稀土摻雜鈦酸鋅紅色熒光粉的制備及其發(fā)光性能的研究.pdf

1、隨著白光LED在照明領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展及其市場(chǎng)潛力的不斷增大，白光LED用熒光粉的制備及其性能研究越來(lái)越受到重視。能被紫外或藍(lán)光有效激發(fā)的紅色熒光粉的性能對(duì)白光LED的顯色性有著直接影響，而目前商用的紅色熒光粉普遍存在性能不穩(wěn)定及發(fā)光效率低等缺陷，因此，研究制備高性能的紅色熒光粉，提高所得白光LED的顯色性，成為現(xiàn)在白光LED用熒光粉的研究熱點(diǎn)。
　　本文采用溶膠-凝膠法制備了稀土摻雜鈦酸鋅紅色熒光粉。通過(guò)催化劑的選擇、稀土元素及其摻

2、雜濃度、煅燒制度等多方面對(duì)熒光粉的結(jié)構(gòu)及發(fā)光性能的影響進(jìn)行了研究，探索了溶膠-凝膠法制備稀土摻雜鈦酸鋅熒光粉的制備路線和熒光增強(qiáng)方法。
　　制備了Zn1-xTiO3∶xEu3+熒光粉，研究了其結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能。X射線衍射分析表明樣品均呈現(xiàn)六方相ZnTiO3，Eu3+離子已經(jīng)成功進(jìn)入了ZnTiO3的晶格中，且沒(méi)有破壞ZnTiO3的晶格結(jié)構(gòu)，六方相ZnTiO3在600～900℃能夠穩(wěn)定存在。熒光光譜分析發(fā)現(xiàn)該熒光粉能夠被393nm和46

3、4nm波長(zhǎng)的光有效激發(fā)，在615nm處產(chǎn)生紅光發(fā)射，屬于Eu3+離子的5D0→7F2躍遷。研究表明，當(dāng)以HNO3作為催化劑，Eu3+離子摻雜濃度為2％，煅燒溫度為700℃，保溫時(shí)間為4h時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大。且樣品Zn0.98TiO3∶2％Eu3+的色坐標(biāo)(x=0.673，y=0.327)具有更高的色純度，比現(xiàn)在商用的兩種紅色熒光粉CaS∶Eu3+和Y2O2S∶Eu3+的色坐標(biāo)更接近于國(guó)際照明協(xié)會(huì)NTSC三色坐標(biāo)指定的紅色坐標(biāo)(x=0.

4、670，y=0.330)。
　　制備了Zn1-xTiO3∶xPr3+熒光粉，研究了其結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能。XRD分析表明Pr3+的摻入促進(jìn)了鈦酸鋅的相變，使其逐漸由六方相ZnTiO3轉(zhuǎn)變?yōu)榱肆⒎较郱n2TiO4。熒光光譜分析發(fā)現(xiàn)該熒光粉能夠被波長(zhǎng)為328nm波長(zhǎng)的光有效激發(fā)，在615nm處產(chǎn)生紅光發(fā)射。研究表明，當(dāng)Pr3+離子的摻雜濃度為0.3％時(shí)，樣品的發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大。鐠摻雜鈦酸鋅熒光粉與銪摻雜鈦酸鋅熒光粉的發(fā)光性能比較可知，以Eu

5、3+離子作為激活劑的紅光發(fā)射強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Pr3+離子，約為以Pr3+離子作為激活劑的紅光發(fā)射強(qiáng)度的20倍。故在以鈦酸鋅作為基質(zhì)的稀土摻雜的紅色熒光粉的制備中，Eu3+離子比Pr3+離子更適合作為激活劑。
　　添加堿金屬離子Li+、Na+、K+對(duì)ZnTiO3∶Eu3+熒光粉進(jìn)行電荷補(bǔ)償，研究其熒光增強(qiáng)作用。XRD研究表明電荷補(bǔ)償離子M+已經(jīng)進(jìn)入了ZnTiO3∶Eu3+的晶格中，且沒(méi)有改變其晶格結(jié)構(gòu)。熒光分析表明該熒光粉能夠被393n