制备温度对(Mg_(1-x-y)Ba_xSr_y)_(1.95)SiO_4∶0.05Eu荧光粉三元相图及色像图的影响研究

作者：高明远; 罗岚^*; 郭锐; 汪雨; 张澎鹏

来源：光谱学与光谱分析, 2021, 41(02): 460-466.

• 相图
• 荧光
• 煅烧温度
• 碱土正硅酸盐

采用高温固相法分别在1 150, 1 200和1 250℃制备(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉系列样品,通过XRD、 PL和紫外发光照相记录,建立起组分-物相-色像对应关系,推导得到其三元色像图,并探讨制备温度对物相及色像影响。物相分析表明:(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉物相组成与组分间存在渐变性,从单组分点出发物相组成数目逐渐增多且各物相含量连续变化,在富Ba2+端形成Ba2SiO4相单相区;随着温度升高, Ba2SiO4单相区扩大(Mg2+(Sr2+)在1 150, 1 200和1 250℃固溶度为20at%(30at%), 30at%(35at%),35at%(40at%)),混合相区同一组分点物相组元数减少(若该组分点包含α-Sr2SiO4和Ba2SiO4相则其含量增加)。光谱分析表明:同一样品在365 nm激发下比254 nm激发下绿光波段荧光发射强但红光光波段发射弱;荧光颜色和亮度也随组分、相组成呈渐变性, Ba2SiO4单相区为绿色荧光且随Sr2+和Mg2+固溶荧光亮度提高,在混合相区随着Ba2+含量减少荧光颜色由绿变红,红光区域随着Mg2+减少亮度逐渐减弱[如:(Mg1-ySry)2SiO4∶Eu系列随y增大由亮红变成暗红];随着温度升高, Ba2SiO4单相区内荧光粉亮度整体提高且最亮荧光粉组分中Mg2+和Sr2+固溶度提高;混合相区荧光强度整体提高,且绿色荧光粉组分区域增大(如:在254 nm激发下,(Mg1-xBax)1.95SiO4∶0.05Eu系列由红色变成绿色时x1 150℃=0.5,x1 200℃=0.4,x1 250℃=0.3,(Ba1-ySry)1.95SiO4∶0.05Eu系列由绿色变成红色时y1 150℃=0.6,y1 200℃=0.7,y1 250℃=0.8,(Bax(Mg0.2Sr0.8)1-x)1.95SiO4∶0.05Eu系列由红色变成绿色时x1 150℃=0.5,x1 200℃=0.4,x1 250℃=0.3)。研究建立了(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu粉体组分-结构(相)-制备(温度)-性能(荧光)对应关系;优选出(Mg0.35Ba0.6Sr0.05)1.95SiO4∶0.05Eu/(Mg0.6Sr0.4)1.95SiO4∶0.05Eu等高效绿色/红色荧光粉;发现单相比混合相绿色荧光粉亮度高,固溶度提高有利于Ba2SiO4单相绿色荧光粉效率的提高;温度提高扩大了Ba2SiO4单相荧光粉、混合相区绿色荧光粉区域,且提高(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉整体亮度。由(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu系列荧光粉得出的色像随组分、温度渐变规律可应用于其他组元荧光粉优选,对新发光材料的系统开发具有一定指导意义。

• 单位
  南昌大学材料科学与工程学院; 南昌大学