稀土摻雜磷酸鑭發(fā)光材料的制備與發(fā)光性能研究.pdf

1、LED因具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點被譽為21世紀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和顯示等領域具有重要應用價值。單斜晶型獨居石結構的磷酸鑭（LaPO4）具有良好的化學穩(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中應用的研究，主要

2、研究工作如下：
　?。?）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、煅燒時間以及助熔劑等工藝條件對熒光粉晶型結構、顆粒形貌和發(fā)光性能的影響。結果表明，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

3、Ce3+與Tb3+摻雜離子濃度比為2:1時，Tb3+的發(fā)光強度最強。加入K2CO3、Na2CO3及Li2CO3作為助熔劑后不僅能夠降低反應溫度，還能夠提高粉體的結晶度和發(fā)光強度，其中Li2CO3的效果最好。
　?。?）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La1-3xPO4:2xCe3+,xTb3+前驅體的晶型結構、顆粒形貌及發(fā)光性能的影響，并探討

4、了不同pH值條件下前驅體的生長過程。結果表明，通過調節(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體顆粒。經1100℃煅燒2 h可得到高結晶度的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。
　?。?）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粉體晶型結構、顆粒形貌及發(fā)光性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，

5、前驅體在700℃微波煅燒時發(fā)生晶型結構轉變，在900℃煅燒1 h后生成結晶程度高、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間。將本法制得的納米粉體作為原料，進行了 LaPO4:Ce3+,Tb3+發(fā)光陶瓷的制備，發(fā)光陶瓷具有較好的化學穩(wěn)定性和發(fā)光性能，在陶瓷照明燈具和LED光轉換新型材料等方面具有廣闊的應用前景。
　　（4）采用微波輔助共沉淀法制備出La1-x-yPO4:xTb3+,yEu

6、3+納米粉體，系統(tǒng)研究了不同Tb3+、Eu3+摻雜濃度對發(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+的摻雜濃度來調節(jié)各發(fā)射峰的峰強比，進而調控熒光粉的發(fā)光顏色變化，并且實現(xiàn)了單一基質的白光發(fā)射。La1-x-yPO4:xTb3+,yEu3+