YAG：Ce的燃烧合成及烧结特性

论文摘要

采用低温燃烧法合成YAG:Ce3+光致发光荧光粉。用XRD、SEM、荧光光谱等手段对YAG:Ce3+粉体的晶体结构、显微形貌、发射光谱进行测试，系统研究了铈离子掺杂量和尿素掺杂量对YAG粉体发光性能的影响。从而确定出最佳的铈离子及尿素掺杂量。进一步讨论了1200℃下热处理2小时对YAG:Ce3+粉体性能的影响。采用添加玻璃态助烧剂将YAG:Ce3+粉体烧结成YAG陶瓷。通过测定烧结收缩率研究了玻璃粉添加量、烧结温度和时间对YAG陶瓷烧结的影响，并通过XRD、SEM、荧光光谱等手段对YAG:Ce3+陶瓷的晶相、显微形貌合发射光谱进行了研究。实验的结果表明：1.在450℃的低温条件下，利用低温燃烧法可以制备较纯的YAG:Ce3+荧光粉。2.当Ce3+的掺杂量为0.06时，用低温燃烧法所制备的YAG:Ce3+超细荧光粉的发光强度最高。即最佳配方为Y2.94Ce0.06Al5O12。3.尿素添加的比例对发光效有显著的影响，尿素的掺杂量按化合价计算的剂量比为1时，YAG:Ce3+超细荧光粉的发光性能最好。4.对于热处理的YAG:Ce3+超细荧光粉，其中间相转变成为主晶相。但由于在高温下，三价的铈向四价转变，所以发光强度降低。5.玻璃粉添加量、烧结温度和时间对YAG陶瓷烧结有很大影响，当烧结温度为1500℃，助剂为含量为1%，保温时间为4小时时测得样品的线收缩率最大，发光强度最高，烧结特性最好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 文献综述
• 3+荧光粉'>1.1 YAG:Ce³⁺荧光粉
• 3+荧光粉简介'>1.1.1 YAG:Ce³⁺荧光粉简介
• 3+粉体的发光原理'>1.1.2 YAG:Ce³⁺粉体的发光原理
• 1.1.2.1 发光和发光材料
• 1.1.2.2 稀土离子能带理论
• 3+粉体的合成'>1.2 YAG:Ce³⁺粉体的合成
• 1.2.1 高温固相反应法
• 1.2.2 溶胶-凝胶（Sol-gel） 法
• 1.2.3 共沉淀法
• 1.2.4 水热法
• 1.2.5 溶剂热法
• 1.2.6 喷雾热解法
• 1.2.7 燃烧合成法
• 1.2.8 水热均匀沉淀-熔盐煅烧法
• 1.3 YAG 陶瓷的烧结
• 1.3.1 钇铝石榴石的物理性质
• 1.3.2 钇铝石榴石的化学性质
• 1.3.3 稀土掺杂 YAG 激光陶瓷
• 1.3.3.1 YAG 陶瓷概述
• 1.3.3.2 YAG 陶瓷的成型技术
• 1.3.3.3 YAG 透明陶瓷的烧结技术
• 1.3.3.4 YAG 透明陶瓷的烧结原理
• 1.4 YAG:Ce 的研究进展和本论文的研究目的
• 3+的研究进展'>1.4.1 YAG:Ce³⁺的研究进展
• 1.4.2 本论文的研究目的和内容
• 1.4.2.1 研究目的
• 1.4.2.2 研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验方案
• 2.1.1 实验用仪器及药品
• 3+的制备'>2.1.2 YAG:Ce³⁺的制备
• 2.2 表征方法
• 2.2.1 XRD 测试
• 2.2.2 收缩率测试
• 2.2.3 荧光光谱测定
• 2.2.4 SEM 分析
• 第三章 结果与讨论
• 3+粉体的物相分析及显微形貌'>3.1 YAG:Ce³⁺粉体的物相分析及显微形貌
• 3.1.1 XRD 物相分析
• 3.1.2 尿素掺杂量对晶相的影响
• 3.1.3 样品的显微形貌
• 3+粉体的发光特性'>3.2 YAG:Ce³⁺粉体的发光特性
• 3+的掺杂量对样品的发光特性的影响'>3.2.1 Ce³⁺的掺杂量对样品的发光特性的影响
• 3.2.2 尿素掺杂量对样品发光特性的影响
• 3+粉体结构和发光性能的影响'>3.3 热处理对 YAG:Ce³⁺粉体结构和发光性能的影响
• 3+晶相的影响'>3.3.1 热处理对 YAG:Ce³⁺晶相的影响
• 3.3.2 热处理对荧光粉发光性能的影响
• 3+粉体的烧结特性'>3.4 YAG:Ce³⁺粉体的烧结特性
• 3.4.1 烧结温度，助剂含量，保温时间对烧结样品收缩率的影响
• 3.4.2 XRD 物相分析
• 3.4.3 YAG 陶瓷的显微形貌
• 3.4.4 烧结温度和助剂含量对烧结样品发光特性的影响
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 作者攻读硕士期间发表的论文及成果