稀土摻雜鈦酸鋅紅色熒光粉的制備及其發光性能的研究.pdf

1、隨著白光LED在照明領域的持續發展及其市場潛力的不斷增大，白光LED用熒光粉的制備及其性能研究越來越受到重視。能被紫外或藍光有效激發的紅色熒光粉的性能對白光LED的顯色性有著直接影響，而目前商用的紅色熒光粉普遍存在性能不穩定及發光效率低等缺陷，因此，研究制備高性能的紅色熒光粉，提高所得白光LED的顯色性，成為現在白光LED用熒光粉的研究熱點。
　　本文采用溶膠-凝膠法制備了稀土摻雜鈦酸鋅紅色熒光粉。通過催化劑的選擇、稀土元素及其摻

2、雜濃度、煅燒制度等多方面對熒光粉的結構及發光性能的影響進行了研究，探索了溶膠-凝膠法制備稀土摻雜鈦酸鋅熒光粉的制備路線和熒光增強方法。
　　制備了Zn1-xTiO3∶xEu3+熒光粉，研究了其結構和發光性能。X射線衍射分析表明樣品均呈現六方相ZnTiO3，Eu3+離子已經成功進入了ZnTiO3的晶格中，且沒有破壞ZnTiO3的晶格結構，六方相ZnTiO3在600～900℃能夠穩定存在。熒光光譜分析發現該熒光粉能夠被393nm和46

3、4nm波長的光有效激發，在615nm處產生紅光發射，屬于Eu3+離子的5D0→7F2躍遷。研究表明，當以HNO3作為催化劑，Eu3+離子摻雜濃度為2％，煅燒溫度為700℃，保溫時間為4h時，發光強度達到最大。且樣品Zn0.98TiO3∶2％Eu3+的色坐標(x=0.673，y=0.327)具有更高的色純度，比現在商用的兩種紅色熒光粉CaS∶Eu3+和Y2O2S∶Eu3+的色坐標更接近于國際照明協會NTSC三色坐標指定的紅色坐標(x=0.

4、670，y=0.330)。
　　制備了Zn1-xTiO3∶xPr3+熒光粉，研究了其結構和發光性能。XRD分析表明Pr3+的摻入促進了鈦酸鋅的相變，使其逐漸由六方相ZnTiO3轉變為了立方相Zn2TiO4。熒光光譜分析發現該熒光粉能夠被波長為328nm波長的光有效激發，在615nm處產生紅光發射。研究表明，當Pr3+離子的摻雜濃度為0.3％時，樣品的發光強度達到最大。鐠摻雜鈦酸鋅熒光粉與銪摻雜鈦酸鋅熒光粉的發光性能比較可知，以Eu

5、3+離子作為激活劑的紅光發射強度遠遠大于Pr3+離子，約為以Pr3+離子作為激活劑的紅光發射強度的20倍。故在以鈦酸鋅作為基質的稀土摻雜的紅色熒光粉的制備中，Eu3+離子比Pr3+離子更適合作為激活劑。
　　添加堿金屬離子Li+、Na+、K+對ZnTiO3∶Eu3+熒光粉進行電荷補償，研究其熒光增強作用。XRD研究表明電荷補償離子M+已經進入了ZnTiO3∶Eu3+的晶格中，且沒有改變其晶格結構。熒光分析表明該熒光粉能夠被393n