论文部分内容阅读
本学位论文以Eu掺杂的M2Si5N8荧光粉为研究对象,以此种荧光粉的合成和发光性能入手,研究了荧光粉的晶体生长机制、发光机制等科学问题。主要研究内容包括:(1)Sr2Si5N8荧光粉的制备、发光性能和相转变机制;(2)Ca2Si5N8荧光粉的制备、发光性能和生长机制;(3)Sr2-xCax Si5N8荧光粉的制备、红光发射波长调控和发光性能。得到了如下结果:利用高频感应煅烧方法,以富含硅(氧)氮的混合物为前驱体,在常压下短时间即制得了纯净的红光发射Sr2Si5N8:Eu2+荧光粉。高频感应加热过程中,Sr2Si5N8:Eu2+荧光粉生成过程中经历了一个具有六方晶体结构的富含硅氮元素的中间相的生成和消失,该中间相具有455 nm蓝光发射特性。所制得的Sr2Si5N8:Eu2+荧光粉拥有250-570 nm的宽激发带和位于610 nm处的强红光发射峰。本章研究提供了一种简便的低耗费的制备高结晶度和高纯度的Sr2Si5N8:Eu2+荧光粉的方法。为低成本有效制备Sr2Si5N8:Eu2+荧光粉提供了一种新方法,同时为此种荧光粉在照明景观领域的广泛应用提供了技术帮助。利用醋酸钙、碳酸钙、以及氮化硅为原料以一种极为简便的方法成功制备了Ca2Si5N8:Eu2+荧光粉,探讨了反应原料组成和反应温度等因素对荧光粉制备所产生的影响。在Ca2Si5N8:Eu2+荧光粉的煅烧过程中,通过内生的还原性气体引起了在开放的常压环境下进行的合成反应。经过研究得知反应原料中醋酸钙与碳酸钙的摩尔比例对于合成Ca2Si5N8来说是极为重要的参数。当反应原材料中醋酸钙与碳酸钙的摩尔比例为3:2,反应温度为1550℃时,我们获得了高结晶性、高纯度和优秀发光性能的Ca2Si5N8:Eu2+荧光粉。这种红光发射荧光粉拥有250-550 nm的宽激发带和位于592 nm处的强发射光,这些光学特征对在基于蓝光芯片的红光发射发光二极管和暖白光LED灯等方面的应用有着积极的意义。此项工作提供了一种简便制备Ca2Si5N8:Eu2+荧光粉的方法,这种荧光粉在照明及显示领域拥有广泛的应用前景。利用醋酸盐和碳酸盐相配合作为原料成功制得了Sr2-xCax Si5N8荧光粉,并成功通过改变掺杂离子的种类和含量对荧光粉的光发射性能进行了调控。当改变原料中醋酸盐和碳酸盐的摩尔比例时,获得的荧光粉的发射峰会随着Ca离子的掺入而发生红移,随着Ca离子取代Sr2Si5N8的晶格中的Sr离子,荧光粉的发射峰从609nm红移到623nm。随着Eu离子掺杂量的增加,这种Ca离子取代Sr2Si5N8晶格中的Sr离子而导致的光发射波长红移现象,变得逐渐不明显。实现了在25at%Eu掺杂量下制备的Sr2-xCax Si5N8红光发射荧光粉材料具有667nm光发射峰波长。