Y3（Al,Ga）5O12： Ce3+荧光粉的制备及其发光性能研究

• 作 者: 王宇婷
• 出 处: 长春理工大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 共沉淀—熔盐法 YAGG:Ce3+ 离子掺杂

本文采用共沉淀—熔盐法制备了Y₃（Al,Ga）₅O₁₂:Ce³⁺(YAGG:Ce³⁺)、Y_2.94-xLa_xAl₄GaO₁₂:Ce³⁺(YLaAGG:Ce³⁺)、Y_2.94-xGd_xAl₄GaO₁₂:Ce³⁺(YGdAGG:Ce³⁺)、Y_2.94-xTb_xAl₄GaO₁₂:Ce³⁺(YTbAGG:Ce³⁺)、Y_2.94-xLu_x Al₄GaO₁₂:Ce³⁺(YLuAGG:Ce³⁺)等荧光粉。采用XRD、PL光谱和SEM等测试手段对样品进行了表征。主要研究内容和结果包括以下三个方面:1.研究了滴定方式、混合沉淀剂的浓度比、溶液的pH值、熔盐的种类和比例、煅烧温度和时间等因素对YAGG:Ce³⁺荧光粉物相结构、发光性能和颗粒形貌的影响,确定了共沉淀—熔盐法合成YAGG:Ce³⁺荧光粉的合适工艺条件。结果表明,用体积比为1:1,浓度均为1 mol/L的氨水和碳酸氢铵溶液作为混合沉淀剂,将浓度为0.1mol/L的金属离子溶液与沉淀剂采用共滴的滴定方式,保持溶液的pH=7.5,制得共沉淀前驱体,以NaCl、KCl和KF·2H₂O为熔盐,摩尔比为1:1:0.3,在1250℃下,保温时间3.5 h,制得的样品发光强度最高,颗粒均匀,尺寸约为1?m,分散性良好。2.研究了Ga³⁺取代Al³⁺对Y₃Al_5-x-x Ga_x O₁₂:Ce³⁺样品晶格结构和发光性能的影响。结果表明,Ga³⁺可以全部取代Al³⁺形成固溶体,随着Ga³⁺取代Al³⁺量的增加,样品的XRD衍射峰向小角度方向偏移,但仍保持立方晶体结构。发射光谱峰值波长逐渐蓝移,从x=0时的530 nm到x=4时的500 nm,当x=1时,样品的发光强度最高,峰值波长位于516 nm。当Ga³⁺含量为5时,样品不发光。3.研究了La³⁺、Gd³⁺、Tb³⁺、Lu³⁺等离子取代Y³⁺对Y_3-xAl₄GaO₁₂:Ce³⁺样品物相结构和发光性能的影响。结果表明,La³⁺取代Y³⁺进入YAGG晶格的最大取代量为x=0.3,发射光谱红移了约6 nm。Gd³⁺、Tb³⁺、Lu³⁺都可以全部取代Y³⁺且不改变晶格结构。Gd³⁺取代Y³⁺发射光谱峰值波长由516 nm红移到549 nm。将Y_0.44Gd_2.5Al₄GaO₁₂:0.06Ce³⁺样品封装成白光LED,显色指数为84.6,色温为4565 K。Tb³⁺取代Y³⁺发射光谱峰值波长由516 nm红移到538 nm。将Y_0.44Tb_2.5Al₄GaO₁₂:0.06Ce³⁺样品封装后,显色指数为83.7,色温为4971 K。Lu³⁺取代Y³⁺发射光谱峰值波长由516 nm蓝移到497 nm。将Y_0.94Lu₂Al₄GaO₁₂:0.06Ce³⁺样品与商用红粉混合后显色指数为90,色温为3548 K。