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白光LED用稀土红色荧光粉的制备及性能研究

作　者: 从秀华
导　师: 吴秋芳；高玮
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工程
关键词: 红色荧光粉钼酸盐发光白光LED
分类号: O482.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文采用高温固相法合成了一种新型的Eu3+激活的KCaY1-x(MoO4)3:Eux稀土钼酸盐红色荧光粉,探讨了焙烧温度、保温时间、激活剂浓度对该红色荧光粉性能的影响。同时,通过工艺条件优化、基质掺杂、引入敏化剂等方法对所合成的荧光粉进行了改性。研究表明,通过高温固相法在950℃焙烧5 h可得发光效果较好的KCaY1-x(MoO4)3:Eu3+x (x=0.8)红色荧光粉。XRD图谱显示该荧光粉为单相四方晶系白钨矿结构,空间群为I41/a(88)。激发光谱和发射光谱显示该荧光粉可被近紫外光(394nm)和蓝光(465 nm)有效激发,最大发射波长位于613 nm,可发射出纯正红光。394nm和465 nm的吸收与目前广泛应用的近紫外光和蓝光LED芯片的输出波长相匹配,因此该红色荧光粉是一种可能应用在白光LED上的红色荧光材料。对原料进行二次焙烧、球磨及对粉体进行后处理均可以提高荧光粉的发光强度,后处理还可以改善荧光粉的颗粒形貌及分散度。在基质中掺入Si4+离子,可以提高粉体的发光强度,且不改变粉体的结构、形貌及光谱位置,Si4+离子的最优掺杂量为10%mol,最佳焙烧温度为1000℃,394 nm和465 nm光激发下粉体发光强度分别提高1.72倍和1.85倍。引入敏化剂Bi3+离子,也可改善粉体的相对发光强度,不改变粉体的结构、形貌及光谱位置,Bi3+离子的最优掺杂量为10%mol,最佳焙烧温度为900℃,394 nm和465 nm光激发下粉体发光强度分别提高1.22倍和1.26倍。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-24
  1.1 白光LED简介  9-14
    1.1.1 LED结构及发光原理  9-10
    1.1.2 LED的发展历史  10-11
    1.1.3 白光LED实现方式  11-13
    1.1.4 白光LED的结构及其优良性能  13-14
    1.1.5 白光LED技术的发展现状及趋势  14
  1.2 白光LED用荧光粉及目前存在的问题  14-16
  1.3 白光LED用红色荧光粉发展现状  16-17
  1.4 白光LED用钨钼酸盐红色荧光粉发展现状  17-18
  1.5 本课题红色荧光粉的制备方法  18-21
    1.5.1 高温固相法  19
    1.5.2 溶胶-凝胶法  19-20
    1.5.3 沉淀法  20
    1.5.4 燃烧合成法  20-21
    1.5.5 水热合成法  21
  1.6 本课题红色荧光粉基质及激活剂材料的选取  21-22
  1.7 本课题的选题意义  22-23
  1.8 本课题研究目标、研究内容及创新思路  23-24
    1.8.1 本课题研究目标  23
    1.8.2 本课题研究内容  23
    1.8.3 本课题创新思路  23-24
第2章 KCaY_(1-x)Eu_x(MoO_4)_3稀土红色荧光粉的制备及其性能研究  24-44
  2.1 引言  24
  2.2 实验部分  24-26
    2.2.1 实验原料及设备  24
    2.2.2 KCaY_(1-x)Eu_x(MoO_4)_3粉体的制备  24-26
  2.3 分析与测试  26-27
    2.3.1 粉体的物相分析  26
    2.3.2 粉体的形貌分析  26
    2.3.3 粉体的荧光特性分析(PL)  26-27
    2.3.4 粉体的紫外可见漫反射(UV-Vis)  27
    2.3.5 粉体的激光粒度分析  27
    2.3.6 粉体的X射线荧光光谱分析(XRF)  27
  2.4 结果与讨论  27-43
    2.4.1 工艺参数对KCaY_(1-x)Eu_x(MoO_4)_3粉体的结构、形貌及发光性能影响  27-33
    2.4.2 工艺条件优化对KCaY_(1-x)Eu_x(MoO_4)_3粉体性能影响  33-43
  2.5 本章小结  43-44
第3章 KRY_(0.2)Eu_(0.8-z)Bi_z(Mo_(1-y)Si_yO_4)_3(R=Ca,Sr)稀土红色荧光粉的制备及其性能研究  44-62
  3.1 引言  44-45
  3.2 实验部分  45
    3.2.1 实验原料及设备  45
    3.2.2 KRY_(0.2)Eu_(0.8-z)Bi_z(Mo_(1-y)Si_yO_4)_3(R=Ca,Sr)粉体的制备  45
  3.3 分析与测试  45
  3.4 结果与讨论  45-61
    3.4.1 KRY_(0.2)Eu_(0.8)(MoO_4)_3(R=Ca,Sr)粉体的制备及发光性能研究  45-47
    3.4.2 KCaY_(0.2)Eu_(0.8)(Mo_(1-y)Si_yO_4)_3粉体的制备及发光性能研究  47-53
    3.4.3 KCaY_(0.2)Eu_(0.8-z)Bi_z(MoO_4)_3粉体的制备及发光性能研究  53-58
    3.4.4 本课题所合成的红色荧光粉发光性能综合比较  58-59
    3.4.5 本课题所合成红色荧光粉KCaY_(0.2)(MoO_4)_3:Eu_(0.8)与商用红粉Y_2O_3:Eu比较  59-61
  3.5 本章小结  61-62
第4章全文总结与展望  62-64
  4.1 全文总结  62-63
  4.2 主要创新点  63
  4.3 全文展望  63-64
参考文献  64-70
致谢  70-71
硕士期间发表论文及专利情况  71

白光LED用稀土红色荧光粉的制备及性能研究

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