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BaMgAl10O17:Eu2+(BAM)是目前主要的蓝光稀土三基色荧光粉,具有良好的发光效率和色纯度,主要应用于三基色荧光灯和等离子平板(PDP)显示器。BAM蓝粉存在着一个主要的缺点,即热稳定性差。在生产过程中需要加热,造成蓝粉光衰较大,色坐标漂移严重。目前,提高BAM粉发光性能的一种有效方法是在粉的表面包覆一层化学物质,减少BAM粉体表面的Eu2+与空气中氧原子接触,使得Eu2+被氧化成Eu3+的几率变小。
在文献的基础上改进原有包膜工艺,采用溶胶-凝胶法在BAM粉体表面包覆MgF2;系统性地研究了化学共沉淀法在BAM粉体表面包覆Y(OH)3;将表面包覆MgF2和Y(OH)3的BAM粉进行制灯燃点试验,研究其热稳定性;同时系统性地研究了干法包覆.Al2O3和湿法包覆BaF2。
首先将未经过表面包覆处理的BAM蓝色荧光粉作为研究对象,用灼烧试验模拟蓝色荧光粉的劣化。研究不同温度,不同时间对BAM粉体亮度和色坐标产生的影响。研究发现未经包膜的BAM粉在经过高温灼烧后,亮度衰减严重。当温度超过800℃,亮度衰减50%,同时色坐标y值漂移严重。通过分析,主要原因是由于Eu2+被氧化成Eu3+,同时晶格发生改变,生成磁铁铅矿相的Eu(Ⅲ)MgAl11O19。
其次用溶胶-凝胶法在BAM粉体表面包覆了一层MgF2晶体,研究了包覆量,包膜工艺等因素对粉体包膜质量的影响;用化学共沉淀法在BAM粉体表面包覆了一层Y(OH)3,研究了包膜条件对粉体包膜质量的影响;最后在BAM粉体表面分别包覆了一层Al2O3和BaF2。通过XRD,XPS,IR,SEM,相对亮度,EDS,粉体粒径等各种进行表征,测试结果表明:采用这些方法可以在BAM粉体表面包覆上一层MgF2、Y(OH)3、Al2O3和BaF2。而且粉体表面包覆了这些无机物后,不改变BAM粉体原有的晶体结构和发光中心。通过热稳定性试验表明,表面包覆MgF2、Y(OH)3和Al2O3的BAM粉初始亮度稍低于未经包膜的BAM粉,但是经过高温灼烧后,相对亮度明显高于未经包膜的BAM粉空白样,包膜可以提高BAM粉体的热稳定性。表面包覆BaF2的BAM粉体由于BaF2的结晶颗粒过大,导致膜层局部过厚,使得粉体的热稳定性没有得到提高。因此,BaF2不合适作为BAM蓝粉的包覆物质。将表面包覆MgF2和Y(OH)3的BAM粉进行制灯燃点试验。结果表明,包膜后的BAM粉的流明维持率明显提高,延长了粉体的使用寿命。