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等离子显示(PDP)相对其它平板显示(FPD)有众多优势,是替代CRT的首选技术之一。但PDP还存在效率低、成本高的缺点,研制出高效的PDP专用荧光粉是解决这些问题的必经之道。
Zn2SiO4∶Mn2+由于亮度高、色品纯正,而最有可能成为被广泛使用的PDP绿粉成份。目前,Zn2SiO4∶Mn2+在高温制备、粒度控制等方面仍存在一些不足。本文从高温固相反应、球磨工艺及高温回复三个方面出发,制备出了单相、高亮度、小粒度的PDP用Zn2SiO4∶Mn2+绿色荧光粉并讨论了各工艺过程的影响因素及原因。
采用新型助熔剂,经过基质合成和渗锰两个步骤,可以获得白色、均匀的Zn2SiO4∶Mn2+粉末。选取适当的Mn离子浓度,可以获得高亮度和良好的色坐标位置。本文用粒子传质系统、气相传质过程对高温固相反应过程进行了分析;通过对Zn2SiO4∶Mn2+发光机理的讨论可以解释Mn离子浓度对Zn2SiO4∶Mn2+相对亮度的影响。
采用行星式球磨机对高温固相法合成的Zn2SiO4∶Mn2+进行分段湿球磨,可以将Zn2SiO4∶Mn2+粒径降低到PDP荧光粉要求的2-4um范围内。通过对球磨过程的热力学分析,可将球磨过程分为两个阶段,影响两个过程的主要因素是球磨时间和球磨强度。通过高温灼烧可以释放球磨粉体部份变形能,从而使球磨效率提高。
球磨后的Zn2SiO4∶Mn2+需进行回复处理,温度、时间是这个过程的主要因素。回复过程可用陶瓷烧结初级阶段模型进行分析。
通过上述工艺制备出的PDP用Zn2SiO4∶Mn2+绿色荧光粉性能佳,相对亮度110%以上,中心粒径2-4um,分散性好。