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荧光粉的球形化是目前发光材料研究的一个重要方向。本论文采用柠檬酸溶胶-凝胶法和NH<,4>HCO<,3>共沉淀法合成了近球形Y<,3>Al<,3>Ga<,2>O<,12>:Tb<3+>(YAGG:Tb<3+>)绿色荧光粉;对前驱体进行了TG-DTA分析;对样品进行了X射线衍射、场发射扫描电镜和荧光光谱分析;讨论了烧结温度、Ga<3+>的掺杂量和激活剂Tb<3+>的浓度对发光强度的影响;对两种方法制备YAGG:Tb<3+>荧光粉作了比较。
结果表明:溶胶一凝胶法和NH<,4>CO<,3>共沉淀法,在1200℃烧结3h均得到结晶度高、发光性能好的YAG立方晶相的YAGG:Tb<3+>绿粉,颗粒分散性好,粒径分布均匀,呈球形或近球形,粒径分别为80-120 nm(溶胶-凝胶法),120-250 nm(共沉淀法);烧结温度达到1300℃时,两种方法所制得的荧光粉均出现了Y<,4>Al<,2>O<,9>(YAM)杂相;荧光粉的发光强度随着烧结温度的升高而增大,两种方法在1200℃下烧结所得荧光粉发光强度最强,相比之下,共沉淀法所得荧光粉比溶胶一凝胶法在1200℃下烧结所得样品发光强度要低。荧光粉在268 nm紫外光的激发下,表现出较强的绿光发射,发射主峰在544 nm。通过溶胶一凝胶法研究了Ga<3+>和Tb<3+>的掺杂浓度对YAGG:Tb<3+>荧光粉发光强度的影响,随着Ga<3+>掺杂浓度的增加,荧光粉的最大激发波长向短波移动,但最大发射波长保持位于544 nm不变,它归因于Tb<3+>离子的<5>D<,4>-<7>F<,5>跃迁;当Ga<3+>掺杂浓度为40﹪时,荧光粉的发光强度最大;Tb<3+>在YAGG:Tb荧光粉中的猝灭浓度为6﹪。
YAGG:Tb<3+>绿色荧光粉,在高能电子束激发下显示出很好的亮度、色纯度以及电流饱和特性等,在大屏幕投影电视有广泛的应用,在FED等新型平板显示中也有良好应用前景。本研究对发展高亮度、高分辨率的投影电视机和平板显示器件具有参考价值。