白光二极管wled)硅酸盐、铝酸盐荧光粉的燃烧法制备及其发光性能的研究.pdfVIP

摘要 由于石化资源的匮乏，世界性的能源危机引起了各国的重视，各国纷纷把照 明节能特别是白光LED 产业的发展纳入国家发展战略中。白光LED 照明与传统 照明方式相比，具有省电、体积小、发热量低、可低压或低电流启动、寿命长、 响应快、抗震耐冲、可回收、无污染等优点，使得其经济与环境效益明显，迅速 受到各国研究者的广泛关注，被认为是继白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯之后 第四代光源，代表了未来照明产业的发展方向，有着庞大的市场。目前，荧光体 转换是获取白光 LED 的主要途径之一。转换用荧光体的研究在发光材料领域中 最活泼。因此，荧光粉的制备成为白光LED 的关键问题之一。 高温固相法已被广泛应用于白光 LED 用荧光粉的合成，但是这种方法会导 致合成出的荧光粉发光性能受损，且需要很高的煅烧温度。另外，用高温固相法 合成出的荧光体粉末较大，需通过球磨以获得较小的荧光体粉末。而实验表明， 经过球磨的荧光体粉末会导致较多的缺陷，并且发光效率明显降低。随着材料科 学技术的发展，一些软化学合成方法，如溶胶—凝胶法、共沉淀法、微波法及燃 烧法已成功应用在白光 LED 用荧光粉的合成。这些方法均引入了液相，每种成 份可以准确控制和充分混合。燃烧法具有容易、快捷的特点，因而在各种氧化物 的合成中广泛应用。该技术利用金属硝酸盐和燃料之间在低温下反应放出的热量 使合成反应得以进行。此外，这种合成方法具有安全、速度快及节省能量的优点。 本文采用燃烧法制备出了Li MSiO : Eu2+( M: Ca, Ba), M Sr Al O :Eu2+(M: 2 4 x 1-x 2 4 Zn, Ca)WLED 用荧光粉。运用 X-射线粉末衍射仪（XRD）、透射电子显微镜 （TEM）、荧光光谱仪对荧光体的晶体结构、形貌、激发和发射光谱进行了分析 与测试。主要内容包括： （1） 综述白光LED 照明产业发展现状和未来趋势，简要分析了白光LED 的发 光原理、实现途径以及关键材料，主要讨论了荧光粉的制备技术。 （2） 燃烧法合成了 Li CaSiO : Eu2+ WLED 用蓝绿色荧光粉，研究了尿素 2 4 CH N O、助熔剂H BO 以及初始炉温对荧光体发光性能的影响。 4 2 3 3 （3） 首次用燃烧法在 600℃合成了新型的紫外 LED 用荧光粉 Li2 (Ba0.99, Eu0.01) II 3+ SiO : B ，对其发光性能进行了研究。 4 （4） 助熔剂 H BO 对 Li BaSiO4:Eu2+ 荧光体晶体结构、形貌、激发和发射光 3 3 2 谱的影响，并确定了H BO 的合适用量。 3 3 （5） Eu2+激活的SrAl O 是一种良好的紧凑型紫外LED 用绿色荧光材料。采用 2 4 2+ 2+ 燃烧法合成了SrAl O : Eu ，为了提高该荧光体的发光强度，用Zn 替代 2 4 Sr2+离子，用B3+替代Al3+，对其发光性能进行了研究。 2+ 2+ （6） 在 SrAl O : Eu 中掺杂 Ca ，掺杂使得基质晶体场环境发生改变。随着 2 4 Ca 离子的掺杂，发现了样品的发射光谱峰位置发生蓝移的现象。发射峰