制备温度对(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉三元相图及色像图的影响研究

摘要

采用高温固相法分别在1150,1200和1250℃ 制备(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉系列样品,通过XRD、PL和紫外发光照相记录,建立起组分-物相-色像对应关系,推导得到其三元色像图,并探讨制备温度对物相及色像影响.物相分析表明:(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉物相组成与组分间存在渐变性,从单组分点出发物相组成数目逐渐增多且各物相含量连续变化,在富Ba2+端形成Ba2 SiO4相单相区;随着温度升高,Ba2 SiO4单相区扩大(Mg2+(Sr2+)在1150,1200和1250℃固溶度为20at％(30at％),30at％(35at％),35at％(40at％)),混合相区同一组分点物相组元数减少(若该组分点包含α-Sr2 SiO4和Ba2 SiO4相则其含量增加).光谱分析表明:同一样品在365 nm激发下比254 nm激发下绿光波段荧光发射强但红光光波段发射弱;荧光颜色和亮度也随组分、相组成呈渐变性,Ba2 SiO4单相区为绿色荧光且随Sr2+和Mg2+固溶荧光亮度提高,在混合相区随着Ba2+含量减少荧光颜色由绿变红,红光区域随着Mg2+减少亮度逐渐减弱[如:(Mg1-ySry)2SiO4∶Eu系列随y增大由亮红变成暗红];随着温度升高,Ba2SiO4单相区内荧光粉亮度整体提高且最亮荧光粉组分中M g2+和S r2+固溶度提高;混合相区荧光强度整体提高,且绿色荧光粉组分区域增大(如:在254 nm激发下,(Mg1-xBax)1.95SiO4∶0.05Eu系列由红色变成绿色时x1150℃=0.5,x1200℃=0.4,x1250℃=0.3,(Ba1-y Sry)1.95 SiO4∶0.05Eu系列由绿色变成红色时y1150℃=0.6,y1200℃=0.7,y1250℃=0.8,(Bax(Mg0.2 Sr0.8)1-x)1.95 SiO4∶0.05Eu系列由红色变成绿色时x1150℃=0.5,x1200℃=0.4,x1250℃=0.3).研究建立了(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu粉体组分-结构(相)-制备(温度)-性能(荧光)对应关系;优选出(Mg0.35Ba0.6Sr0.05)1.95SiO4∶0.05Eu/(Mg0.6Sr0.4)1.95SiO4∶0.05Eu等高效绿色/红色荧光粉;发现单相比混合相绿色荧光粉亮度高,固溶度提高有利于Ba2 SiO4单相绿色荧光粉效率的提高;温度提高扩大了Ba2SiO4单相荧光粉、混合相区绿色荧光粉区域,且提高(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉整体亮度.由(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu系列荧光粉得出的色像随组分、温度渐变规律可应用于其他组元荧光粉优选,对新发光材料的系统开发具有一定指导意义.