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新型Y(Zr)AG:Ce,Eu荧光粉的合成与表征

2021-11-10王佳诺

科学与生活 2021年17期

王佳诺

摘要:在本文中,采用Ce、Eu、Zr共掺杂YAG基体,其中Zr作为荧光粉基质材料,Ce和Eu作为发光中心,从而制备出一种全新的Y(Zr)AG:Ce, Eu荧光粉。

1引言

传统的蓝色晶体和黄色荧光粉组合因缺少红光成分而显色性较差,光源显示冷光,饱和度差。因此,改性YAG:Ce荧光粉,使其添加红光成分,成为一种提高YAG:Ce荧光粉发光性能的新型途径。

Eu3+的最外层电子结构为4f6,其发射光谱波长位于红色区域,在发光材料和LED显示方面,用Eu3+进行了较多的掺杂。因此考虑到对YAG基体进行Ce、Eu共掺杂,从而制备同时发黄光和红光的荧光粉。

锆酸盐具有高熔点、低导热系数、高化学稳定性、优良的离子导电性等优良性能。锆酸盐广泛应用于许多领域,如热障涂层材料、耐火材料和发光材料。锆酸盐作为一种具有优异发光性能的基质材料,近年来在稀土发光材料领域得到了广泛的应用。

2结构分析

之前的文献中已确定Ce和Eu的最佳掺杂比例为xCe=0.06,xEu=0.06,故固定采用此掺杂浓度。

从不同Zr掺杂量的Y(Zr)AG:Ce,Eu样品的XRD图谱中可以看出,当掺杂浓度为xZr=0.5和1时,样品的衍射图谱表明,所有峰均符合YAG相(PDF#88-2047)的立方石榴石结构,没有发现其他晶相。在其他XRD图谱上,当掺杂浓度为xZr=1.5时,出现了Zr5Al3O0.5(PDF#82-0494)弱主峰。当掺杂浓度为xZr=2时,YAG和Zr5Al3O0.5相同时出现。结果表明,随着Zr掺杂浓度的增加,样品不再是单一的YAG相,出现了Zr5Al3O0.5的六方结构。

从离子半径的角度出发,Y、Al、Ce、Eu、Zr的离子半径与配位情况可以看出,六配位的Y、Ce、Eu、Zr的离子半径比较接近,分别为Y(0.9)、Ce(1.01)、Eu(0.947)、Zr(0.72),而Al无论是四配位还是六配位,离子半径与上述离子相差很大(分别是0.39和0.535)。……

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