基于相图原理定量预测(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4:0.05Eu系列荧光粉的结构和发光性能

为了研究随着三元碱土离子配比变化其正硅酸盐物相组成、发光性能的变化规律,优选高效荧光粉,同时探讨单相区和混合相区发光性能的变化内在机制,建立组分-结构-发光性能关联,本文采用高温固相法制备(Mg_(1-x-y)Ba_xSr_y)_(1.95)SiO_4∶0.05Eu系列荧光粉,共计44个样,分析其二元、三元物相组成和光谱,得出其物相组成和紫外激发发光CIE值。实验表明,(Mg_(1-x)_(-y)Ba_xSr_y)_(1.95)SiO_4∶0.05Eu体系中物相组成随着组元含量存在渐变性;富Ba端形成了Ba_2SiO_4相单相区(Sr最大量含量为35%、Mg为30%),单相区随着Sr~(2+)、Mg~(2+)固溶,晶格常数减小,结晶度提高。(Mg_(1-x-y)Ba_xSr_y)_(1.95)SiO_4∶0.05Eu荧光粉在紫外激发下其颜色和亮度随着组元含量也呈现渐变性,Ba_2SiO_4相单相区荧光粉均为绿色荧光粉且随着Sr~(2+)、Mg~(2+)固溶荧光亮度逐渐增大(精细光谱表明单相区内Mg~(2+)、Sr~(2+)离子有促进Eu~(2+)离子进入高发光效率的格位的效果);Mg_2SiO_4-Sr_2SiO_4二元系列为红色荧光粉;单相区外的样品点随着Ba~(2+)的减少,荧光粉紫外激发荧光颜色逐渐由绿变红(混合物相中Eu离子配位空间逐渐减小,Eu离子逐渐以Eu~(3+)离子形式存在)。(Mg_(1-x-y)Ba_xSr_y)_(1.95)SiO_4∶0.05Eu系列荧光粉的相组成、结构及发光性能随组元呈现渐变性关系,借鉴相图建立方法,可建立三元色像图(由样品发射光谱得出的CIE色像点,基于散点分布建立色像图);利用三元色像图可系统性优选高效荧光粉(优选出最佳绿色和红色荧光粉样品点为:(Mg_(0.3)Ba_(0.65)Sr_(0.05))_(1.95)SiO_4∶0.05Eu和(Mg_(0.65)Sr_(0.35))_(1.95)SiO_4∶0.05Eu)。