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《鈰摻雜釔鋁石榴石黃色熒光粉形貌和粒度的制備工藝調(diào)控研究進(jìn)展》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、檵檵檵檵殝綜合評(píng)述鈰摻雜釔鋁石榴石黃色熒光粉形貌和粒度的制備工藝調(diào)控研究進(jìn)展?jié)齛，b曹仕秀b聰a涂銘旌a，b*朱達(dá)川a宇b韓趙雷(a四川大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院成都610065;b重慶文理學(xué)院材料交叉學(xué)科研究中心，重慶市高校微納米材料工程與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重慶402168)摘要鈰摻雜釔鋁石榴石(YAG∶Ce)黃色熒光粉的形貌和粒度對(duì)其發(fā)光性能及其應(yīng)用均非常重要，理想的形貌應(yīng)是晶粒尺寸可控的球形。本文總結(jié)了制備方法、工藝參數(shù)及后處理?xiàng)l件在YAG∶Ce熒光粉形貌調(diào)控中的研究概況，分析了各種形貌調(diào)控手段的優(yōu)缺點(diǎn)，歸納了粉體形貌與粒度調(diào)控的主要特點(diǎn)。關(guān)鍵詞鈰摻雜釔鋁石榴石，白光LED
2、，形貌，調(diào)控中圖分類號(hào):O644文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1000-0518(2012)07-0733-07DOI:10．3724/SP．J．1095．2012．00500白光LED具有低能耗、壽命長(＞10000h)、環(huán)境友好(無汞)等優(yōu)點(diǎn)，是有潛力取代白熾燈、日光燈和節(jié)能燈等的新一代通用照明光源［1］。利用LED技術(shù)實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射的方法主要是由藍(lán)光發(fā)射LED芯片激發(fā)黃光發(fā)射的鈰摻雜YAG(YAG∶Ce)熒光粉、藍(lán)光和黃光組合得到白光［2］，技術(shù)原理見圖1［3］。熒光粉是影響白光LED光效和色度的關(guān)鍵材料。目前，市場(chǎng)上主要有釔鋁石榴石(YAG)系列、硅酸鹽系列和氮化物系列3
3、種熒光粉，應(yīng)用最廣泛的是YAG系列，YAG∶Ce是最為成熟和穩(wěn)定的熒光粉，暫時(shí)還難以被其它粉所取代。發(fā)光粉顆粒的粒度和形狀能顯著影響粉末及其產(chǎn)品的性質(zhì)和用途。獲得高性能的熒光粉一直是學(xué)者的研究目標(biāo)和工業(yè)生產(chǎn)的需求，高性能粉除了應(yīng)具有高發(fā)光性能外，還應(yīng)具有圖1熒光粉轉(zhuǎn)換白光LED結(jié)構(gòu)示意圖［3］Fig．1Schematicstructureofadichromaticphosphor-conversionwhiteLED［3］理想的形貌。由于LED用熒光粉，球形粉體的熱淬滅性小、發(fā)光性能高、流動(dòng)性好、涂覆量少和易于封裝［4］，因而最理想的形貌應(yīng)為粒子尺寸可控的球形顆粒［5］
4、。由于熒光粉形貌對(duì)其發(fā)光性能有重要影響，所以如何調(diào)控其形貌和粒度，引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注與研究，本文對(duì)影響YAG∶Ce熒光粉形貌的制備方法及其工藝參數(shù)和后處理方法的研究進(jìn)行了總結(jié)，討論了不同調(diào)控方法的優(yōu)點(diǎn)與局限性，期望總結(jié)出粉體形貌和尺寸的調(diào)控特點(diǎn)與規(guī)律。以往熒光粉方面的綜述，大都著眼于制備方法、元素?fù)诫s及其對(duì)粉體光色性能的影響，本文的不同之處在于主要從制備工藝方面綜述粉體的形貌、粒度等，這些因素易被忽略而又對(duì)熒光粉實(shí)際應(yīng)用很重要。1熒光粉形貌與粒度的制備方法及其工藝的調(diào)控材料的性能主要由其化學(xué)組分和顯微結(jié)構(gòu)所決定，在化學(xué)成份確定以后，制備工藝是控制其顯微結(jié)構(gòu)的主要手段。
5、熒光粉的形貌可通過選擇制備方法及其工藝參數(shù)來加以調(diào)控。當(dāng)前，熒光粉的制備方2011-11-15收稿，2011-12-26修回重慶市教委科技基金資助項(xiàng)目(KJ101215);重慶市科技攻關(guān)項(xiàng)目(2010AC7136);重慶高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(201042);重慶文理學(xué)院重點(diǎn)項(xiàng)目(Z2010XC13)通訊聯(lián)系人:涂銘旌，教授;Tel/Fax:028-85460830;E-mail:tmjtang@163．com;研究方向:稀土與發(fā)光材料檵殝檵殝應(yīng)用化學(xué)第29卷734法可分為高溫固相法和低溫液相法。低溫液相法又可分為沉淀法、燃燒法、Pechini法和噴霧裂解法等。1．1固體高溫反應(yīng)合
6、成法高溫固相法是制備YAG∶Ce最常用的方法，該方法經(jīng)濟(jì)、高效，適于大批量的商業(yè)粉生產(chǎn)［6］。該法通常以Y2O3、Al2O3和CeO2等氧化物為反應(yīng)物，經(jīng)充分混合后通過1700～1800℃高溫反應(yīng)，再經(jīng)過還原、破碎獲得粉體。然而，在Y2O3-Al2O3二元體系中，常存在YAG、YAP(YAlO3，鈣鈦礦型)和YAM(Y4Al2O9，單斜結(jié)構(gòu))相。要得到純相YAG，需要再對(duì)其進(jìn)行高溫(＞1600℃)長時(shí)間熱處理，因而又會(huì)造成晶粒粗大和團(tuán)聚等缺陷(如圖2A所示)，而球磨粉碎后處理易造成粉體形狀不規(guī)則和機(jī)械應(yīng)力增加，致使其發(fā)光性能降低［7］。對(duì)高溫固相法進(jìn)行改進(jìn)，以亞微米的氧化
7、物為反應(yīng)物，加入BaF作為助熔2劑，1500℃焙燒得到了尺寸均勻的球形YAG∶Ce粉體(圖2B)。該熒光粉比傳統(tǒng)高溫固相反應(yīng)熒光粉的分散性好，發(fā)光強(qiáng)度提高10%～15%。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)［8］，助熔劑的加入量對(duì)粉體形貌與晶粒尺寸有重要影響，如圖3所示。隨著助熔劑加入量增加，粉體的晶粒尺寸增大，形貌趨于球形。顆粒形貌變化可由溶解-再析出的晶粒生長過程控制。圖2高溫固相法制備的YAG∶Ce熒光粉形貌［7］Fig．2SEMimagesofcommercialYAG∶Cesample(A)ashorttime(B)［7］andYAG∶C
