BaGeF6∶Mn^4+红色荧光粉的水热合成、光学性质与LED应用

采用水热法制备了形貌一致、尺度均一的微米级BaGeF6∶Mn^4+红色荧光粉,研究了反应时间、温度、表面活性剂用量对产物微观形貌的影响,利用XRD、SEM、EDS、XRF、激发和发射光谱、寿命、量子效率等对产物物性和光学性质进行了研究.封装红粉于白光LED器件,其表现出高显色指数(Ra=92.1)、高流明效率(LE=146.4 lm/W)和低色温(Tc=3888 K)的特点,表明所制BaGeF6∶Mn^4+红粉在暖光LED照明上有着的广阔应用前景.

室温共沉淀法制备KNaSiF_(6)∶Mn^(4+)红色荧光粉及发光性能研究

采用简单的室温共沉淀法制备了发光强度较高的KNaSiF_(6)∶Mn^(4+)红色荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对荧光粉的结构、形貌、激发和发射光谱进行了表征。详细探究了合成过程中原料、HF用量以及Mn4+掺杂量对样品结构和发光性能的影响。结果表明:当NaF与KF配比为1∶1,HF用量为9mL,Mn^(4+)掺杂浓度为7.5%时,样品为纯相且发光强度最大;在463nm激发下,最强窄带发射峰位于631nm处,且于620nm观察到较强的零声子线ZPL发射。

Al_(2)O_(3)表面包覆增强K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)荧光粉发光性能和湿热稳定性

研究了粉末原子层沉积技术(ALD)在白光LED用K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)(KSFM)红色荧光粉包覆和表面改性中的应用,以及对其结构特性、发光性能和湿热环境中稳定性的影响。结果表明,采用ALD技术以三甲基铝作为前驱体、臭氧作为氧化剂,可以在KSFM表面形成氧化铝包覆层。X射线衍射、表面形貌分析表明,ALD处理过程不会影响KSFM荧光粉的晶相和形貌特征。发光光谱分析表明,由于氧化铝钝化特性还会增强KSFM荧光粉的发光强度,并且不改变其发光波长。相较于未经包覆的KSFM荧光粉,包覆层可以显著改善KSFM粉末的湿热环境稳定性,ALD包覆后样品的相对发光强度在85%湿度/85℃环境中老化处理24 h后仍能保持初始值的84%。

植物补光灯用Sr_(3)LiSbO_(6):Mn^(4+),Eu^(3+)荧光粉的制备及发光性能

目的:探究一种新型植物补光灯用荧光粉的制备与发光性能。方法:采用高温固相法制备红色荧光粉Sr_(3)LiSbO_(6):Mn^(4+),Eu^(3+),分析其XRD、SEM、发光性能、热稳定性、寿命衰减和色度坐标。结果:制得的荧光粉可被305 nm紫外光激发,其中Sr_(3)LiSbO_(6):0.2%Mn^(4+),14%Eu^(3+)具有最佳发光强度,并在698 nm处呈现强的红光荧光辐射。同时探究样品的浓度猝灭效应,将猝灭归因于偶极-偶极(d-d)相互作用。探讨样品的热稳定性,在155℃下的发光强度为室温下的64.5%。同时对样品的荧光寿命和CIE进行系统分析,结果表明利用最佳荧光粉封装的LED呈现强的红光荧光辐射。结论:制得的Sr_(3)LiSbO_(6:)Mn^(4+),Eu^(3+)荧光粉是一种新型LED红色荧光材料。荧光发射谱与植物光敏色素P fr和P r的光谱比对表明,基于该荧光粉封装的LED在植物照明方面具有较好的应用前景。

