摘要
荧光粉的发光热稳定性能是一个重要的性能参数，当作为白光LED器件荧光粉应用于照明领域时需要抗热猝灭性能，作为荧光温度传感材料应用于温度传感领域时需要良好的温度响应特性。因此，近年来荧光粉的发光热稳定调控和设计成为的荧光粉研究的重要研究热点，受到研究人员的广泛关注。硅酸盐体系荧光粉具有原料丰富、合成工艺简单、合成温度较低、热稳定性和化学稳定性良好等优点，是一类非常具有潜力的荧光粉基质材料。本论文以正硅酸锶为基质，设计和制备了单相的α''-Sr2SiO4合成，研究了不同稀土离子掺杂下的荧光性能。 （1）通过高温固相反应法制备Sr2SiO4∶Eu3+系列红色荧光粉。该荧光粉在394nm的激发下，呈现出701nm为主峰的红光发射，来自于5D0→7F4跃迁。并通过使用不同离子半径的碱土金属离子对Sr2SiO4∶Eu3+荧光粉进行电荷补偿，研究其对Eu3+掺杂的荧光性能的影响。当电荷补偿离子为Li+时，该荧光粉具有较高的量子效率(IQE=88.1%)及良好的热稳定性能(74.3%@200℃)。并以此为基础，研究了Eu3+/Li+的浓度猝灭，其最佳掺杂浓度为0.11。进一步通过与商业蓝色/绿色荧光粉混合制备白光LED器件，通过测试得到其显色指数为88.1，色温为5432K，色坐标为(0.2625，0.3216)。 （2）通过高温固相法合成Sr2SiO4∶Ce3+系列蓝色荧光粉。在342nm的激发下，该荧光粉呈现出峰值为425nm，半峰宽为68.5nm的蓝光发射。并通过电荷补偿的方式，得到当使用Na+作为电荷补偿离子时，发光强度最佳；当使用K+作为电荷补偿离子时，热稳定性能最佳。因此使用K+作为电荷补偿离子，研究Ce3+的浓度猝灭，得到最佳掺杂浓度为0.02。通过对不同Ce3+浓度下的热稳定性研究发现，掺杂浓度为0.02的样品表现出零热猝灭现象，并对其进行了解释。最后通过与商业荧光粉混合制备了白光LED器件，并通过调整蓝色荧光粉的比例实现了从暖白光到白光，再到冷白光的转变。 （3）通过高温固相法合成了Sr2SiO4∶Eu2+和Sr2SiO4∶Ce3+/K+/Eu2+共掺杂荧光粉。对于Eu2+单掺杂的荧光粉，在320nm的激发下，显示出峰值波长为495nm的宽带发射，分析得到481nm和550nm发射分别是由Eu2+离子占据Sr1O10和Sr2O9引起的。当Ce3+和Eu2+掺杂浓度分别为0.023和0.01时，该荧光粉在365nm的激发下，显示出明亮的白光发射。由于Eu2+和Ce3+在Sr2SiO4基质中具有不同的热响应行为，研究了其作为温度传感材料的相关性能。基于437nm和550nm之间的荧光强度比，计算得到相对灵敏度的最大值为0.93%K-1(@348K)，绝对灵敏度最大值为3.46%K-1(@523K)。并且在298-523K范围内观察到肉眼可见较大的色度偏移(ΔEc=228×10-3)。
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