沈阳化工大学学士学位论文 目 录
temperature Tc = 6060 k, color rendering index Ra = 84.9, belong to light color.
Key words: phosphor powder; High temperature solid phase method; Rare earth ions; Light color parameters
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第一章 引 言 ................................................ 1 第二章 文献综述 .............................................. 3
2.1发光与发光材料 ........................................ 3
2.1.1发光材料的定义 .................................. 3 2.1.2稀土发光材料 .................................... 3 2.2 荧光粉的发光机理 ..................................... 4
2.2.1荧光粉的特点 .................................... 4 2.2.2 稀土发光机理 .................................... 5 2.2.3 基质和激活剂在发光中的作用机理 .................. 6 2.2.4 稀土与过渡金属离子之间的能量传递和途径 .......... 6 2.3荧光粉的制备 .......................................... 7
2.3.1高温固相法 ...................................... 7 2.3.2溶胶—凝胶法(Sol-Gel ) [12] ........................ 8 2.3.3燃烧合成法 ...................................... 9 2.3.4水热合成法 ...................................... 9 2.4荧光粉的研究进展 ..................................... 10
2.4.1 铝酸盐荧光粉 ................................... 10 2.4.2硅酸盐荧光粉 ................................... 11 2.4.3硅铝酸盐荧光粉 ................................. 13 2.5 论文的研究目地和内容 ................................ 14 第三章 实验部分 ............................................ 16
3.1 实验试剂和仪器 ...................................... 16 3.2荧光粉的制备 ......................................... 17
3.2.1 实验配比的计算 ................................. 17 3.2.2实验过程 ....................................... 17 3.23性能表征 ........................................ 18
第四章 结果与讨论 ........................................... 19
4.1晶相结构分析 ......................................... 19 4.2 不同硅铝的比例对荧光粉BCAS：Eu2+发光性质的影响 ....... 20 4.3 BCAS:Eu2+,Mn2+ 的能量传递 ............................. 21 4.4 Mn2+浓度对BCAS:0.02Eu2+,xMn2+发光性质的影响 ............ 22 4.5 Eu2+浓度对BCAS:xEu2+,0.02Mn2+发光性质的影响 ............ 24 4.6 BCAS:0.02Eu2+,0.03Mn2+,zRE3+白色荧光粉的发光性质 ........ 26
4.6.1 BCAS:0.02Eu2+,0.03Mn2+,zRE3+白色荧光粉的光谱参数 .. 26
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4.6.2不同种类敏化剂对 BCAS:xEu2+,yMn2+白色荧光粉的发光性质的影响 ............................................. 28
第五章 结论 ................................................. 31 参考文献 .................................................... 32 致 谢 ...................................................... 35 附录 ........................................................ 36
附录Ⅰ 英文翻译 ......................................... 36 附录Ⅱ
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英文原文沈阳化工大学学士学位论文 第一章 引 言
第一章 引 言
由于经济的增长、工业快速发展带来的环境恶化全球变暖等问题逐渐显现，目前世界各国都主张低碳生活保护环境，而照明光源等发光器件作为我们生活中息息相关的一部分，同样需要进行“低碳照明”。传统的照明光源如白炽灯其发光效率和电光转换效率较低，消耗了大量的煤、石油等能源，产生了大量的CO2等有害气体，对环境照成了很大的污染。白光LED是一种新型的固体照明光源。它与传统的白炽灯和荧光灯相比，具有绿色环保、高效率低能耗、使用寿命长（万小时）、体积小用途广、响应速度快安全性能高等诸多优点［1］。因此在照明和显示等领域有着广阔的应用前景。
短短的几年来，白光LED的光通、光效和成本价格已取得举世瞩目的成果[2,3]。目前的光效已大大超过白炽灯泡，期望将来能达到和超过荧光灯。白光LED有望在今后发展成为第四代新照明光源，实现节能的绿色照明。
目前白光主要是由YAG：Ce3+荧光粉发射的黄光与LED的蓝光混合而成[4]，这种方式合成白光有以下缺点：（1）显色指数低；（2）蓝光和黄光来自不同的基体，色彩的时间稳定性不理想；（3）发光颜色依赖于荧光粉涂层厚度，这使得工艺变得复杂。另外，基于蓝光LED的光转化材料的吸收峰要求在420～470nm，能满足这一要求的荧光材料非常少。因此，采用近紫外光（380～410nm）InGaN管芯激发三基色荧光粉来实现白光成为目前国际上该领域研发的热点之一。由于视觉对近紫外光的不敏感性，这类白光LED的颜色只由荧光粉决定，其颜色稳定、色彩还原性和显色指数高，被认为新一代白光LED照明的主导。
近年来，对于荧光粉的制备研究吸引了越来越多的关注。参考之前的报道，发现铝酸盐体系荧光粉有着合成温度过高、光色不丰富等缺点，无法满足当代电子产品快速更新换代的需要。硅酸盐体系虽然原料价格低廉、易得、化学性质稳定，但是其发光性能较差，在实际应用中有很多问题需要解决。因此，研究新型的硅酸盐体系荧光粉具有很好的应用前景。碱土金属硅铝酸盐荧光粉结合了硅酸盐荧光粉和铝酸盐荧光粉的优势，以其优良的物理、化学性质，高效的光转化率、发光颜色范围广以及强度高、使用寿命长等优点，必将在荧光粉领域占一席之地。
本实验以碱土硅铝酸盐作为基质，稀土Eu2+和过渡金属Mn2+为激活离子，用高
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沈阳化工大学学士学位论文 第一章 引 言
温固相法合成白色LED用荧光粉。目前，对于激活离子在各种基质中发光性质的研究很多，本文是以稀土Eu2+单激活引入蓝绿光，以Eu2+-Mn2+共激活引入红光，两者混合得到白光。
本毕业实验采用高温固相法制备碱土硅铝酸盐荧光粉，分析了Ba1.3Ca0.7（AlxSi1-x）O4的晶体结构，考察基质组成及Eu2+，Mn2+掺杂量对荧光粉发光性能的影响，确定最佳的Eu2+，Mn2+的掺杂量，研究铝硅配比的不同对基质晶格结构的影响以及铝离子在基质中的作用，讨论稀土离子在铝硅酸盐中的发光机理以及讨论了助熔剂种类，助熔剂BaCl2含量，煅烧温度及煅烧时间对荧光粉发光性能的影响，研究不同种类以及不同浓度的敏化剂对发光强度的影响，对铝硅酸盐荧光粉进行性质表征，测试了XRD图谱及光色参数。
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