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《共沉淀制備鈰摻雜釔鋁石榴石熒光粉及其發(fā)光性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、上海交通大學博士學位論文摘要共沉淀制備鈰摻雜釔鋁石榴石熒光粉及其發(fā)光性能研究摘要白光LED具有能耗少、無污染等優(yōu)點，被喻為第四代照明光源，具有廣闊的應用前景，i鈰摻雜釔鋁石榴石(Ce．dopedYttriumAluminumGarnet，YAG：Ce)是制各白光LED的首選熒光粉。濕化學方法與固相法相比，降低了煅燒溫度、縮短了煅燒時間。共沉淀法與其他濕化學方法相比，成本低廉、設備簡單、易于大規(guī)模生產(chǎn)。因此，共沉淀法被廣泛應用于制備熒光粉。但前人的研究主要集中在對熒光粉發(fā)光性能的分析，未系統(tǒng)探究沉淀工藝對熒光粉理化性能，特別是發(fā)光性能的影響。同時，為了滿足不
2、同照明環(huán)境要求，需要生產(chǎn)不同色坐標和色溫的光源，這需要調(diào)節(jié)YAG：Ce熒光粉的發(fā)射波長，而稀土摻雜是一種有效的改變YAG：Ce發(fā)射波長的方法。表面包覆是一種常用的熒光粉后續(xù)處理工藝，包覆使熒光粉和外界隔離，可以大大改善熒光粉表面結(jié)構(gòu)、有效降低表面缺陷，改進熒光粉的發(fā)光性能。．本論文工作以共沉淀法制備YAG：Ce熒光粉為目標，研究了沉淀工藝條件對熒光粉理化性能的影響，探討了稀土摻雜對熒光粉結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的影響，并對制備的熒光粉體進行了包覆處理。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：(1)研究了沉淀劑對前驅(qū)體制備的影響，結(jié)果表明：碳酸氫銨作沉淀劑制備的前驅(qū)體分散性好，煅燒過
3、程中直接轉(zhuǎn)變?yōu)閅AG相，沒有雜相生成。討論了沉淀劑濃度、沉淀和陳化溫度以及陳化時間對化學計量比的影響，所得最佳工藝參數(shù)為，：碳酸氫銨與總陽離子摩爾bL>4，沉淀和陳化在室溫下進行，沉淀結(jié)束后陳化8小時以上。分析了團聚產(chǎn)生『的原因以及控制團聚的工藝措施。結(jié)果表明，在乙醇和水的混合溶液中進行沉淀，7并在沉淀時加入適量的高分子表面活性劑，采用共沸蒸餾對粉體進行干燥，能改善粉體的分散性。(2)煅燒過程中保持鈰為三價對提高粉體發(fā)光性能非常重要。因此，對還原方式進行了分析，研究認為，先在空氣中合成YAG結(jié)構(gòu)，然后在還原氣氛中煅燒，能使鈰充分還原。粉體熒光衰減過程由于受
4、到表面效應影響，含有兩個指數(shù)項，長指數(shù)項代表了體相Ce”的衰減，短指數(shù)項反映了表面Ce"的衰減。研究了不同助熔劑對熒光粉性能的影響。結(jié)果表明，BaF2是最合適的助熔劑，最佳添加量為助熔劑與前驅(qū)體質(zhì)量比1／10。對煅燒中的脫水、脫碳、晶化和晶粒生長過程進行了動力學分析，結(jié)果表明：脫水過程反應機理遵循Jander方程，對應的活化能為119．3kJ／mol，Arrhenius頻率因子自上海交通大學博士學位論文摘要然對數(shù)lnA=24．6f1；脫碳過程對應的反應機理按Avrami．ErofeeV方程(艫3)，對應的活化能為222．59kJ／mol，lnA=24．7s
5、1。晶化過程的表觀晶化活化能為1115．18kJ／tool。受擴散控制的晶粒生長活億能為226。06kJ／mol。(3)研究了環(huán)境溫度、鑭系元素麩摻雜對YAG：Ce粉體性能的影響。結(jié)果表明，YAG：Ce粉體的發(fā)光強度隧著環(huán)境濕度升高面減弱。當溫度高予150K，拜始出現(xiàn)明顯的發(fā)光熱猝滅。YAG：Ce衰減長時間項隨著溫度升高減小；衰減短時間項，隨著溫度的升高呈下降趨勢，由于受到表面效應的影響中間出現(xiàn)小幅階躍。Celm01％取代Y時，發(fā)光強度達到最大，進一步增加鈰的摻雜量導致濃度猝滅的發(fā)生。當Gd3十取代Y3+超過50m01％時，導致GdAl03相的出現(xiàn)。當L礦
6、十取代妒十超過20m01％時，YAG結(jié)構(gòu)完全消失，只存在LaAl03相。隨著Gd、La摻雜量的增加，發(fā)射波長向長波長移動，發(fā)射光譜中紅色成分增加，藍色成分減少。秘)研究了溶膠凝膠包覆A1203和固相法包覆Si02。研究表明，溶膠凝膠法包覆A1203最佳工藝為：溫度90℃以上；選擇HN03作膠溶劑，最佳濃度為0．025mol／L。兩種包覆都沒有改變熒光粉的發(fā)射波長。A1203包覆使熒光粉發(fā)射強度略有下降，面Si02包覆使熒光粉發(fā)射強度一定程度上得到提高。本文的主要創(chuàng)新之處在于：以陽離子共沉淀為目標，提出了合理的沉淀工藝參數(shù)。探討了環(huán)境溫度對熒光粉發(fā)光性麓的影
7、響。研究表明，隧著環(huán)境溢度的升高，表蟊Ce3+的衰減時間呈下降趨勢，由于受到表面效應的影響中間出現(xiàn)小幅的階躍。Gd、La摻雜使發(fā)射波長向長波長移動，發(fā)射光譜中紅色成分增加，藍色成分減少。用室濕固稠法進行了Si02包覆，Si02包覆熒光粉的發(fā)射強度一定程度上得到提高。上述研究為YAG：Ce熒光粉體的合成作了有意義的嘗試和探討，并為進一步的研究提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：鈰摻雜釔鋁石榴石(YAG：Ce)，共沉淀法，稀土摻雜，表面包覆，發(fā)光性能HAStudyontheCo—precipitationpreparationandluminescencebehavior
8、ofCe．dopedyttriumaluminumgarnetph
