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本研究工作以稀土离子RE3+(RE=Dy、Tb、Eu)掺杂钆铝钙钛矿(GdAlO3,GdAP)荧光粉为研究对象,采用共沉淀技术(以稀土硝酸盐为母盐、碳酸氢铵为沉淀剂)合成一系列(Gd1-xREx)AlO3固溶体,针对稀土离子浓度、前驱体煅烧温度和助熔剂的组成等影响因素对材料的微观结构、颗粒尺寸以及荧光性能等进行了深入的研究。巧妙利用母晶格中Gd3+→RE3+离子间的能量传递,有效增强了稀土离子的发光强度。以下为本工作的主要研究成果:(1)采用碳酸氢铵共沉淀技术合成GdAlO3:Tb3+软团聚前驱体,并经过不同的温度(800℃-1300℃)煅烧得到一系列的(Gd1-xTbx)AlO3(x=0.01-0.12)绿色荧光粉,钙钛矿相的形成温度为1000℃,即使煅烧至1300℃仍然保持良好的分散性。GdAlO3:Tb3+荧光粉在275 nm(Tb3+的4f8-4f75d1的电子跃迁)的激发下呈现绿光发射(Tb3+的5D4-7F5跃迁),该激发波长与Gd3+离子的8S7/2-6I2/3跃迁重叠,证明Gd3+→Tb3+间的能量传递过程。进一步发现,该体系中Tb3+的猝灭浓度为10 at%,猝灭机制为Tb3+-Tb3+离子之间的相互作用。助熔剂的添加能够显著提高目标产物的荧光性能,最佳的助熔剂配比为(5 wt%NaCl+95 wt%Na2SO4)添加量为前驱体质量的两倍。(2)采用碳酸氢铵共沉淀技术合成GdAlO3:Eu3+前驱体,并经过后续煅烧(800℃-1300℃)得到一系列的(Gd1-xEux)AlO3(x=0.005-0.07)红色荧光粉,该体系纯相的形成温度大约为1000℃,且在高温下具有均一的形貌和良好的分散性。GdAlO3:Eu3+荧光粉在263 nm(O2-→Eu3+电荷迁移带跃迁)的激发下,在619 nm处呈现红光(Eu3+的5D0-7F2跃迁,电偶极子跃迁占主导地位)发射。激发光谱上275 nm与312 nm波长(Gd3+离子的8S7/2-6I2/3与8S7/2-6Pj跃迁)的出现,证明Gd3+→Eu3+间的能量传递过程。Eu3+在GdAlO3体系中的猝灭浓度为5 at%,猝灭机制为Eu3+-Eu3+之间的相互作用。煅烧温度的提高和助熔剂的添加都能明显的提高目标产物的荧光性能。(3)采用碳酸氢铵共沉淀技术合成前驱体,并经过后续煅烧(800℃-1300℃)获得(Gd1-xDyx)AlO3(x=0.01-0.05)系黄色荧光粉和[(Gd1-xTbx)0.97Dy0.03]AlO3(x=0.03-0.15)绿色荧光粉,两者的成相温度均为1000℃,且在高温下具有均一的形貌和良好的分散性。GdAlO3:Dy3+荧光粉在352 nm(Dy3+离子的6H15/2→5P7/2跃迁)的激发下,于574 nm处呈现黄光发射(Dy3+的4F9/2→6H13/2跃迁),且Dy3+在GdAlO3体系中的最佳掺量为3 at%。Dy3+/Tb3+共掺杂GdAlO3体系在275 nm(Tb3+离子的4f8→4f75d1电子跃迁)激发下,呈现良好的绿光发射(Tb3+的5D4-7F5跃迁)。在Dy3+/Tb3+共掺杂GdAlO3体系中,通过结构分析两种离子对钙钛矿结构未产生明显影响。由于Dy3+→Tb3+之间的能量传递过程,使得[(Gd0.9Tb0.1)0.97Dy0.03]AlO3系荧光粉比(Gd0.9Tb0.1)AlO3拥有更加优异的荧光性能。