非均相沉淀法制備Sr3-x-ySi1-xAlxO5-xCe3+,yEu2+熒光粉及其性能研究.pdf

1、提高白光發(fā)光二極管(light-emitting diode,LED)的發(fā)光效率、顯色指數(shù)和獲得全相關(guān)色溫系列,是將其用作新一代照明光源的重要研究方向;目前,實現(xiàn)白光LED的主流技術(shù)是采用發(fā)藍光的LED芯片配合可被藍光激發(fā)而發(fā)黃光的熒光粉;提高熒光粉的相對發(fā)光強度、調(diào)整發(fā)射光譜中發(fā)射峰值位置和增寬發(fā)射峰的半高寬(full width at half maximum,FWHM),則是研究的關(guān)鍵之一。
　　堿土金屬硅酸鹽熒光粉中的(S

2、r,Li)3SiO5:Ce3+,已證實具有一定的應(yīng)用潛力。本研究首次采用非均相沉淀法,外加Al3+置換Si4+作為Ce3+置換Sr2+的電荷補償劑,制備了名義組成為Sr3-xSi1-xAlxO5:xCe3+熒光粉,以期進一步提高該熒光粉的相對發(fā)光強度。本研究還采用非均相沉淀法制備了名義組成為Sr3-x-ySi1-xAlxO5:xCe3+,yEu2+的熒光粉,首次研究Eu2+摻雜濃度(y)對該熒光粉發(fā)射光譜的影響,以期實現(xiàn)該熒光粉的發(fā)射光

3、譜中既有Ce3+的特征發(fā)射峰,又有Eu2+的特征發(fā)射峰,使發(fā)射峰紅移和半峰寬增寬(相對于Sr3-xSi1-xAlxO5:xCe3+熒光粉),以利于降低白光LED的相關(guān)色溫和提高顯色指數(shù)。
　　通過對所制備熒光粉進行XRD分析,熒光光譜分析和SEM分析,得出的主要研究成果如下:
　　(1)非均相沉淀法制備名義組成為Sr3-xSi1-xAlxO5:xCe3+前軀體,在碳還原氣氛下,1150℃第一次熱處理2 h,再在N2/H2(v

4、/v=95/5)還原氣氛下,1500℃第二次熱處理4 h后,所獲得的熒光粉基本為純相;熒光粉的顆粒分布窄,晶面清晰,團聚程度低;采用高溫固相反應(yīng)法,在相同的熱處理工藝下制備的該熒光粉時,含有少量Sr2SiO4中間相,顆粒多為團聚體,且晶面模糊。相比之下,非均相沉淀法制備的熒光粉相純度更高,顆粒團聚程度更低,顆粒結(jié)晶度更高,相對發(fā)光強度也更高,有替代高溫固相反應(yīng)法的潛力。
　　(2)確定了最佳沉淀pH值(沉淀劑與SiO2顆粒懸濁液的

5、pH值)約為9;最佳Ce3+摻雜濃度為x=0.025。外加Al3+置換Si4+作為電荷補償劑的熒光粉,比外加Li+置換Sr2+作為電荷補償劑的熒光粉相純度更高,相對發(fā)光強度也更高。
　　(3)名義組成為Sr3-xSi1-xAlxO5:xCe3+,yEu3+(x=0,Y=0.050;x=0.025,y=0.010,0.030,0.050,0.070 or0.090)的前軀體,在碳還原氣氛下,1150℃第一次熱處理2 h,再在N2/H