钇铝石榴石(Y₃Al₅O₁₂, YAG)和四硼酸铝钇（YAl₃（BO₃）₄, YAB）均具有优异的力学、热学和光学性能,作为发光粉基质材料和激光基质材料具有广阔的应用前景。本论文分别对稀土离子掺杂的YAB和YAG材料进行了系统地研究,讨论了粉体的制备工艺、结构与性能之间的关系,取得的结果如下:1、采用固相反应法成功地合成了Nd:YAB粉体。系统地研究了组成、焙烧温度、Nd³⁺掺杂浓度等主要影响因素与合成粉料性能之间的关系。结果表明,以Al₂O₃、Y₂O₃、Nd₂O₃和过量40mol%的H₃BO₃为原料,在1200℃保温3h的条件下可合成Nd:YAB六方单相粉体,其平均颗粒尺寸约为2μm。随着Nd³⁺掺杂离子浓度的增大,Nd:YAB晶格常数变大。当Nd³⁺的掺杂量大于80%时,所合成的粉体变成NdAl₃（BO₃）₄ （NAB）单斜晶系。2、采用硝酸盐热分解法,以Al₂O₃、Y₂O₃、Nd₂O₃和H₃BO₃ （过量20mol%）为原料合成Nd:YAB粉体。XRD结果表明:在1100℃保温2h时可合成单相的Nd:YAB粉体,反应合成时首先形成中间相Al₄B₂O₉、YBO₃和Y₃Al₅O₁₂,最后形成单一的YAB相。3、采用溶胶-凝胶燃烧法,以柠檬酸为络合剂在1000℃的低温下合成单相的Nd:YAB粉体,并对其凝胶化工艺和反应机理进行了研究。发现硝酸盐和柠檬酸的配比对合成过程中的相变化以及所合成粉体的粒度和形貌有较大的影响,当二者的比值为1:1.5时,1100℃所合成Nd:YAB粉体的粒度为800nm左右,且分散性较好。柠檬酸含量偏低或过高都会导致粉体颗粒团聚严重。4、采用溶胶-凝胶燃烧法成功地合成了颗粒尺寸比较均匀,分散性较好的单相YAB:RE³⁺ （RE=Eu,Tb）荧光粉,并对其在紫外（ultraviolet, UV）和真空紫外（vacuum ultraviolet, VUV）激发下的发光性质进行了研究。结果表明,YAB:RE³⁺ （RE=Eu,Tb）荧光粉在UV和VUV下都有较大的吸收。在紫外激发下,YAB:Eu³⁺和YAB:Tb³⁺分别发出红光和绿光,分别对应于Eu³⁺离子的⁵D₀→⁷F₂跃迁发射和Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅跃迁发射,并且随着Eu³⁺离子(或Tb³⁺)掺杂量的增大和焙烧温度的升高,样品的发光强度先增大后减小。比较固相反应法、硝酸盐热分解法和溶胶-凝胶燃烧法三种不同合成方法所合成的YAB:Eu³⁺荧光粉的发光性质,发现三种方法合成的荧光粉光谱性质基本一致,但溶胶-凝胶燃烧法所合成的荧光粉的颗粒形貌最好且发光效率最高。此外,在YAB:RE³⁺ （RE=Eu,Tb）中掺入适量的Gd³⁺离子后,由于在YAB:Eu³⁺和YAB:Tb³⁺中分别发生了Gd³⁺→Eu³⁺和Gd³⁺→Tb³⁺的能量传递,其发光强度明显增大。5、采用溶胶-凝胶燃烧法可在900℃的低温下合成较纯的单相Nd:YAG粉体,在合成过程中无中间相的生成。增加焙烧温度至1000℃时所合成的Nd:YAG粉体为类球形纳米颗粒,其平均粒径约为60nm,而且分散性较好。利用上述粉体制备了Nd:YAG透明陶瓷,并研究了烧结工艺对其致密化和显微结构的影响。结果表明:Nd:YAG陶瓷的相对密度随着温度的升高而明显增大,当烧结温度升高到1700℃时,陶瓷样品的相对密度为99.5%。而且烧结过程中添加剂正硅酸乙酯（TEOS）对烧结体的致密化有较大的影响。研究表明,当TEOS掺杂量为0.3wt%时致密度最佳,此时既不在晶界上形成第二相,而且还能起到抑制晶粒长大的作用。经过优化工艺,在1700℃保温20h后制备的Nd:YAG陶瓷,在波长为1064nm的近红外区直线透过率达到62%。6、采用溶胶-凝胶燃烧法成功地合成了YAG:RE³⁺（RE=Eu,Tb）荧光粉,重点研究了其VUV光谱特性。结果表明,YAG:RE³⁺（RE=Eu,Tb）荧光粉在真空紫外区有较大的吸收,其吸收主要是由于基质吸收引起的。在147nm激发下,YAG:RE³⁺（RE=Eu,Tb）荧光粉发出较强的橙色光和绿光,分别对应于Eu³⁺离子的⁵D₀→⁷F₁跃迁发射和Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅跃迁发射,且其发光强度随着稀土离子(Eu³⁺, Tb³⁺)浓度的增大,先增大后减小,其最佳掺杂量分别为Eu³⁺:4mol%、Tb³⁺:3mol%。同时研究了在同一稀土离子掺杂浓度下,热处理温度对发光性能的影响,结果表明,荧光粉的发光强度都是随着热处理温度的升高而增大。