白光LED用YAG:Ce荧光粉的研制

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本论文主要采用固相法制备铈离子掺杂的钇铝石榴石(YAG∶Ce)荧光粉,系统探讨原材料、助熔剂及离子取代对荧光粉性能的影响,并对液相法制备荧光粉进行初步探讨。 首先探讨Al(OH)3和Al2O3两种不同原料对荧光粉性能的影响,在一定温度下制备含助熔剂和不含助熔剂的荧光粉,发现两种原料制备的样品在晶体结构、微观形貌和荧光性能上没有明显差别,考虑到实际生产效率,选用Al2O3作为原料之一;接着,比较CeO2、Ce(NO3)3·6H2O和Ce2(CO3)3·5H2O三种不同原料对荧光粉性能的影响,实验发现,CeO2为原料时,容易获得YAG纯相,荧光性能较优;之后针对液相法制备前驱体的反应活性对荧光粉纯相形成的影响进行分析;然后讨论H3BO3及NaF、MgF2、BaF2和AlF3四种氟化物作为助熔剂对荧光粉性能的影响,结果表明添加H3BO3有利于YAG纯相形成和晶粒长大,而添加氟化物可促进晶核的形成,获得晶粒比较细小的荧光粉,混合添加H3BO3和BaF2,调节两者比例,可制备出激发波长466nm、发射波长533nm的荧光粉,其相对亮度高于添加单一助熔剂的样品。 考虑到实际应用中各种蓝光LED芯片波长不同,实验中还采用Gd离子和Ga离子分别取代Y离子和Al离子,并调节热处理时间,制备激发波长430nm至471nm,发射波长505nm至546nm的荧光粉,并探讨离子取代量和热处理时间对荧光粉荧光强度的影响。
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