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三基色中的绿色和蓝色长余辉荧光粉的发光强度和余辉时间均已达到商用的水平。虽然很多研究者致力于红色长余辉荧光粉的研究,但是由于存在各种各样的原因使得其仍然达不到广泛的应用。以CaTi03:Pr3+为代表的红色长余辉荧光粉因其具有良好的化学、物理稳定性和高色纯度而备受众多研究者的关注。以Ca0.8Zn0.2TiO3:Pr3+,Na+为代表的荧光粉的激发光谱由三个带组成:330 nm附近激发带源于价带-导带之间的带间跃迁(VC),380 nm附近激发带源于Pr3+/Ti4+→Pr4+/Ti3+之间的电荷迁移(IVCT),456、476和494 nm附近的弱峰分别对应于Pr3+的3H4→3PJ(J = 0,1,2)激发跃迁。发射光谱为Pr3+的1D2→3H4的特征发射,发射波长为612nm,色坐标为(x = 0.680,y = 0.311)非常接近理想红光。然而它的发光强度较低,余辉时间较短,提高Pr3+离子激活的钛酸钙荧光粉的发光效率是红色长余辉荧光粉领域亟待解决的重要科技问题。1.助熔剂、电荷补偿剂和敏化剂对钛酸盐红色长余辉荧光粉的影响本文选择H3BO3为助熔剂,Na2CO3、Li2CO3和K2CO3既作电荷补偿剂又作助熔剂和Bi3+为敏化剂离子,采用高温固相法制备了掺杂不同离子的Ca0.8Zn0.2TiO3:Pr3+荧光粉,用正交试验优化了荧光粉的最佳组成。实验结果表明,所有样品均由CaTi03,Zn2Ti04和Ca2Zn4Ti16O38三个物相组成,这说明B3+、Na+、Li+、K+和Bi3+融入基质晶格中而没有引起物相的明显变化;荧光粉发光性能和形貌均得到显著改善。激发光谱中的带间跃迁(VC)和电荷迁移(IVCT)带的吸收强度明显提高,使该荧光粉的近紫外光激发效率大幅度提高。2.A/]B格位取代对荧光粉发光性能的影响本文研究了 Zr4+、Al3+、Lu3+的掺杂对荧光粉发光性能的影响。这些离子在一定程度上均有利于荧光粉发光强度的提高,其中Zr4+效果最明显。3.分级处理方式对荧光粉发光性能和形貌的影响通过相同规格标准筛时,水筛荧光粉的发光强度比干筛荧光粉明显要低,但是前者的颗粒尺寸比后者大,500目以下的荧光粉最明显,500目及以上荧光粉颗粒尺寸虽然减小,但是颗粒团聚严重,使其应用得到限制;此外,通过500目及以上规格标准筛的荧光粉的发光强度比500目以下的荧光粉明显要低,与分级处理方式无关。4.合成工艺对荧光粉发光性能和形貌的影响湿法球磨和手磨两种合成工艺均能使发光强度达到相同值,但湿法球磨的合成温度比手磨的低。煅烧前者得到的荧光粉颗粒粒径分布更加均匀,颗粒尺寸更小。由此可见,湿法球磨可以降低荧光粉的合成温度,改变荧光粉的形貌。