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钨酸盐具有光学,化学和独特的结构特性,钨酸锌由于其高的化学稳定性、高的平均折射率、高的X-ray吸收系数、高的光效率、短的衰减时间和低余辉发光等优点被认为是一种潜在的发光材料,因而应用于新的微波辐射激光发射材料,荧光材料和光学孔烧点阵材料。由于ZnWO4具有其特殊的黑钨矿斜方晶系结构为稀土离子掺杂提供良好的占位环境,因而被认为是一种具有潜力的荧光粉基质材料。本文采用熔盐法合成了ZnWO4:Eu3+荧光粉,通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、能谱分析(EDS)、拉曼光谱分析(Raman)、紫外可见吸收光谱分析及荧光光谱分析(PL),荧光效率测试仪和量子效率测试仪等测试手段对样品进行表征。本文的研究内容及解决问题如下:(1)为了探究荧光粉的形貌,本文研究了工艺参数对制备ZnWO4基质物相及晶体形貌的影响。研究表明在LiNO3-NaNO3,NaCl-KCl,LiNO3-NaCl,LiNO3-KNO3,Na2WO4-KCl 和 KNO3-NaNO3复合熔盐环境下合成粉体颗粒,在LiNO3-NaNO3环境下合成的粉体颗粒形貌较均匀、颗粒分散性较好,并且在不同复合盐体系下和不同加热温度下粉体颗粒的形貌也不同。在LiNO3-NaNO3复合熔盐环境下获得形貌发育良好,在温度为180℃时获得形貌规则的棒状颗粒,随着温度逐渐升高,棒状颗粒形貌逐渐演化为片状颗粒形貌。通过研究反应时间为8 h时,物料比1:4即反应物的总质量与熔盐含量的最佳摩尔比为1:4,在此过程中,我们制备出了两种不同形貌的ZnWO4:Eu3+荧光粉。在确定熔盐组成、物料比、加热温度和反应时间条件下,研究发现在180℃反应时间为8 h时,制备出了棒状形颗粒ZnWO4:Eu3+荧光粉。加热温度为200℃反应时间为10 h时,制备出了片状形颗粒ZnWO4:Eu3+红色荧光粉。(2)研究Eu3+掺杂量对ZnWO4:Eu3+荧光粉发光性能,量子产率和热稳定性的影响,合成两种不同形貌的红色荧光粉,均为相纯度较高的黑钨矿斜方晶系结构,且均为多晶结构。研究结果表明棒状形颗粒形貌的颗粒形貌发育较好,荧光强度,寿命,色坐标,相关色温及色纯度等性能较好。在波长为394 nm近紫外光的激发下,棒状形ZnWO4:Eu3+荧光粉的寿命为0.68 ms,色度坐标为(0.6301,0.3640),相关色温为2076 K,色纯度高达85.3%,合成棒状形颗粒ZnWO4:0.07Eu3+荧光粉,研究Eu3+离子的浓度变化,发现Eu3+浓度超过0.07 mol后合成ZnWO4相出现相变,因此选择Eu3+浓度为0.07 mol作为最佳掺杂浓度。棒状形ZnWO4:0.07Eu3+荧光粉的量子产率为40.5%,ZnWO4:0.07Eu3+荧光粉与CaGd4F14:Ce3+荧光粉和Y2MoSiO8:Eu3+荧光粉相比,热稳定性能较好,两种荧光粉的活化能分别为 0.503 eV 和 0.29 eV,ZnWO4:0.07Eu3+荧光粉的活化能为 0.578 eV。由此得出ZnWO4:0.07Eu3+荧光粉在WLED领域方面具有很大的应用潜力。(3)研究ZnWO4基体和ZnWO4:0.07Eu3+红色荧光粉的结构精修,表明ZnWO4基体和ZnWO4:0.07Eu3+红色荧光粉的晶体结构均为黑钨矿斜方晶系结构,晶体的结构参数分别a=4.686 A,b=5.706 A,c=4.948 A,v=132.305 A3,a=4.687 A,b=5.721 A,c=4.937 A,v=132.380 A3,通过VESTA和Findit软件两者共同构建出晶体结构图,得到晶体的六面体[ZnO6]和六面体[WO6]基团的键长和键角,利用VESTA软件所画出的晶体图可知,发现晶体结构出现轻微变化,说明稀土离子Eu3+掺杂使得ZnWO4晶体结构发生轻微畸变。(4)研究Eu3+掺杂量对ZnWO4:0.07Eu3+荧光粉的表面价态和化学元素组成和J-O理论分析的影响,利用XPS分析元素的化合价,验证C,Zn,W,O和Eu元素的价态值分别为0,+2,+6,-2,+3。利用J-O理论计算Eu3+在ZnWO4晶体环境中的对称性,计算ZnWO4:0.07Eu3+荧光粉的跃迁强度参数Ω2,Ω4,Ω6,磁偶极跃迁几率AR(md)和电偶极跃迁几率AR(ed),辐射跃迁寿命τR和荧光分支比βj等。由Ω2与Ω4的大小分析Eu3+所处晶体场环境的稳定性,随后计算了ZnWO4:0.07Eu3+荧光粉的Δλeff和σe ×Δλeff的值,表明受激发横截面积与增益之间的关系,受激发横截面积越大对激光器件的激光性能越好。