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稀土离子掺杂的钛酸盐发光材料化学稳定性好，结构相对简单，发光效率高，在场发射显示装置、等离子显示板、阴极射线管、发光二极管和光电器件等方面有着潜在的应用前景，最近受到人们的广泛关注。本文采用溶胶凝胶法制备了(1-x)BaTi0.8Zr0.2O3-xBa0.7Ca0.3TiO3(∶)(Pr3+或Sm3+)稀土发光材料，通过差热-热重、XRD、荧光光谱、漫反射谱和发光衰减曲线等测试手段对材料进行了结构和性能分析，研究了稀土离子掺杂浓度、热处理温度、钛酸盐基质和不同激活剂等对钛酸盐发光材料发光性能的影响，得到如下结论:
1.Pr3+离子浓度和热处理温度对(1-x)BaTi0.8Zr0.2O3-xBa0.7Ca0.3TiO3∶Pr3+发光性能的影响，主要结论如下:
(1)稀土Pr3+离子浓度影响:随着Pr3+离子的掺杂浓度的逐渐增加，当Pr3+离子的掺杂浓度为0.1 mol％时，0.45BaTi0.8Zr0.2O3-0.55Ba0.7Ca0.3TiO3∶0.1％Pr3+材料的发光效果较好，激发光谱中激发主峰为320nm，是由O(2P)→Ti(3d)电荷跃迁引起的，发射峰为612nm，对应于Pr3+离子的1D2→3H4特征发射。
(2)热处理温度影响:改变样品热处理温度，分别为800℃、900℃、1000℃、1100℃和1200℃，当热处理温度为1100℃时，0.2BaTi0.8Zr0.2O3-0.8Ba0.7Ca0.3TiO3∶0.1％Pr3+粉体的结晶较好，发光性能最优，发光强度和发光寿命都达到最大值。
(3)发光薄膜:采用溶胶凝胶法制备出0.3BaTi0.8Zr0.2O3-0.7Ba0.7Ca0.3TiO3∶0.1％Pr3+发光薄膜，当热处理温度为950℃时，发光薄膜的发光强度达到最佳。
总之，当Pr3+离子掺杂浓度为0.1 mol％时，0.45BaTi0.8Zr0.2O3-0.55Ba0.7Ca0.3TiO3∶0.1％Pr3+粉体的发光性能最好;当样品热处理温度为1100℃，0.2BaTi0.8Zr0.2O3-0.8Ba0.7Ca0.3TiO3∶0.1％Pr3+粉体的发光强度和荧光寿命都达到最优。对于发光薄膜，当热处理温度为950℃时，薄膜的发光性能达到最强，这归于热处理温度的提高明显改善了发光材料的结晶度。
2.基质成分改变和激活剂对(1-x)BaTi0.8Zr0.2O3-xBa0.7Ca0.3TiO3粉体发光性能的影响，主要结论如下:
(1)基质影响:当基质成分x值逐渐变化时，x分别取为0.0，0.2，0.4，0.6，0.8和1.0，当x=1.0时(1-x)BaTi0.8Zr0.2O3-xBa0.7Ca0.3TiO3∶0.1％Pr3+粉体的发光强度最佳，这可能源于x值的变化引起基质能带结构的改变。
(2)激活剂影响:与Pr3+掺杂的0.45BaTi0.8Zr0.2O3-0.55Ba0.7Ca0.3TiO3粉体相比，0.45BaTi0.8Zr0.2O3-0.55Ba0.7Ca0.3TiO3∶0.1％Sm3+粉体的发光相对强度和荧光寿命都明显提高。
总之，随着x值的逐渐变化，当x=1.0时，(1-x)BaTi0.8Zr0.2O3-xBa0.7Ca0.3TiO3∶0.1％Pr3+材料的发光强度和荧光寿命都达到最佳，这可能与x值的变化导致基质能带结构的改变有关。与掺杂Pr3+相比，(1-x)BaTi0.8Zr0.2O3-xBa0.7Ca0.3TiO3∶0.1％ Sm3+材料的发光强度和荧光寿命明显增强，这意味着稀土离子也是影响发光材料的发光强弱的因素之一。