制备温度对(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu 荧光粉三元相图及色像图的影响研究

采用高温固相法分别在1 150，1 200和1 250 ℃制备(Mg_1-x-yBa_xSr_y)_1.95SiO₄∶0.05Eu荧光粉系列样品，通过XRD、PL和紫外发光照相记录，建立起组分-物相-色像对应关系，推导得到其三元色像图，并探讨制备温度对物相及色像影响。物相分析表明：(Mg_1-x-yBa_xSr_y)_1.95SiO₄∶0.05Eu荧光粉物相组成与组分间存在渐变性，从单组分点出发物相组成数目逐渐增多且各物相含量连续变化，在富Ba2+端形成Ba₂SiO₄相单相区；随着温度升高，Ba₂SiO₄单相区扩大(Mg2+(Sr2+)在1 150，1 200和1 250 ℃固溶度为20_at%(30_at%)，30_at%(35_at%), 35_at%(40_at%))，混合相区同一组分点物相组元数减少(若该组分点包含α-Sr₂SiO₄和Ba₂SiO₄相则其含量增加)。光谱分析表明：同一样品在365 nm激发下比254 nm激发下绿光波段荧光发射强但红光光波段发射弱；荧光颜色和亮度也随组分、相组成呈渐变性，Ba₂SiO₄单相区为绿色荧光且随Sr2+和Mg2+固溶荧光亮度提高，在混合相区随着Ba2+含量减少荧光颜色由绿变红，红光区域随着Mg2+减少亮度逐渐减弱如：(Mg_1-ySr_y)₂SiO₄∶Eu系列随y增大由亮红变成暗红]；随着温度升高，Ba₂SiO₄单相区内荧光粉亮度整体提高且最亮荧光粉组分中Mg2+和Sr2+固溶度提高；混合相区荧光强度整体提高，且绿色荧光粉组分区域增大(如：在254 nm激发下，(Mg_1-xBa_x)_1.95SiO₄∶0.05Eu系列由红色变成绿色时x_{1 150 ℃}=0.5，x_{1 200 ℃}=0.4，x_{1 250 ℃}=0.3，(Ba_1-ySr_y)_1.95SiO₄∶0.05Eu系列由绿色变成红色时y_{1 150 ℃}=0.6，y_{1 200℃}=0.7，y_{1 250 ℃}=0.8，(Ba_x(Mg_0.2Sr_0.8)_1-x)_1.95SiO₄∶0.05Eu系列由红色变成绿色时x_{1 150 ℃}=0.5，x_{1 200 ℃}=0.4，x_{1 250 ℃}=0.3)。研究建立了(Mg_1-x-yBa_xSr_y)_1.95SiO₄∶0.05Eu粉体组分-结构(相)-制备(温度)-性能(荧光)对应关系；优选出(Mg_0.35Ba_0.6Sr_0.05)_1.95SiO₄∶0.05Eu/(Mg_0.6Sr_0.4)_1.95SiO₄∶0.05Eu等高效绿色/红色荧光粉；发现单相比混合相绿色荧光粉亮度高，固溶度提高有利于Ba₂SiO₄单相绿色荧光粉效率的提高；温度提高扩大了Ba₂SiO₄单相荧光粉、混合相区绿色荧光粉区域，且提高(Mg_1-x-yBa_xSr_y)_1.95SiO₄∶0.05Eu荧光粉整体亮度。由(Mg_1-x-yBa_xSr_y)_1.95SiO₄∶0.05Eu系列荧光粉得出的色像随组分、温度渐变规律可应用于其他组元荧光粉优选，对新发光材料的系统开发具有一定指导意义。