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白光LED用几种高效荧光材料的制备及其性能研究

张星  
【摘要】:在全球节能减排和低碳经济概念的推动下,寻求高效节能的照明光源已经得到人们的高度重视。白光发光二极管(Light Emitting Diode, LED)具有发光效率高、能耗低(仅为白炽灯的1/8)、寿命长(可达10万小时)、无污染、体积小等诸多优点,已广泛应用于城市景观照明、液晶显示背光源、室内外普通照明等多种照明领域,具有广泛的应用市场前景,因此被认为是替代白炽灯、荧光灯的新一代绿色照明光源。目前,实现白光LED最成熟的方式是荧光粉转换法,而荧光粉的发光性能极大程度上影响着白光发光二极管的性能。因此获得化学性质稳定和发光性能优异的荧光粉成为实现白光LED的关键。本论文利用水热法和等离子体方法开展了微细Y2O3:Eu3+和YAG荧光材料的制备,并对其结构、形貌、性能进行了测试和研究。主要工作如下: (1)水热法制备微细结构的Y2O3:Eu3+粉体 采用金属硝酸盐为原料,利用柠檬酸钠为形貌调控剂,在水为溶剂热反应介质的条件下,成功制备了各种微结构的Y(OH)3粉体,进一步煅烧后得到不同结构的Y2O3粉体。利用TEM、SEM、XRD、IR等材料分析方法对产物进行了表征。系统研究了反应温度、反应溶剂、柠檬酸钠浓度、氢氧化钠浓度、反应时间等参数对产物的影响,通过对时间因素的系统考察,提出了内嵌多面体的六棱管结构氢氧化钇粉体形成的机理。并利用荧光分光光度计(LS55)在室温条件下,对不同结构Y2O3:Eu3+粉体做了荧光性能的测试。该制备方法实验过程简单,无需排除污染物,是一种相对简捷且环保的合成途径。 (2)高频等离子体法制备微细球形YAG粉体 在本研究组已有等离子体制备粉体材料的基础上,采用金属硝酸盐溶液为原料,在以氩气为载气的条件下制备微结构球形YAG粉体,优化各种实验参数,如:溶液浓度、载气流量等,为实现等离子体制备微结构球形YAG粉体工业生产奠定了坚实的基础。


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