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1、3.4稀土三基色熒光粉單色粉按一定比例配置成混合粉后制燈，綠粉對(duì)燈的貢獻(xiàn)最大，而紅粉、藍(lán)粉的主要作用是將綠光調(diào)為白色的照明光，提高顯色指數(shù)。根據(jù)基質(zhì)材料的不同，可將稀土三基色熒光粉分為鋁酸鹽、磷酸鹽和硼酸鹽三大系列。其中鋁酸鹽最早被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，制造工藝和技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，國(guó)內(nèi)多為鋁酸鹽系列，產(chǎn)銷量最大。磷酸鹽首先被日本人發(fā)明和投入生產(chǎn)，其燒成溫度比鋁酸鹽低300－400℃，但合成的工藝條件不易控制，產(chǎn)品的一致性差，制燈過程會(huì)發(fā)生變色現(xiàn)象。硼酸鹽在國(guó)內(nèi)很少實(shí)際應(yīng)用，雖然其燒成溫度低（在1000℃左右），但溫度范圍很窄，對(duì)電爐的溫控條件要求極其苛刻。3.4.1Eu3+
2、激活的氧化釔紅色熒光粉上述3種體系三基色熒光粉中的紅粉均為同一成分，即Eu3+激活的氧化釔，它是惟一達(dá)到實(shí)用水平的紅粉，性能迄今仍無可匹敵，如果不考慮價(jià)格高的缺點(diǎn)，氧化釔摻Eu3+幾乎是完美的紅色燈用發(fā)光材料。原料氧化釔純度對(duì)紅粉性能有著顯著影響，除La、Gd和Yb外，其它稀土離子對(duì)紅粉均為不利影響，輕稀土的影響明顯大于重稀土。其中Ce的影響最為明顯，即使微量的Ce也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因?yàn)樵诩t粉粉的制備過程中，Ce以+4價(jià)形式存在，Ce4＋強(qiáng)烈吸收254nm紫外光輻射，卻不產(chǎn)生熒光。熒光粉的基質(zhì)結(jié)構(gòu)中形成Eu3+離子對(duì)，是影響氧化釔摻Eu3+光效的重要原因，只要能避
3、免離子對(duì)的形成，紅粉的亮度就會(huì)提高。紅粉的原料成本超過藍(lán)粉、綠粉的總和，降低三基色粉價(jià)格的關(guān)鍵是降低紅粉的成本。長(zhǎng)期以來人們做了不少努力，試圖尋找成本較低的新型化合物。黃京根等研制了Y2O3,aSiO2:Eu3+和Y2O3，bAl2O3:Eu3+兩種紅粉，亮度、光譜特征和色度坐標(biāo)與Y2O3:Eu3+相似，原料成本可下降大約15％。Jagannathan合成了一種化合物BiSrV3O4:Eu3+,它的發(fā)射光譜與Y2O3:Eu3+非常接近，基質(zhì)中不含稀土元素，而且相對(duì)分子質(zhì)量比Y2O3:Eu3+大2.6倍左右，成本可以大大降低，但在254nm紫外光激發(fā)下的亮度僅為Y2
4、O3:Eu3+的10%,顯然不能代替Y2O3:Eu3+。Pode合成了發(fā)紅光的Eu3+激活的CaWO4,發(fā)射峰位于619nm。在這個(gè)材料中添加少量的Bi3+，亮度可提高37倍，這是由于Bi3+的發(fā)射光譜與Eu3＋的激發(fā)光譜有部分重疊，使Bi3+→Eu3+的能量傳遞效率大為增加。有人把這一對(duì)高效的激活劑用于其它基質(zhì)，都有增加發(fā)射的效果。也有人用部分價(jià)廉的化合物如20%BaSO4取代Y2O3。所有這些努力都尚未在降低紅粉成本方面取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。3.4.2Ce3＋、Tb3+激活的含氧酸鹽綠色熒光粉在三基色熒光粉中，綠粉對(duì)燈的光通量貢獻(xiàn)最大。三基色燈用綠粉均以Tb3+作為
5、激活劑，Tb3+的最大發(fā)射峰位于545nm，歸屬于Tb3+的5D4－7F5躍遷。綠粉都利用Ce3+作敏化劑，這是由于在大多數(shù)基質(zhì)中Tb3+的4f-5d吸收峰不能與254汞紫外光輻射相吻合，而Ce3＋在254nm附近具有強(qiáng)吸收，而且在330－400nm的長(zhǎng)波紫外區(qū)具有強(qiáng)的發(fā)射，Ce3+可以通過無輻射能量傳遞有效的將所吸收的能量轉(zhuǎn)移給Tb3+。(1)MgAl11O19:Ce3+,Tb3+(CAT)CAT是目前廣泛應(yīng)用的綠色熒光粉，屬于六方晶系，外觀為白色晶體。最大熒光發(fā)射峰位于543nm，半峰寬10nm。量子效率約80％；溫度猝滅特性好，耐185nm短波紫外光輻射能力
6、低于Y2O3:Eu3+紅粉；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)分析表明，在MgAl11O19:Ce3+,Tb3+晶體中，幾乎不存在Ce3+-Ce3+能量傳遞，在Ce3+-Tb3+之間存在著能量傳遞。在330nm附近的Ce3+的發(fā)射峰與Tb3+的7F6－5G2、5D1、5H1吸收譜線之間有較好的重疊，導(dǎo)致Ce3+-Tb3+的高效能量傳遞，使得Tb3+發(fā)光明顯增強(qiáng)。綠粉中Mg的含量變化以(Ce0.67Tb0.33)MgxAl12O18+x表示，對(duì)發(fā)光的影響見下表?？梢钥吹剑S著Mg的量的增大，Tb3+的5D4－7F5躍遷的發(fā)射峰藍(lán)移，色度坐標(biāo)變化不大，但對(duì)于Tb3+的540nm(5D
7、4－7F5)與490nm(5D4－7F6躍遷)發(fā)射峰相對(duì)強(qiáng)度的比值I540/I490影響較大，該數(shù)值小，有利于提高燈的顯色性，因此以x=1.0為最佳。在保證一定亮度的前提下，采用過量的原料Al2O3,可以提高反應(yīng)活性，減少Tb的用量，降低原料成本。但XRD發(fā)現(xiàn)，這種綠粉中含有α-Al2O3雜相，在燈的點(diǎn)燃過程中這些雜相會(huì)形成缺陷，它們吸收汞254nm紫外光輻射和熒光粉的可見光發(fā)射，導(dǎo)致光通維持率下降。合成CAT的方法合成CAT的原料為Ce、Tb的氧化物、MgO(或者其它Mg的化合物）和Al2O3，加適量助熔劑。一般可采取兩種制備方法:(1)原料混勻后在1600℃以
8、上的溫度下
