新型稀土磷酸盐体系绿色荧光粉的研究(2)

工艺技术

1期于广聪:新型稀土磷酸盐体系绿色荧光粉的研究 45

剂按比例机械混磨,再经高温固相反应合成。

在还原气氛下使Tb、Ce还原成三价离子,则荧光粉达到发射荧光的作用。212　性能测试

相对亮度测定:以25317nm紫外光为激发源,以日本普通卤粉NP10为参比测定。

发射光谱测定:用荧光发射光谱测定仪测定光谱分布。

的浓度,其发光亮度逐渐提高。但增加得过多,其亮度反而下降,这一点和后面所介绍

的xLayT2bzCemPnB组成中要求x+y+z≤m+n是相一致的。

3　结果与讨论

311　各种组分对发光亮度的影响

+3

La2O3(),()、+3

Ce(荧光敏化剂)。形成正磷酸盐体系。加入适当量的硼酸代替磷的化合物,一方面起到了高温助熔作用,一方面也可在高温下形成硼酸盐体系。因而,严格来讲,它们应属于磷硼酸盐体系,这种体系荧光粉中Tb、Ce、La以及P2O5、B2O3的配比多少将会严重影响发光效率和其它发光性能。

通过对各种组份配比浓度对发光亮度影响的研究发现:在其它成分摩尔浓度固定的情况下,单纯地改变磷的摩尔浓度,从0175mol L～112mol L,观察其对粉的发光亮度的影响。发现当磷的摩尔浓度在018mol L～0195mol L范围内均能获得较强亮度(如图1a所示)。但在硼的摩尔浓度减少至0115mol L,磷的浓度为0193mol L时,粉的亮度最

图1各种组分摩尔浓度对粉的发光亮度的影响

Fig11　Influenceofmolalconcentrationontheluminousbrightnessofthephosphorswithvarious

compositions　(a)P;(b)B;(c)Lanote:RelativebrightnessisbasedonJapanNp10

phosphors

强。这时,磷浓度的减少或提高,会明显改变粉的色泽。磷的浓度低时,呈桔黄色,高时呈灰白色。选择适中时才出现要求的白色,粉的色泽也同样会影响粉的亮度。

据有关资料介绍,在磷酸盐体系LaPO4∶Ce、Tb和硼酸盐体系GdMgB5O10∶Ce、Tb绿色荧光粉中,前者一般不加硼。而本实验发现,加入少量硼会改善粉的粒度特性和发光效果。图1b是发光亮度与硼的摩尔浓度的关系图。可以看出随着硼量的增加,亮度变化不太大,大约硼在0114mol时,发光亮度最大。如果硼量很低或不加硼时亮度更低,而且粉的色泽为发蓝白色,甚至变成橙白色,此时高温固相反应温度发生变化,也同样会影响色泽的变化。加入适量的硼,粉的粉化程度变好,有助于降低粉的粒度。很显然,控制适量的硼是必要的。

镧是荧光粉的基质,从图1c可以观察到镧的摩尔浓度变化对粉的发光亮度的影响。适当地增加镧

312铽与铈的配比对粉的发光亮度的影响

三价铽作为激活物质,三价铈作为激活敏化剂是发光的主要因素。一般来说Ce+3的摩尔浓度应是

Tb

的2倍左右,从而确定了二者之间的关系。选择了4种不同的配比Tb+3∶Ce+3,观察它们对粉的发光亮度的影响,并将其配比分别以1,2,3,4标示于横坐标上(如图2a所示)。可以看出这种影响并不太大,最大变化不超过8 ,上述配比均满足2Tb+3<Ce+3。但是,如果将其配比设计成2Tb+3<Ce+3,2Tb+3=Ce+3,2Tb+3>Ce+3,并将其标识为1,2,3(如图2b所示),可以看到2Tb+3>Ce+3时,其发光

+3

效果将是最好的。然而,过多地提高Tb的配比浓度,将会增加成本。