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CaAl2Si2O8是架状硅酸盐,结构中的硅(铝)氧四面体在三维空间中以共用角顶方式连接成架状。CaAl2Si208是一类性能优异的发光材料的基质,拥有较高的化学稳定性和热稳定性,其发光的颜色和色温均是可调的。通过调节稀土离子Eu、Ce和Tb的掺杂量和配比,使蓝光、绿光和红光的特征峰强度调和。本论文采用高温固相反应法以不同烧结温度(1150℃、1250℃和1350 ℃)在空气中烧结4小时制备不同稀土掺杂量及配比的CaAl2Si2O8:RE=Eu,Ce，Tb)系列荧光材料。利用X射线衍射仪(XRD)、激光拉曼光谱仪(Raman)、光致发光光谱仪(PL)和X射线荧光光谱仪(XRF)研究了烧结温度、稀土掺杂量及配比对CaAl2Si2O8：RE(RE=Eu，Ce,Tb)系列荧光材料的晶体结构影响,以及CaAl2Si2O8结构与荧光强度之间的相互关系。本论文初步讨论了 CaAl2Si2O8：RE(RE=Eu，Ce,Tb)荧光材料的发光性能及其拉曼振动光谱特性。(1)基底材料的物质结构决定着样品的发光性能。其中烧结温度对荧光材料的物相组成、结构和发光性能有着显著的影响:1150℃下样品物相由主相SiO2和杂相CaAl2Si207组成,样品在紫外荧光灯下主要发射红色荧光;1250℃和1350℃下烧结的样品均为CaAl2Si2O8纯相,但是它们的特征基团拉曼振动峰的强度有差异。505 cm-1处的振动峰对应CaAl2Si2O8晶体的硅(铝)氧四面体的振动模式,其拉曼振动强度随温度升高而增强;而位于757cm-1和823 cm-1处硅(铝)氧八面体、及有缺陷的氧的八面体配位造成的拉曼振动峰强度则随温度增加明显降低,表明其物质结构有明显的不同,这两个温度下烧结的样品分别发射粉色和蓝色荧光。(2)稀土的掺杂量及配比对样品的物相组成没有显著的影响,但是对样品的荧光强度和发光位置有影响:样品的发光强度与稀土掺杂量成正比关系;Tb3+的电偶极跃迁引起542nm处的绿光发射;Eu3+的离子跃迁引起586nm和610nm处的红光发射;Ce3+和Eu2+的离子跃迁共同引起400-450nm处的蓝光发射。(3)稀土掺杂量相同时,温度的升高使得主要富集在样品表面的稀土离子种类及数量有了变化,从而使样品的荧光强度及发射光颜色产生了变化。发射峰的强度和温度成正比关系,所以要增加荧光材料的荧光强度,需提高样品的烧结温度。以CaAl2Si2O8作为基底的荧光材料在不同的实验条件下表现出不同的发光性,且原料价格低廉、制备工艺简单、性能优良,具有进一步深入研究的科学意义和经济价值。选用Eu、Ce、Tb三种稀土离子混合掺杂入基底材料,使其各自在红色、蓝色、绿色区域产生对应的发射光谱,为今后调制出白色荧光材料奠定了前期的科学研究基础。本论文认为1350℃下烧结的Ca0.98Al2Si2O8:RE0.02(Eu:Ce:Tb=1:1:1)样品因具有较高的发光强度适宜作为一种较好的蓝色荧光材料。