随着世界范围能源危机以及环境污染的日益严重,发展新型绿色、节能、环保、安全的照明显示技术已经成为新一轮研究的重点,引起了各国政府的广泛关注。美国能源部（DOE）预计,2020-2030期间使用LED照明的方式将每年减少20%的照明耗电总量。荧光材料作为照明和显示器件的重要组成部分,对其显色性和色彩丰富度具有决定性作用。白光LED要求荧光材料具有快速响应时间、宽带激发与长波发射、高量子效率以及长期在大电流、高电压条件下保持热稳定性和化学稳定性等特点。白光LED照明首选更低的色温（CCT）和更高的显色指数（CRI）,使用两种或者以上的发光材料更容易实现以上需求,通过调整荧光粉的混合比例可以控制色温、显色指数以及发光波长,但更高的显色指数（通常应用于需要自然光的博物馆、医院以及超市等）通常以牺牲发光效率为代价。因此,当前的研究更注重开发具有高热稳定性和发光效率,同时能被蓝光激发的红色荧光粉。在众多氮化物红色荧光粉体系中,Ca Al Si N3是一种极佳的基质材料,热稳定性好,掺杂Eu2+时发射光为红光,最佳发光波长位于650nm处,激发光谱非常宽,发光性能受环境影响很小,作为商用荧光粉优势明显。本文选取Ca Al Si N3:Eu2+荧光粉为研究对象,主要研究了硅氮化物荧光材料Ca Al Si N3:Eu2+的场助合成条件,同时也对荧光粉体的发光性能和热猝灭性能提升机理进行了进一步研究,主要工作内容如下:首先研究了等离子场助合成技术制备单相Ca Al Si N3:Eu2+荧光粉。以Eu N,Ca3N2,Al N,Si3N4为原料,详细地研究了温度制度和Eu N的比例对荧光粉体的晶体结构、微观形貌和发光性能的影响。温度制度通过物相和微观形貌对荧光粉体的发光性能产生影响,Eu N则通过掺杂浓度和浓度猝灭来影响荧光粉体性能,对形貌和物相几乎无影响。结果表明最佳的合成条件是1425℃,200℃/min,保温时间300s,Eu掺杂浓度为1%,在此条件下制备得到的荧光粉体粒径分布均匀,发光强度高,1%Eu掺杂浓度下荧光粉体的发光波长为630nm左右。其次研究了硼掺杂Ca Al Si N3:Eu2+的制备及发光性能改善。讨论了硼在CASN晶格中占据的位置,以及h-BN用量对荧光粉体晶体结构、微观形貌、发光性能和热猝灭性能的影响规律。研究表明,在CASN晶格中,硼在CASN晶格中会形成[BN4]基团,同时核磁谱中Al的[Al N4]对应峰的强度随硼掺杂量升高而下降,因此B倾向于占据晶格中Al的位置;硼的掺杂可以大幅提升荧光粉体的发光性能和外量子效率,同时,硼掺杂改善了CASN粉体的热猝灭性能。最后,通过XPS实验解释了发光性能和量子效率提升的原因,实验结果表明随着硼掺杂量的增加,荧光粉体中Eu3d的Eu2+/Eu3+比例随之提升,表明荧光粉体实际激活离子数量增多,因而带来发光性能的提升。基于热电离模型解释了硼掺杂带来热猝灭性能提升的机理。结合文献调研数据和漫反射光谱测试数据,对不同硼掺杂含量CASN粉体的Eu2+的能带结构变化进行了分析与对比,证明了能带结构中Ed C的扩宽是荧光粉体热猝灭性能提升的主要原因。