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Dy3+在蓝光(4F9/2→6H15/2)和黄光(4F9/2→6H13/2)区域有两处特征发射,经复合后可得到良好的白光,使Dy3+成为比较理想的单一白光发光中心。YVO4和YPO4均为四方锆石结构,具有良好的化学稳定性和热稳定性,对250~400 nm范围内的紫外光有较好的吸收。又由于 V、P易于相互取代形成混合晶格,影响 Dy3+的发光颜色,使 YVO4:Dy3+和YPO4:Dy3+成为极具潜力的紫外LED用单基质白光荧光粉材料,而如何提高YVO4:Dy3+和YPO4:Dy3+荧光粉的发光强度是该领域的研究热点和重点。 本文通过化学共沉淀法制备了(Y, Me)VO4:Dy3+(Me=Bi3+,Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+)和(Y, Me)PO4:Dy3+(Me= Bi3+,Mg2+)荧光粉,考察了反应溶液酸碱性、热处理温度以及Y3+含量对YVO4:Dy3+荧光粉发光性质的影响;探讨了YVO4:Dy3+和YPO4:Dy3+荧光粉中Dy3+不同激发波长下的发光性质;研究了Me(Me= Bi3+,Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+)离子含量及电荷补偿剂Na+对YVO4:Dy3+和YPO4:Dy3+荧光粉发光性质的影响。通过XRD、SEM对荧光粉进行物相与形貌分析,通过荧光分光光度计测定了所制备的荧光粉的激发光谱与发射光谱,并计算了相关的色坐标和色温。 研究结果表明: (1)YPO4:Dy3+中掺杂10％Mg2+,294 nm激发下的发光强度比未掺杂的提高了1.7倍,Na+与Mg2+按摩尔比1:1共掺,荧光粉的发光强度能再提高5.1倍。 (2)在YVO4:Dy3+中掺杂浓度分别为5%,10%,15%,10%的Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,发光强度比未掺杂的分别提高22%,20%,35%,30%。Na+分别与 Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+按摩尔比1:1共掺,荧光粉的发光强度比未掺杂的提高了68%,38%,56%,76%。 (3)碱土金属离子取代Y3+提高YVO4:Dy3+发光强度的机制为增大Dy3+-O2-电荷迁移概率,提高YPO4:Dy3+发光强度的机制为增大Dy3+的4f-4f跃迁概率。 (4)碱土金属离子取代Y3+在YVO4:Dy3+和YPO4:Dy3+中产生的氧空位不利于Dy3+发光强度的提高,而通过Na+的电荷补偿就会减弱氧空位的不利影响。 (5)激发波长对YPO4:Dy3+的黄蓝比产生影响,通过激发波长的选择可实现白光冷暖色调控。 (6)过量Y3+进入YVO4:Dy3+形成间隙缺陷和电荷缺陷抑制了V5+的挥发,提高 YVO4:Dy3+粉末的白度。 (7)Y3+含量偏离化学计量比均降低YVO4:Dy3+荧光粉的发光强度。 (8)YPO4:Dy3+中的Bi3+不能有效吸收250~450 nm紫外光,降低Dy3+的4f-4f跃迁概率,Bi3+掺杂对YVO4:Dy3+和YVO4:Dy3+荧光粉敏化作用不显现。