荧光粉转换法发光二极管（LED）实现白光的方案主要有两种:一是用蓝光芯片复合可被蓝光激发的黄绿色荧光粉与红色荧光粉,二是用紫外芯片复合可被紫外光激发的红绿蓝三基色荧光粉。两种方案中,第二种方案具有显色性好,器件色稳定性高等优点而备受关注。紫外芯片复合三基色荧光粉方案中,Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂超灵敏电偶极跃迁对格位环境敏感,因此,通过选取可以提供恰当格位环境的基质可实现色纯度优异的红光。在发光二极管的应用中,LED芯片的温度将升高（尤其是高功率LED应用过程中将达到200℃左右）,荧光粉发射强度将降低,对光的输出有一定的影响。因此热稳定性是衡量荧光粉质量高低的重要指标。目前用于荧光粉转换法LED的红色荧光粉主要有Y2O3:Eu³⁺,CaS:Eu²⁺,Y2O2S:Eu³⁺,SrY₂S₄:Eu²⁺,CaAlSiN₃:Eu²⁺和SrSi₂N₂:Eu²⁺。然而,其中硫化物含有有毒元素,合成条件苛刻,氮化物制备工艺复杂,限制了其进一步发展。无毒且制备工艺简单的红色荧光粉相对于蓝色和绿色荧光粉的热猝灭性能还有待改善。因此,如何改善低成本红色荧光粉的热稳定性仍然是目前科学研究的重要课题。Ca₉Y（PO₄）₇和KSrBP₂O₈具有优异的结构特性,可为激活剂离子Eu³⁺提供合适的格位环境。可以预期在这两类具有刚性结构的典型化合物中,可获得具有高亮度和高荧光热稳定性的红光。目前,固溶体策略已被广泛应用于荧光粉发光性能的调节以及荧光性能的改善中。Ca₉Y（PO₄）₇中阴离子基团PO₄^3-与VO₄^3-从一定程度上可形成固溶,KSrBP₂O₈中阳离子Sr²⁺可与Ba²⁺固溶,可为研究Eu³⁺荧光热稳定性的影响因素提供系列对比样品,进而为高荧光热稳定性荧光粉的开发提供理论指导。本课题在Eu³⁺掺杂的Ca₉Y（PO₄）₇体系中对PO₄^3-进行阴离子基团的替代,在Eu³⁺掺杂KSrBP₂O₈的体系中对Sr²⁺格位进行阳离子取代。研究Eu³⁺在两种典型发光材料中阴离子替代和阳离子替代对荧光粉热稳定性,发光强度等的影响及作用机制。结果表明,在Ca₉Y（PO₄）₇:Eu³⁺体系中,通过部分VO₄^3-对PO₄^3-的阴离子取代,发光材料的发光强度和荧光热稳定性均有所改善,原因是VO₄^3-的取代将挤压Eu-O多面体进而提高其荧光热稳定性,通过对K（Sr,Ba）BP₂O₈:Eu³⁺进行阳离子取代和光谱性能分析,结果表明一定程度的Ba²⁺取代Sr²⁺将改善其红橙比（⁵D₀→⁷F₂与⁵D₀→⁷F₁跃迁强度比,即R/O值）,发光强度,荧光热稳定性等。通过晶体结构解析,光谱性能分析和DFT的计算结果等,阐明了产生该现象的主要原因是较大阳离子Ba²⁺取代较小的Sr²⁺离子将导致原本占据Sr²⁺格位的Eu³⁺受到排挤。通过两组实验对比表明,在Eu³⁺掺杂的发光材料中,局部环境是影响Eu³⁺荧光热稳定性的重要因素。本论文的具体研究内容如下:1.采用高温固相法对Ca₉Y（PO₄）_7（1-x）（VO₄）_7x:Eu³⁺（x=0-1）系列样品进行制备,研究了在近紫外光激发下的Ca₉Y（PO₄）_7（1-x）（VO₄）_7x:Eu³⁺（x=0-1）系列样品的光致发光特性。结果表明,随着阴离子基团VO₄^3-的增加,R/O值提高,并且一定程度的VO₄^3-取代可以改善其荧光热稳定性。拉曼光谱结果表明钒的掺杂使Ca₉Y（PO₄）₇:Eu³⁺的晶格发生畸变,可能对Eu³⁺的局部环境造成影响,该结论进一步通过对系列样品R/O值的分析得到了证实。2.采用高温固相法对KSr_{0.96（1-y）}Ba_0.96yBP₂O₈:0.04Eu³⁺（y=0-1）系列样品进行制备,并利用XRD对其结构进行表征。结果表明,Ba²⁺的掺杂不会改变材料的晶相。但随着Ba²⁺的增加,样品的衍射峰向小角度方向偏移。对KSrBP₂O₈和KBaBP₂O₈电子结构的计算结果表明两种基质化合物均为间接带隙材料。通过对Ba²⁺取代系列样品发光强度与温度的变化关系可知:随着Ba²⁺掺杂含量的增加（直到y≤0.5）,抗热猝灭性能增强,系列样品的色纯度及R/O值也出现了先增加后降低的规律。通过对比表明,荧光热稳定性的增强主要归因于Ba²⁺取代后Eu³⁺在较小Sr²⁺格位上的排斥作用,通过第一性原理计算得到的缺陷形成能与该结果的规律一致。