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由于Dy3+经紫外激发后在485nm与575nm附近具有特征发射,使YVO4∶Dy3+荧光粉成为少有的单色白光荧光材料。提高YVO4∶Dy3+荧光粉发光强度通常采用增加晶化程度,即提高最终热处理温度的方法,但过高的热处理温度会使钒酸盐发生热分解转变而影响其发光性能,通过掺杂提高YVO4∶Dy3+荧光粉的发光强度己成为研究热点。
本文通过化学共沉淀法制备了YVO4∶Dy,Me(Me=Bi,Mg,Ca,Sr,Ba,Zn)荧光粉,并利用XRD、SEM对其进行了物相与形貌分析,通过荧光分光光度计测定了所制荧光粉的激发与发射光谱。研究了Dy3+含量、y3+含量、热处理温度、Me(Me=Bi,Mg,Ca,Sr,Ba,Zn)离子含量及电荷补偿剂Na+对YVO4∶Dy3+荧光粉发光性能的影响。
研究结果表明:1)YVO4∶Dy3+荧光粉制备的沉淀过程中溶液pH值为7~8,激活中心Dy3+的最佳掺杂含量为1(mol)%,且随热处理温度升高,Y0.99Dy0.01VO4荧光粉发光强度逐渐提高,但颗粒尺寸变大、粉体颜色逐渐变黄;2)原料配比中Y3+过量有利于改善高温热处理条件下Y0.99Dy0.01VO4荧光粉的粉体颜色,易获得体色纯白的荧光粉,但会降低其发光强度;3)随Bj3+含量的增加,Y0.99-xBixDy0.01VO4荧光粉激发谱带边界发生红移,激发强度呈现先增加后降低的趋势,在x=0.01时激发强度达到最大值,与未掺杂Bi3+的Y0.99Dy0.01VO4荧光粉相比,发光强度提高约12%;4)随Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+及Zn2+掺杂浓度的增加,Y0.99-xMecDy0.01VO4(Me=Mg,Ca,Sr,Ba,Zn)荧光粉的激发强度呈现先增后降的规律,在x=0.05、0.1、0.1、0.1和0.1处达到最大值,将其与未掺杂Me2+的Y0.99Dy0.01VO4荧光粉相比,发光强度分别提高约22%,50%,20%,40%及100%,均比Bi3+掺杂作用明显,其中Zn2+对提高荧光粉发光强度的效果最为显著;5)加入电荷补偿剂Na+能使Y0.99-xMexNaxDy0.01VO4(Me=Mg,Ca,Sr,Ba,Zn)荧光粉达到电荷平衡状态,并使其发光强度进一步提高;6)Me(Me=Bi,Mg,Ca,Sr,Ba,Zn)离子及电荷补偿剂Na+掺杂对Y0.99Dy0.01VO4荧光粉的色坐标及色温影响不明显,荧光粉白光光色不变。