近年来,用于LED的单基质白光荧光粉倍受广大科研者的重视,成为了新型高效荧光粉的研究热点。这类荧光粉能够有效的解决商业化Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺黄色荧光粉缺少红光成分而造成的显色指数低、色温高的问题。同时可以有效避免红绿蓝（RGB）三基色荧光粉复合得白光时粉体之间配比不合理、颜色再吸收、发光峰强难调控和热劣化差异性的问题。单基质白光荧光粉能够极大的降低制备白光LED的成本,提高其发光效率和颜色稳定性。因此,开发新型高效的单基质白光荧光粉变得日益重要。本文采用高温固相法制备Ba₂TiP₂O₉单基质白光荧光粉,研究不同制备温度及保温时间对其物相结构和发光性能的影响,分析其物相结构和微观形貌变化的相变机制,确定合适的烧成制度。在Ba₂TiP₂O₉单基质白光荧光粉中进行不同浓度的Eu³⁺、Dy³⁺和Tb³⁺掺杂,研究掺杂离子浓度对基质发光的影响,探讨基质与激活剂离子之间的能量传递过程。本论文在900-1150℃的温度范围内,在不同温度和不同保温时间下分别制备了Ba₂TiP₂O₉荧光粉。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和荧光光谱（PL）对荧光粉进行物相结构、微观形貌和发光性能表征。根据测试结果,分析了Ba₂TiP₂O₉的相变温度和过程。当制备温度达到1100℃、保温时间在3h以上时,低温相β-Ba₂TiP₂O₉转变成高温相α-Ba₂TiP₂O₉。随着烧成温度的升高或保温时间的延长,颗粒状的低温相β-Ba₂TiP₂O₉沿着平行于（100）晶面的方向发生孪晶生长,经由块状的中间相Ba₂Ti P₂O₈过渡,层层叠加得到片状断层结构的高温相α-Ba₂TiP₂O₉。在254nm紫外光激发下,在Ba₂TiP₂O₉基质中的Ti O₅锥形多面体发生Ti⁴⁺-O^2-电荷转移跃迁而产生白光发射。β-Ba₂TiP₂O₉和α-Ba₂TiP₂O₉光谱特征基本相同,发光强度前者略低于后者。综合考虑,Ba₂TiP₂O₉的最佳制备条件选择在1100℃下保温2h生成低温相β-Ba₂TiP₂O₉。本论文在上述制备条件下,分别对β-Ba₂TiP₂O₉进行掺杂浓度为1-9%的Eu³⁺、Dy³⁺、Tb³⁺掺杂。采用XRD和PL研究掺杂对基质物相结构和发光性能的影响,讨论分析β-Ba₂TiP₂O₉基质与稀土离子之间的能量传递机制。掺杂后荧光粉的晶相仍以Ba₂TiP₂O₉为主,同时出现一个属于（Ti O）₂P₂O₇相的衍射峰,且其峰强随掺杂浓度的升高呈增强趋势,可以归因于不等价取代造成的晶格畸变。在480nm监控下,掺杂前后荧光粉的激发光谱均呈现一个分布于200-300nm范围的宽激发带。当分别以613nm、575nm和545nm作为监控波长时,掺杂荧光粉的激发光谱中分别出现M³⁺(Eu³⁺、Dy³⁺、Tb³⁺)-O^2-的电荷迁移带吸收,且分别在393nm(Eu³⁺)、475nm(Dy³⁺)和380nm(Tb³⁺)出现稀土离子的特征吸收峰。在254nm紫外光激发下,荧光粉发射光谱表现为一个分布于350nm-700nm范围内白光宽带发射,归属于Ti⁴⁺-O^2-电荷迁移跃迁。Eu³⁺、Dy³⁺和Tb³⁺掺杂荧光粉分别在613nm处出现较强的红光特征发射,在575nm处出现微弱的黄光特征发射,在545nm处出现较弱的绿光特征发射。随着掺杂浓度的升高,荧光粉发光强度整体均呈下降趋势,下降过程中又出现先增后降趋势,最佳掺杂浓度分别为2%(Eu³⁺)、4%(Dy³⁺)和4%(Tb³⁺)。在254nm激发下的发射光谱分别与在613nm(Eu³⁺)、575nm(Dy³⁺)和545nm(Tb³⁺)监控下的激发光谱有着很大范围的重叠,说明基质发光与稀土离子发光存在能量传递过程。基质发光向稀土离子的传递能量降低了基质发光的白光强度。随着掺杂浓度增大,稀土离子发光强度增强,又与基质发光叠加导致荧光粉整体发光强度略微增强。继续增大掺杂离子浓度,会因稀土离子之间的能量传递、非辐射跃迁和晶格畸变等原因造成浓度淬灭。Eu³⁺掺杂可以有效改变荧光粉的色度坐标,而Dy³⁺和Tb³⁺的特征发射相对较弱,其掺杂对色度坐标的影响不大。