稀土離子摻雜鉬酸鹽熒光粉的合成及性能研究

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1、論文分類號(hào)：１０７０８：１學(xué)校代碼學(xué)號(hào)：１５０２０３４垂殘?jiān)樾蔽遥粒牐妫崳姡樱龋粒粒危兀桑牐眨危桑郑牛遥樱桑裕伲牐希疲牐樱茫桑牛危茫牛Γ裕牛茫龋危希蹋希牵伲崳姶T士學(xué)位論文Ｔｈｅｓ’ｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ稀土離子摻雜鉬酸鹽熒光粉的合成及性能研究林飛指導(dǎo)教師姓名：任強(qiáng)教授學(xué)科名稱：材料學(xué)論文提交日期：２０１８年３月論文答辯日期：２０１８年５月學(xué)位授予單位：陜西科技大學(xué)申請(qǐng)工學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目：稀土離子摻雜鉬酸鹽熒光粉的合成及性能研究學(xué)科門類：工學(xué)一級(jí)學(xué)科：材料科學(xué)與工程培養(yǎng)單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士生：林飛導(dǎo)師：

2、任強(qiáng)教授2018年5月PreparationandLuminescentPropertiesofRareEarthiondopedMolybdatePhosphorAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByFeiLinSupervisor:Prof.QiangRenMay,2018稀土離子摻雜鉬酸鹽熒光粉的合成及性能研究摘要白光LED由于其具有高可靠性，

3、較長(zhǎng)的壽命，較低的能耗，綠色環(huán)保等獨(dú)特的性質(zhì)，被稱作是可以取代高頻熒光燈（節(jié)能燈）的新一代的固態(tài)照明光源。目前，實(shí)現(xiàn)白光LED的最主要方法就是熒光轉(zhuǎn)換法。隨著研究與應(yīng)用的發(fā)展，熒光轉(zhuǎn)換法實(shí)現(xiàn)白光LED中主要存在的問題是紅色熒光粉的效率低、性能較差，物理化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，使得白光LED顯色指數(shù)低，色溫較高，阻礙其進(jìn)一步發(fā)展。因此，研究可以被紫外光（UV）或者近紫外光（n-UV）有效激發(fā)的具有發(fā)光效率高，穩(wěn)定性好的紅色熒光粉是現(xiàn)階段的研究高效白光LED的重中之重。鉬酸鹽由于具有較低的合成溫度，性能穩(wěn)定，鉬酸根可以有效吸收能量并將能量傳遞給發(fā)光中心等優(yōu)點(diǎn)，成為一種有發(fā)展?jié)摿Φ臒晒?/p>

4、粉基體。本論文采用傳統(tǒng)的高溫固相法制備了三種體系的鉬酸鹽基紅色熒光粉，分別是KGd(MoO4)2，SrY2(MoO4)4和K5Y(MoO4)4。（1）實(shí)驗(yàn)首先通過對(duì)制備工藝的探索，確定了KGd(MoO4)2基o紅色熒光粉最佳的合成溫度在800C和保溫時(shí)間為3個(gè)小時(shí)。并研3+3+究了激活離子Sm的濃度對(duì)KGd(MoO4)2:Sm紅色熒光粉發(fā)光性能3+3+的關(guān)系，以及Sm-Bi共摻的體系得到的熒光粉結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能。3+實(shí)驗(yàn)和測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)Sm摻雜量為0.06時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度最高，性能最佳，最適用于近紫外LED激發(fā)，最佳發(fā)射峰在646nm處；共3+3+摻入的Bi并沒有改變KGd(MoO

5、4)2:Sm紅色熒光粉的激發(fā)和發(fā)射光譜中峰的形狀和位置，但是有效的擴(kuò)寬和強(qiáng)化在紫外到藍(lán)光區(qū)域3+的激發(fā)光譜，并且可以有效提高發(fā)光強(qiáng)度。y=0.07是Bi的最佳摻雜量，可以使該熒光粉發(fā)光強(qiáng)度提高2.4倍。（2）采用高溫固相法制備白鎢礦結(jié)構(gòu)的高配位鉬酸鹽基3+SrY2(MoO4)4紅色熒光粉。研究單摻Sm時(shí)熒光粉的發(fā)光性能，并在3-3-此基礎(chǔ)上引入不同類型的含氧酸根（BO3,PO4），實(shí)現(xiàn)對(duì)熒光粉發(fā)3+光性能改善。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，SrY2(MoO4)4:Sm紅色熒光粉的最佳激3+發(fā)和發(fā)射峰分別位于407nm和648nm，x=0.05是Sm的最佳摻雜量。樣品的CIE坐標(biāo)為（0.600，

6、0.395），呈現(xiàn)出紅色發(fā)光；通過對(duì)I其物相結(jié)構(gòu)，微觀形貌，官能團(tuán)測(cè)試等分析手段表明，少量含氧酸3-3-根的摻雜沒有改變基體原本的物相結(jié)構(gòu)，BO3和PO4是以固溶體的形式存在于SrY2(MoO4)4的晶體中，并且會(huì)增強(qiáng)樣品的結(jié)晶度，但是過量的含氧酸鹽會(huì)使結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變甚至被破壞。含氧酸根的摻入可以有效提高熒光粉在紫外區(qū)域的吸收能力，并且可以大大增強(qiáng)熒光3-粉的發(fā)光強(qiáng)度，其中BO3的最佳摻雜量為0.2，發(fā)光強(qiáng)度可以提高3-約2.29倍；PO4最佳摻雜量為0.15，發(fā)光強(qiáng)度可以提高2.56倍，同時(shí)也會(huì)使得樣品的色坐標(biāo)向紅色偏移。3+3+（3）使用高溫固相法制備了兩種稀土離子（Eu，S

7、m）摻雜3+的K5Y(MoO4)4紅色熒光粉。對(duì)于K5Y(MoO4)4:Eu紅色熒光粉來說，該熒光粉在395nm近紫外光和466nm的藍(lán)光處均有強(qiáng)烈的吸收，說明可以被近紫外LED芯片和藍(lán)光LED芯片有效激發(fā)，峰位為612nm處的紅光是其最強(qiáng)的發(fā)射峰，最佳的摻雜量為x=0.2，CIE坐3+標(biāo)是（0.656,0.343）。再次增大Eu的摻雜量則會(huì)發(fā)生濃度猝滅現(xiàn)象，3+相鄰Eu之間的電偶極-電偶極相互作用是發(fā)生濃度猝滅現(xiàn)象的機(jī)理。3+3+對(duì)于Sm摻雜的K5Y(MoO4)4:xSm紅色熒光粉樣品，在