白光LED作为第四代绿色照明光源具有节能环保、效率高、寿命长等诸多优点。虽然白光LED已实现商业化并得到广泛使用,但目前仍然存在价格较贵,照明质量、使用寿命与预期相距甚远,尤其由于所用荧光粉缺乏红光成分使LED暖色光实现困难等问题,限制了白光LED在照明、显示等应用中的发展。研发能实际应用,发光颜色、色温等可调,发光效率高的白色荧光粉体材料,是目前LED照明、显示等应用领域的研究方向。本文针对这类问题,选择原料易得、价格便宜、结构与性能稳定的钙钛矿稀土白光发光材料CaTiO₃:Dy³⁺进行了合成研究,结合相关测试分析方法对其合成工艺条件与性能进行优化。首先,以硝酸钙为钙源,钛酸丁酯为钛源,稀土镝离子为发光中心,柠檬酸为络合助燃剂,采用柠檬酸燃烧法合成了纯度高、发光性能好、具有空间群为Pbnm（62）、正交晶系晶体结构的CaTiO₃:Dy³⁺白光荧光粉。其荧光光谱的激发光谱包含353 nm、365 nm和387 nm三个近紫外特征激发峰,发射光谱由484 nm的蓝光和578 nm的黄光两个发射峰构成。获得的优化合成工艺参数为900°C烧结1 h,燃烧剂柠檬酸的物质的量为体系中金属阳离子的1.5倍,发光中心Dy³⁺浓度为2 mol%。为提高CaTiO₃:Dy³⁺荧光粉发光性能,通过理论分析,选择了Zr⁴⁺、Si⁴⁺、Al³⁺对CaTiO₃中B格位的Ti⁴⁺进行部分结构取代研究。三种离子均能部分取代Ti⁴⁺占据B格位,使晶格产生畸变,均可提高CaTiO₃:Dy³⁺的发光强度,均对荧光寿命和色坐标产生影响。三种取代离子对合成样品发光强度提高的优化浓度分别是Zr⁴⁺为40 mol%,Si⁴⁺为30 mol%,Al³⁺为1 mol%。对在各自最优条件下合成的Ca(Ti_0.6Zr_0.4)O₃:Dy³⁺、Ca(Ti_0.7Si_0.3)O₃:Dy³⁺、Ca(Ti_0.99Al_0.01)O₃:Dy³⁺荧光粉的发光性能综合分析表明,Zr⁴⁺取代相对于Si⁴⁺和Al³⁺取代更能显著增强CaTiO₃:Dy³⁺荧光粉的发光效果。为改善合成Ca(Ti_0.6Zr_0.4)O₃:Dy³⁺白色荧光粉的发光颜色与色温性能,选择典型的红色发光稀土Eu³⁺与Dy³⁺共掺对其进行改性。结果表明Eu³⁺对其所发荧光的颜色与色温具有重要影响,Eu³⁺可以增加荧光粉中的红光成分,并且可以通过改变激发波长或Eu³⁺浓度对Ca(Ti_0.6Zr_0.4)O₃:Dy³⁺,Eu³⁺荧光粉的发光颜色与色温进行调控。这有利于拓宽荧光材料的应用领域并提高其应用效果。