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本項目選定性質(zhì)穩(wěn)定的硅酸鹽材料為基質(zhì)，采用凝膠燃燒法合成了三大系列新型紅色稀土多硅酸鹽熒光粉，對材料組成、結(jié)構(gòu)、激活劑、電荷補償劑、輔助激活劑等與其材料發(fā)光性質(zhì)的內(nèi)在關(guān)系進行了較為系統(tǒng)的研究。對于豐富固體發(fā)光理論、研究和開發(fā)白光LED用新型高效紅色稀土硅酸鹽熒光粉具有重要的意義。

白光LED以體積小、環(huán)保、壽命長、反應(yīng)速度快等優(yōu)點引起了人們的極大關(guān)注，被譽為第四代照明光源，應(yīng)用前景十分廣闊。而利用近紫外-紫光（NUV，350-410nm）LED芯片發(fā)出的近紫外光激發(fā)三基色熒光粉產(chǎn)生白光已經(jīng)成為實現(xiàn)白光LED的主流技術(shù)方案。因而，研究開發(fā)高亮度的、性質(zhì)穩(wěn)定的可被NUV激發(fā)的白光LED用新型紅色發(fā)光材料有重要的理論及實際意義。本項目選定性質(zhì)穩(wěn)定的硅酸鹽材料為基質(zhì)，利用凝膠-燃燒法率先合成了SrMgSi2O6∶Eu3+，Sr2MgSi2O7∶Eu3+，Sr3MgSi2O8∶Eu3+三大系列可被NUV激發(fā)的紅色稀土多硅酸鹽熒光粉, 并對材料的組成、結(jié)構(gòu)、激活劑、電荷補償劑、輔助激活劑等與其材料發(fā)光性質(zhì)的內(nèi)在關(guān)系進行了較為系統(tǒng)的研究。研究結(jié)果表明：
1.該方法具有離子分散均勻，合成溫度低，熱處理時間短，樣品結(jié)晶度高等優(yōu)點。
2.系列新型紅色稀土多硅酸鹽熒光粉的激發(fā)光譜均由位于200nm-350nm 的Eu-O電荷遷移帶以及主峰位于400 nm左右的系列銳譜線兩部分組成，分布范圍寬，可以用作紫外、近紫外、紫光LED光轉(zhuǎn)換材料，應(yīng)用前景廣闊。
3.在Sr1-x MgSi2O6∶Eu3+x、Sr2-xMgSi2O7:
Eu3+x系列樣品中，未發(fā)現(xiàn)明顯的濃度猝滅，且材料發(fā)光強度較大；在Sr3-xMgSi2O8:Eu3+x系列樣品中，當Eu3+摩爾濃度達到8%時，出現(xiàn)濃度猝滅現(xiàn)象。
4.共摻適量電荷補償劑Li+、Na+、K+，或敏化劑
Gd3+或Ti4+均能有效提高樣品的紅光發(fā)射強度。 硅酸鹽系紅色稀土熒光粉的化學(xué)性質(zhì)與現(xiàn)有的紅色熒光粉硫化物、鋁酸鹽體系相比，具有穩(wěn)定，耐水性好，環(huán)境友好的優(yōu)點，而且Si源豐富，價廉易得，同時燒結(jié)溫度比鋁酸鹽體系低100℃以上，且工藝流程簡單條件溫和，因而是極有前途的一類紅色發(fā)光材料。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎
部分研究成果已投《Journal of Rare Earth》