ce³⁺熒光粉的光譜性能分析
        6.3.3 (Y_1-xGd_x)₂Si₄N₆C:Ce³⁺熒光粉的熱猝滅穩(wěn)定性分析
        6.3.4 (Y_1-xGd_x)₂Si₄N₆C:Ce³⁺熒光粉的色坐標分析分析
        6.3.5 Gd摻雜對(Y_1-xGd_x)₂Si₄N₆C:Ce³⁺微結構及發(fā)光性能影響分析
    6.4 La替代Y對Y₂Si₄N₆C:Ce³⁺的結構、光譜及熱穩(wěn)定性的影響
        6.4.1 (Y_1-xLa_x)₂Si₄N₆C:Ce³⁺熒光粉的物相和晶體結構分析
        6.4.2 (Y_1-xLa_x)₂Si₄N₆C:Ce³⁺熒光粉的光譜和熱穩(wěn)定分析
        6.4.3 La替代Y對Y₂Si₄N₆C:Ce³⁺的發(fā)光性能影響機理研究
    6.5 本章小結
7 基于[SiN₃]₄X (X=N,C)新型(碳)氮化物熒光粉設計與性能研究
    7.1 引言
    7.2 MRESi₄N₇與RE₂Si₄N₆C結構演變關系
    7.3 REScSi₄N₆C新型碳氮化物熒光粉的合成與性能研究
        7.3.1 REScSi₄N₆C新型碳氮化合物合成及結構鑒定
        7.3.2 YScSi₄N₆C:Ce³⁺新型碳氮化合物熒光粉的發(fā)光特性
        7.3.3 Ce³⁺離子濃度對YScSi₄N₆C:Ce³⁺發(fā)光特性的影響
        7.3.4 YScSi₄N₆C:Ce³⁺的熱猝滅性能及相關機制
        7.3.5 YScSi₄N₆C:Ce³⁺的封裝性能
    7.4 本章小結
結論
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3810581