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发光二极管自从20世纪60年代发明以来,随着半导体技术的发展,发光效率得到了巨大的提高。发光二极管的发射波长也由最初的红光,延伸到了红外光及近紫外光的部分。自从1996年日亚(Nichia)公司组装成第一支白光LED以来,由于白光LED是一种高效、节能、环保、长寿命的新型固态照明技术,被誉为21世纪必然取代高能耗的白炽灯和易污染环境的汞蒸气激发的荧光灯的新一代光源。研究人员提出了制备白光发光二极管的途径:1)采用红、绿、蓝三色LED芯片组合发光,即多芯片白光LED;2)荧光转换型,采用单个蓝光LED芯片激发黄色荧光粉。目前,“荧光转换技术”是已实际应用的产生白光的主要途径,它具有简单、低成本的优点,其技术原理是使用发射黄光的无机稀土发光材料与发射蓝光的InGa或InGaN半导体管芯封装组成白光LED。因此,稀土发光材料是白光LED器件的核心和关键,并已成为当前发光材料领域的研究热点,同时研制LED用的荧光粉的关键是:荧光粉在紫外光(400nm左右)或蓝光(460 nm左右)区域能够有效激发,而且发光效率高。
YAG:Ce3+黄色荧光粉是目前白光LED器件中广泛应用的商业荧光粉。然而,由于YAG:Ce3+成相温度很高,并且需要较长反应时间,导致产业化生产成本很高。因此,开展新型低温、快速合成方法的探索研究,降低YAG的成相温度,缩短反应时间,获得具有较好颗粒形貌、以及光学性能良好的YAG:Ce3+荧光粉,具有十分重要的意义。虽然目前已有很多关于改进YAG:Ce3+合成方法的文献报道,但是合成温度仍旧偏高及反应时间较长。有鉴于此,本论文探索性开展了YAG:Ce3+荧光粉的新型低温燃烧法合成工作:在传统燃烧法的基础上,通过添加一种新的燃烧剂盐酸肼,在300℃点火,仅一步低温燃烧,就得到YAG:Ce3+荧光粉,同时系统的研究了不同点火温度的影响、盐酸肼不同加入量的影响、不同后烧结温度的影响、还原气氛的影响以及与尿素燃烧法进行了比较探讨,通过红外光谱及热重分析确定样品中没有残余的盐酸肼。