球形荧光粉的制备及其发光性能研究YPO4:(Dy3+/Eu3+),Me(Me=Mg,Ca,Sr,Ba,Al,Zn)

摘要

Dy3+在蓝光(4F9/2-6H15/2)和黄光(4F9/2-6H13/2)区域有两处特征发射，蓝光和黄光按一定比例复合后可得到良好的白光，Eu3+在红光(SD0→7F2)区域有特征发射。YPO4为四方锆英石结构，具有良好的化学稳定性和热稳定性。YPO4：Dy3+和YPO4：Eu3+作为白光和红光荧光粉，研究人员对其进行了广泛的研究，而如何提高YPO4：Dy3+和YPO4：Eu3+荧光粉的发光强度和改善荧光粉的表面形貌已成为研究热点。
　　本文通过均相沉淀法成功制各了球形YPO4:Dy3+，Me(Me=M92+，Ca2+，Sr2+，Ba2+，Al3+，Zn2+)及YPO4：Eu3+，Me(Me=ca2+，Al3+)荧光粉，利用XRD、SEM对其进行了物相与形貌分析，通过荧光分光光度计测定荧光粉的激发与发射光谱。
　　研究结果表明：(1)利用均相沉淀法能够成功地制备出颗粒尺寸约为1～2μm的，具有球形形貌的磷酸钇基荧光粉。(2)在YPO4：0.01Dy3+荧光粉中，Dy3+在YPO4基质中占据了反演中心格位，而在YPO4：0.03Eu3+荧光粉中，Eu3+在YPO4基质中处于非反演对称中心的格位。(3)在YPO4：0.01Dy3+中掺杂浓度分别为0.02、0.04、0.02、0.03的Mg2+、Ca2+、Sr2+和Ba2+，发光强度比未掺杂的分别提高了100％，187％，94％，42％。在YPO4：0.03Eu3+中掺杂浓度为0.04的Ca2+发光强度比未掺杂的提高了约700％。(4)在YPO4：0.01Dy3+中掺杂浓度为0.05的Al3+发光强度比未掺杂的提高了约77％，在YPO4：0.03Eu3+中掺杂浓度为0.05的Al3+发光强度提高了约300％。(5)在YP04：O.01Dy3+中掺杂浓度为0.06的Zn2+发光强度比未掺杂的提高了570％。(6)金属离子取代Y3+进入基质后，对Dy3+和Eu3+的位置对称性影响甚微。

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1 前言

1.1 稀土元素简介

1.2 稀土磷酸盐荧光粉

1.3 YPO4:Dy3+和YPO4:Eu3+荧光粉

1.4 稀土磷酸盐荧光粉制备方法

1.5 研究内容意义

2 实验材料和研究方法

2.1 实验元素的性质

2.2 实验设备及材料

2.3 样品制备过程与测试

2.4 荧光粉编号

3 球形YPO4:Dy3+和YPO4:Eu3+荧光粉制备及发光性能研究

3.1 反应离子浓度对YPO4表面形貌的影响

3.2 YPO4:Dy3+荧光粉的其发光性能

3.3 YPO4:Eu3+荧光粉的发光性能

3.4 本章小结

4 Me2+(Me=Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+)对YPO4:(Dy3+/Eu3+)发光性能的影响

4.1 Me2+(Me=Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+)对YPO4:Dy3+荧光粉发光性能影响

4.2 Me+(Li+, Na+)对Y0.95Ca0.04PO4:Dy3+荧光粉发光性能的影响

4.3 Ca2+对YPO4:Eu3+荧光粉发光性能的影响

4.4 本章小结

5 Al3+对YPO4:Dy3+和YPO4:Eu3+荧光粉发光性能的影响

5.1 Al3+对YPO4:Dy3+荧光粉发光性能的影响

5.2 Al3+对YPO4:Eu3+荧光粉发光性能的影响

5.3 本章小结

6 Zn2+对YPO4:Dy3+荧光粉发光性能的影响

6.1 Zn2+对YPO4:Dy3+荧光粉微观结构与表面形貌的影响

6.2 Y0.99-xZnxPO4:Dy3+荧光粉的发光性质

6.3 本章小结

7 结论

致谢

参考文献

作者攻读硕士期间发表论文