白光LED作为新一代的绿色照明光源,具有轻便、寿命周期长、发光效率高、低成本等优点。目前,单芯片荧光粉的转换是实现白光LED的主要方式。因此,荧光粉的发光性能对白光LED的发光具有重要影响。此外,荧光粉的发光性能与其基质材料的物理化学性能紧密相关。所以选择一种具有良好物理化学性能的材料作为荧光粉的基质十分关键。硅酸盐具有物理化学性质稳定,原料廉价易得,合成工艺简单等优点,是稀土荧光粉理想的基质材料。以硅酸盐作为基质的稀土荧光粉的研究经常被报道。因硅酸盐具有稳定的晶体结构,使得其在白光LED及显示照明领域具有重要的应用价值。本文采用溶胶-凝胶法制备了Eu³⁺、Tb³⁺、Ce³⁺稀土离子单掺杂以及双掺杂M₃MgSi₂O₈（M=Sr,Ba）硅酸盐的三种稀土荧光粉,研究了煅烧温度及稀土离子掺杂浓度对其发光性能的影响,并深入探讨了稀土离子之间的相互作用机制。本文主要研究内容如下:1.采用溶胶-凝胶法制备了Sr₃MgSi₂O₈:Eu³⁺红色荧光粉。研究了煅烧温度对样品形貌以及发光性能的影响。当煅烧温度为1150℃时,得到的荧光粉的比表面积最大,为90.21m²/g;所有样品在394 nm的激发波长下,均在614 nm和702 nm处出现了强发射峰,分别对应于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂和⁵D₀→⁷F₄跃迁,属红光发射。通过比较不同煅烧温度处理后样品的发光强度,当煅烧温度为1150℃时,Sr₃MgSi₂O₈:Eu³⁺红色荧光粉的发光强度最大,即得到最佳的煅烧温度为1150℃。2.采用溶胶-凝胶法制备了单一基质可调色荧光粉Sr_3-x-yMgSi₂O₈:xEu³⁺,yTb³⁺（x=0%、1%、2%、4%、6%、8%,y=0%、0.5%、1%、2%、4%、6%、8%）。研究了Eu³⁺、Tb³⁺的掺杂浓度与发光性能的关系,发现Tb³⁺对Eu³⁺的发光具有敏化作用,而Eu³⁺对Tb³⁺的发光具有削弱作用,即存在Tb³⁺→Eu³⁺的单向能量传递。通过荧光寿命曲线方程拟合计算得到Sr_2.9MgSi₂O₈:8%Eu³⁺,2%Tb³⁺中Tb³⁺→Eu³⁺能量传递效率达35.98%。通过Forster-Dexter理论,研究了Tb³⁺→Eu³⁺的能量传递作用机制,发现其是通过电偶极-电偶极相互作用来实现能量传递的。其中,Sr_2.95MgSi₂O₈:3%Eu³⁺,2%Tb³⁺荧光粉的热活化能Ea值为0.309 eV,表现出很好的热稳定性。3.采用溶胶-凝胶法制备了Tb³⁺、Ce³⁺共掺杂颜色可调的Ba₃MgSi₂O₈:xCe³⁺,yTb³⁺荧光粉,研究了Tb³⁺、Ce³⁺离子掺杂浓度与其发光性能的关系。得到Tb³⁺的最佳掺杂浓度为8%。随着Ce³⁺浓度的增大,荧光粉Ba_2.94-xMgSi₂O₈:xCe³⁺,6%Tb³⁺中与Tb³⁺相对应的发射峰（544nm）先增大后减小,当Ce³⁺的掺杂浓度为8%时,Tb³⁺的发光强度最强;而在荧光粉Ba_2.92-yMgSi₂O₈:8%Ce³⁺,yTb³⁺中,随着Tb³⁺掺杂浓度的增大,与Ce³⁺对应的发射峰值416 nm逐渐减小。即在荧光粉Ba₃MgSi₂O₈:xCe³⁺,yTb³⁺中,存在Ce³⁺→Tb³⁺的能量传递。同时,通过荧光寿命曲线方程拟合计算得到Ba_2.84MgSi₂O₈:8%Tb³⁺,8%Ce³⁺荧光粉中Ce³⁺→Tb³⁺能量传递效率达34.64%。研究了Ce³⁺→Tb³⁺的能量传递作用机制,发现其是通过相互交换作用来实现能量传递。荧光粉Ba_2.84MgSi₂O₈:8%Tb³⁺,8%Ce³⁺的热活化能Ea值为0.113 eV。以上研究结果表明,通过选择合适的稀土离子和优化制备过程中的煅烧温度及其他工艺条件可以提升荧光粉的发光性能。同时,本文制备出来的三种荧光粉中,Sr_3-x-yMgSi₂O₈:xEu³⁺,yTb³⁺荧光粉不仅颜色可调,并且热稳定性好,相比于其他两种荧光粉,Sr_3-x-yMgSi₂O₈:xEu³⁺,yTb³⁺荧光粉最具有应用价值。