液相法制备纳米YAG:Ce荧光粉及其荧光性能的研究

来源 :长春工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yyl273518021
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发光二极管(LED)具有低能耗、长寿命、体积小、质量轻、方向性好、响应快、固体化、无污染和耐各种恶劣条件等优点。白光发光二极管(WLED)应用最为广泛,现阶段已经占据了LED的主导地位,成为新一代最主要的绿色照明光源。目前,YAG:Ce荧光粉在白光二极管的领域中的应用最为广泛,而且价格较为低廉。YAG:Ce荧光粉的晶体结构是钇铝石榴石结构,它的化学简式为Y3Al5O12(YAG)。在此结构中稀土元素中的铈离子起到了激活的作用,YAG主体可以被它激活,从而YAG:Ce荧光粉可以具有较好的荧光效率,荧光发射波长在530mm左右,它与LED光源发出的蓝光互补,可得到了白光。因此制备性能稳定,发光效率优良的YAG:Ce荧光粉显得尤为重要。目前有很多种合成方法,如高温固相煅烧法,喷雾热解反应法,溶胶—凝胶法等。本研究采用液相沉淀法,此方法可以制备出粒径均一,分散性良好的纳米级YAG:Ce荧光粉,而且得到的荧光粉体荧光强度非常高。实验采用乙二醇为分散剂,氨水(25%wt)为沉淀剂,探讨了在氨水中乙二醇含量(2%,4%,6%,8%,10%体积比)对YAG:Ce荧光粉制备的影响。研究了Ce的添加量(0.02,0.04,0.06,0.08)对荧光粉体的荧光强度的影响,通过溶解、沉淀、抽滤、丁醇共沸、蒸馏、再抽滤一系列方法制备了纳米级的YAG:Ce荧光粉,再经过不同温度烧结,得到了性能不同的荧光粉。利用XRD衍射仪对样品进行了物相分析,用荧光分光光度仪,测试了样品的发射光谱和激发光谱,使用TEM对样品的粒径和形貌进行分析。本实验是在氢氮混合气的还原气氛条件下煅烧出来的荧光粉体,同时研究了在无还原气氛的条件下所得到的实验结果。我们对样品进行了一系列的实验:(1)以氧化物的形式加入,在1300℃下烧结,荧光强度较强;(2)含有杂质,在1300℃下煅烧,该粉体的荧光强度有所降低;(3)稀土离子得出最佳的添加方式是以共沉淀的方式为最佳;(4)有无还原气氛的条件下,1300℃也是样品的最佳煅烧温度;(5)还原气体的有无,直接影响荧光粉体的荧光强度;(6)杂质的存在直接降低了荧光粉体的荧光强度;(7)稀土铕的掺杂也增加了YAG荧光粉的荧光性能。
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