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《中国海洋大学》 2008年
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YAG:Ce荧光粉的制备及性能研究

陈静波  
【摘要】: Ce 3+激活的钇铝石榴石Y3 Al5 O1 2(YAG)荧光粉是一种光致发光材料,可以通过各种方法制备获得,如:高温固相法、燃烧法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、喷雾热解法等,而且通过掺杂其它元素,如用镓取代铝、用钆取代钇等方式改变YAG:Ce荧光粉的基质结构,或者掺杂不同的激活剂,来达到改变其发光特性的目的。本论文基于发光波长可调谐荧光粉的研制,改善白光LED的光度、色度特性,深入研究YAG荧光粉的制备方法、性能和应用,旨在提高我国YAG荧光粉产业的整体水平。 在众多制备YAG荧光粉的方法中,高温固相法的技术最成熟、使用最广泛,而且所制得的荧光粉性能最好。本论文在前辈研究的基础上,用高温固相法制备了两种YAG:Ce荧光粉: Y2 .94 Al5 O1 2 :0.06Ce 3+和Y2 .94 ? y Gd yAl5 O1 2 :0.06Ce 3+,并针对应用中非常重要的稳定性、光色特性开展研究。研究内容主要包括确定烧制温度梯度设置;荧光粉的激发谱、发射谱和三维荧光谱的研究;掺杂钆荧光粉的发光性能的研究;两种荧光粉的温度稳定性、光照稳定性的研究。 经过大量试验,得出如下结果: (1)制备过程中,手工搅拌结合球磨准备前驱粉体,可控硅高温马福炉实现烧结温度的精确控制,炭粒选用20-50目大小; (2)已经确定了两个最佳温度梯度,升温区严格控制在2.4℃/分钟的升温速度; (3)通过MATLAB编程,获得荧光粉的三维荧光谱,计算了半峰/整峰面积、体积比值跟配方的关系,为改进荧光粉的制备提供更有力的理论支持;研究发现荧光粉的激发谱、发射谱和三维荧光谱的发射峰内包含的信息与荧光粉的发光性能有很强的相关性; (4)钆的掺杂改变了YAG荧光粉的发射峰,峰值发生红移,同时荧光强度降低,钆的掺杂拓宽了荧光峰的半波宽,长波成份增加,有利于获得低色温的白光LED; (5)通过烘焙、光照、封装成白光LED后测光衰、色漂移等方法,研究自制的荧光粉的稳定性及发光特性,发现掺钆的YAG荧光粉的稳定性及光色特性均要优于普通YAG荧光粉,有很好的市场应用前景; (6)自封装的白光LED色坐标可在(0.33,0.33)附近,色温范围覆盖3000K~10000K。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O482.31

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