冯 颖，童义平，黎文伟

惠州学院化学工程系，广东 惠州 516007

燃烧法合成掺锰高铝酸钙红色荧光粉的研究

冯 颖，童义平*，黎文伟

惠州学院化学工程系，广东 惠州 516007

以脲素为燃烧剂，采用燃烧法在较低引发温度下快速合成了CaAl12O19∶xMn4+发光粉体。采用正交分析法考查了煅烧温度、Mn4+掺杂量、燃烧剂用量和煅烧时间等合成条件对荧光粉发光强度的影响。实验结果表明：煅烧温度1 200 ℃，Mn4+掺杂量2%，燃烧剂/CaAl12O19摩尔比为50∶1, 煅烧时间5 h为最佳合成工艺，制得的荧光粉的发射强度为95.8。该荧光粉由于Mn4+的2E—4A2跃迁，在643和656 nm呈现强红色发光，其中656 nm为最大发射峰；在470 nm处的最大激发峰是属于Mn4+配位场的4A2—4T2跃迁，470 nm激发峰可以与LED芯片的465 nm发射相匹配。

燃烧法；CaAl12O19；正交分析法；白光LED

引 言

白光发光二极管(light emitting diode，LED)作为新一代绿色照明产品具有高光效、低能耗、长寿命、无污染等优点，在半导体照明和液晶背光显示领域得到了成功的应用[1-4]。铝酸盐具有耐高温、稳定性好、抗老化性能高和价格低廉等特点，是一种性能较好的发光材料。其中CaAl12O19是CaO-Al2O3含量最高的铝酸钙，属于六方晶系，空间群为P63/mmc，具有和BaFe12O19相似的晶体结构[5]。目前，研究主要集中于稀土离子激活高铝酸盐荧光粉系列，如: CaAl12O19∶Er3+, Yb3+, Mg3+[6]，CaAl12O19∶Pr3+, Er3+[7]，CaAl12O19∶Cr[7]和 CaAl12O19∶Eu2+, Cr3+[8]等，而低成本、非稀土类的荧光粉系列研究报道尚少。

Mn4+作为新型的红光激活剂，在调节光的色温及显色性等方面取得了显著成效[9-10]。Mn4+半径(0.053 nm)与Al3+(0.053 5)半径非常接近，取代CaAl12O19中的Al3+进入晶格，可以与其周围的O原子形成对称八面体结构，因此选择Mn4+作为激活剂，CaAl12O19作为基质合成荧光粉，由于其成本低，光效强已经越来越受到研究者的重视[11-12]。……