本文關(guān)鍵詞：稀土摻雜磷酸鑭發(fā)光材料的制備與發(fā)光性能研究

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【摘要】：LED因具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)被譽(yù)為21世紀(jì)新一代綠色照明光源,稀土摻雜的磷酸鹽發(fā)光材料具有發(fā)光效率高、穩(wěn)定性好等優(yōu)良特性,在白光LED和顯示等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。單斜晶型獨(dú)居石結(jié)構(gòu)的磷酸鑭(LaPO4)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、低的聲子能量和豐富的陽離子格位,是一種優(yōu)良的稀土發(fā)光材料的基質(zhì)材料。本文開展Ce3+和Tb3+摻雜以及Ce3+/Tb3+和Tb3+/Eu3+共摻雜的磷酸鑭熒光粉的合成方法、發(fā)光性能及其在白光LED中應(yīng)用的研究,主要研究工作如下:(1)采用高溫固相法合成La0.85-xPO4:xCe3+,0.15Tb3+粉體,研究了稀土摻雜濃度、煅燒溫度、煅燒時(shí)間以及助熔劑等工藝條件對(duì)熒光粉晶型結(jié)構(gòu)、顆粒形貌和發(fā)光性能的影響。結(jié)果表明,在1250℃煅燒2 h得到的La0.85-xPO4:xCe3+,0.15Tb3+粉體為尺寸均勻、表面光滑的球形顆粒,粒徑約為0.8~1.0μm。在LaPO4:Ce3+,Tb3+熒光粉中存在Ce3+→Tb3+的能量傳遞,當(dāng)Ce3+與Tb3+摻雜離子濃度比為2:1時(shí),Tb3+的發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)。加入K2CO3、Na2CO3及Li2CO3作為助熔劑后不僅能夠降低反應(yīng)溫度,還能夠提高粉體的結(jié)晶度和發(fā)光強(qiáng)度,其中Li2CO3的效果最好。(2)以(NH4)2HPO4為沉淀劑,采用共沉淀法制備出La1-3xPO4:2xCe3+,xTb3+納米粉體,研究了溶液pH對(duì)La1-3xPO4:2xCe3+,x Tb3+前驅(qū)體的晶型結(jié)構(gòu)、顆粒形貌及發(fā)光性能的影響,并探討了不同pH值條件下前驅(qū)體的生長(zhǎng)過程。結(jié)果表明,通過調(diào)節(jié)溶液pH值制備出了納米線、納米棒和納米球等不同形貌的前驅(qū)體顆粒。經(jīng)1100℃煅燒2 h可得到高結(jié)晶度的LaPO4:Ce3+,Tb3+納米粉體,其具有良好的發(fā)光性能。采用聚乙二醇作為分散劑有助于獲得分散程度高、表面缺陷少的晶粒。(3)采用微波輔助共沉淀法低溫快速合成LaPO4:Ce3+,Tb3+納米粉體,研究了微波煅燒溫度對(duì)粉體晶型結(jié)構(gòu)、顆粒形貌及發(fā)光性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),前驅(qū)體在700℃微波煅燒時(shí)發(fā)生晶型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,在900℃煅燒1 h后生成結(jié)晶程度高、分散性能好的光滑球形顆粒,采用微波輔助共沉淀法大幅度降低了共沉淀法的煅燒溫度和煅燒時(shí)間。將本法制得的納米粉體作為原料,進(jìn)行了La PO4:Ce3+,Tb3+發(fā)光陶瓷的制備,發(fā)光陶瓷具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和發(fā)光性能,在陶瓷照明燈具和LED光轉(zhuǎn)換新型材料等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。(4)采用微波輔助共沉淀法制備出La1-x-yPO4:x Tb3+,yEu3+納米粉體,系統(tǒng)研究了不同Tb3+、Eu3+摻雜濃度對(duì)發(fā)光性能的影響。研究表明,Tb3+、Eu3+離子單摻的熒光粉在紫外光激發(fā)下分別呈綠光和紅光發(fā)射,在Tb3+和Eu3+離子共摻的La1-x-yPO4:xTb3+,yEu3+粉體中存在Tb3+→Eu3+的能量傳遞,可以通過改變Tb3+和Eu3+的摻雜濃度來調(diào)節(jié)各發(fā)射峰的峰強(qiáng)比,進(jìn)而調(diào)控?zé)晒夥鄣陌l(fā)光顏色變化,并且實(shí)現(xiàn)了單一基質(zhì)的白光發(fā)射。La1-x-yPO4:xTb3+,yEu3+材料在340~400 nm之間存在多個(gè)強(qiáng)激發(fā)峰,可與近紫外芯片相匹配。將La0.86PO4:0.1Tb3+,0.04Eu3+納米粉體與375 nm波長(zhǎng)In GaN基芯片組合封裝成白光LED,其色坐標(biāo)為(0.3807,0.3578),顯色指數(shù)為81.5,色溫為3840 K。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN312.8

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號(hào)：1295959