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钇铝石榴石Y3Al5O12(简称YAG)具有良好的机械强度和导热性及优良的物理化学性质,被广泛的用作发光和激光的基质材料,特别是以YAG为基质掺杂了稀土离子的发光材料由于其特殊的优越性而受到了人们的普遍关注。本文针对铟取代稀土掺杂的YAG荧光粉,研究了其制备工艺及性能的影响因素,通过化学共沉淀法合成了稀土掺杂的钇铝铟石榴石(简称YAIG)荧光粉,并分别对In取代后的晶体结构及发光等性能展开了研究,取得的结果如下:(1)采用化学共沉淀法合成了Y3-x(Al1-yIny)5O12:Cex3+系列黄色荧光粉。通过热重分析确定样品前驱体在900℃后趋向晶化过程;XRD和XPS测试表明In3+对基质中A13+的取代并不会影响YAG相的形成;从荧光光谱测试发现,Y3-x(Al1-yIny)5O12:Cex3+荧光粉的激发波长和发射波长分别位于460nm与525nm,并且当Ce3+或In3+的掺杂量分别为15%时,样品的相对发光强度最理想。同时,In3+取代了YAG基质中的A13+,使其发射光谱发生蓝移。(2)在1000℃下采用了化学共沉淀法成功制备了掺铕的钇铝铟石榴石Y3-x(Al1-yIny)5O12:Cex3+系列白色晶体粉末。XRD和SEM测试表明合成样品的物相较纯且颗粒平均粒径小;通过荧光光谱测试分析Y3-x(Al1-yIny)5O12:Cex3+荧光粉的激发波长和发射波长分别位于393nm与593nm,并且在In3+的掺入量为10%时样品的最佳掺杂浓度为Eu3+=20%。随着Eu3+掺杂浓度的增加,样品出现了浓度猝灭现象;随着In3+的掺杂浓度的增加,样品的晶格常数扩大并到一定程度后趋于稳定,荧光粉的相对发光强度由于结晶度的减弱而减弱。(3)采用化学共沉淀法合成了掺钬的钇铝铟石榴石Y3-x(Al1-yIny)5O12:Cex3+系列白色荧光粉。测试表明:Y3-x(Al1-yIny)5O12:Cex3+荧光粉的激发波长和发射波长分别位于452nm与540nm,并且当Ho3+的掺杂量为15%而In3+的掺杂浓度为5%时,荧光粉有最佳的相对发光强度。随着Ho3+掺杂浓度的增加,样品出现了浓度猝灭现象,经过计算,Ho3+离子在YAIG基质中能量传递临界距离为1.41nm;随着In3+的掺杂浓度的增加,荧光粉的相对发光强度由于结晶度的减弱而变弱。研究表明:与高温固相法比,化学共沉淀法能有效地降低样品的合成温度,有利于制备出颗粒尺寸小、物相较纯的荧光粉。通过化学共沉淀法制备出掺Ce3+、Eu3+或Ho3+的YAIG荧光粉均具有纯的YAG结构。三种稀土掺杂在同一基质中具有不同的发光性能,且Ce3+的发射光谱在铟取代YAG后有蓝移的现象,但Eu3+或Ho3+掺杂的发射光谱没有观察到明显的变化,这是由于Ce3+具有特殊的5d→4f能级跃迁,而Eu3+和Ho3+在基质中只有f→f组态内的跃迁。另外,随着稀土掺杂的浓度增加,荧光粉均有浓度猝灭;随着铟取代量的增加,它们的结晶度和发光强度均有所降低。