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等离子体平板显示器(PDP)用BaMgAl10O17∶Eu2+(BAM)蓝色荧光粉及其合成技术是当前发光材料领域的研究热点之一。PDP荧光粉不仅需具备优良的发光性能,还需具备小粒径、高分散的特征。而荧光粉的粒度和发光性能是一对矛盾,如何兼顾两者的性能是PDP荧光粉制备技术的关键。本文对α-Al2O3制备技术、高温固相法以及化学共沉淀法制备BAM荧光粉的合成机理进行了深入研究,在此基础上改善该荧光粉的合成技术,制备出粒径更小、形貌更佳、性能更优的BAM荧光粉。
本文采用化学沉淀法制备细粒径α-Al2O3粉体,研究了搅拌速度、促进剂、分散剂、热处理工艺等参数对α-Al2O3颗粒粒径及形貌的影响。研究发现:高的搅拌速度可以减小前驱体的粒径,并影响最终的α-Al2O3颗粒大小;适量的促进剂能够控制α-Al2O3片状生长。在此基础上制备出粒径小于1μm、分散性好的单晶颗粒圆饼状α-Al2O3粉体。
本文以自制的亚微米级α-Al2O3粉体作为原料,首次采用高温固相法制备出亚微米级、高分散的BAM粉体。通过XRD、SEM、TEM分析,发现了α-Al2O3、BaAl2O4及BAM的晶体结构遗传性。本文据此对高温固相反应法制备BAM的过程进行了推测:BaCO3和α-Al2O3首先反应,并以α-Al2O3晶体结构为基础生成BaAl2O4,而后BaAl2O4、MgO和内部的α-Al2O3反应生成BAM,BaAl2O4的晶体学特征进一步遗传给了BAM。
本文成功采用化学共沉淀法制备出亚微米级BAM粉体。研究了搅拌速度、分散剂、热处理工艺等参数对制备BAM基质的影响,推测了化学共沉淀法制备BAM基质的机理。研究发现:化学共沉淀法中晶体生长过程与高温固相法有很大不同,Ba2+和Mg2+分散于无定形Al2O3中,随着温度升高,BaAl2O4相首先生成,而后BaAl2O4与γ-Al2O3反应生成BAM。以推测的合成机理为依据,对沉淀工艺及灼烧工艺进行了改进,进一步改善了BAM粉的分散性与颗粒形貌。