CaTiF_(6)·2H_(2)O:Mn^(4+)窄带红色荧光粉的发光性能及其高显指暖白光LED应用

报道了一种新型的Mn^(4+)掺杂水合六氟钛酸钙CaTiF_(6)·2H_(2)O:Mn^(4+)红色荧光粉,详细研究了基质的结构转变和荧光粉的发光性能及高显色指数(显指)暖白光LED应用。CaTiF_(6)·2H_(2)O:Mn^(4+)在130~200℃间脱水转化为CaTiF_(6):Mn^(4+),荧光光谱发生改变,重新吸附水分子可恢复到CaTiF_(6)·2H_(2)O:Mn^(4+),发光性能不可逆。重要的是,该荧光粉在较长波626 nm和635 nm处分别发射锐线极强的零声子线(ZPL)和ν6振动峰,色坐标为(0.701,0.299),更接近人眼敏感的红光边界650 nm(色坐标x~0.72,y~0.28),有助于提高暖白光LED的显色指数、拓宽背光源的色域。晶体结构和晶体场强度计算指出,Mn^(4+)在CaTiF_(6)·2H_(2)O:Mn^(4+)中占据低对称性的格位,所受到的晶体场强度较弱,Mn—F键的共价性较强。另外,通过表面疏水化显著提升了荧光粉耐湿性能,共掺小离子半径的Si^(4+)增强了荧光粉发光热稳定性。以CaTiF_(6)·2H_(2)O:Mn^(4+)作为红光成分,获得了高显色指数(R_(a)=90,R_(9)=68)的暖白光LED,在高品质的暖白光照明中具有潜在的应用。

红光拓宽型植物照明用荧光粉La_(2)MgTiO_(6)∶Pr^(3+),Mn^(4+)的合成和发光性质探究

采用高温固相法合成了La_(2)MgTiO_(6)∶Mn^(4+)、La_(2)MgTiO_(6)∶Pr^(3+)、La_(2)MgTiO_(6)∶Pr^(3+),Mn^(4+)单掺杂和双掺杂荧光粉,并通过X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱等测试方法对荧光粉的物相结构、形貌和发光特性进行了表征及分析。结果表明:成功合成了La_(2)MgTiO_(6)∶Mn^(4+)、La_(2)MgTiO_(6)∶Pr^(3+)、La_(2)MgTiO_(6)∶Pr^(3+),Mn^(4+)荧光粉且均为纯相;样品的粒径为1~2μm;La_(2)MgTiO_(6)∶Mn^(4+)在650~750 nm的红光发射是来自Mn^(4+)的2 E 1→4 A 2跃迁,La_(2)MgTiO_(6)∶Pr^(3+)在红光区域600~660 nm具有强烈的发射,归属为Pr^(3+)的3 P 0→3 H 6和3 P 0→3 F 2跃迁。当Mn^(4+)与Pr^(3+)共同掺杂于La_(2)MgTiO_(6)时,来自Mn^(4+)、Pr^(3+)不同波段的红光发射使荧光粉的发射光谱与植物光敏色素P r与P fr吸收光谱的重叠程度大幅增加,表明Mn^(4+)、Pr^(3+)共掺有效拓宽了La_(2)MgTiO_(6)荧光粉的红光发射区域,更符合植物照明的需求,在LED植物照明领域具有更明显的潜在应用价值。

K_2SiF_6∶Mn^(4+)荧光粉湿热环境下的劣化行为

研究了白光LED用K_2Si F_6∶Mn^(4+)红色荧光粉湿热环境下的发光性能劣化规律及机理。结果表明,环境中水汽的侵蚀可导致K_2Si F_6∶Mn^(4+)荧光粉发光性能劣化,且温度升高可加剧该劣化过程。85%湿度/70℃下处理6 h,K_2Si F_6∶7%Mn^(4+)荧光粉相对亮度降至初始值的25%。荧光粉中Mn^(4+)含量越高,湿热条件下的性能劣化越显著。基于湿热处理前后荧光粉的XRD、表面形貌以及光学性能的对比分析,发现湿热环境下K_2Si F_6∶Mn^(4+)荧光粉的劣化主要是由于表面水汽侵蚀产物强吸收400~700 nm的可见光,降低荧光粉的激发效率以及再吸收荧光粉的发射光。水热后处理可使K_2Si F_6∶Mn^(4+)荧光粉颗粒尺寸增大,结晶性提高,从而显著改善其耐水性。85%湿度/70℃下处理6 h,水热后处理K_2Si F_6∶7%Mn^(4+)荧光粉的相对亮度仍可保持初始值的80%。

利用乳糖酸的钝化效应提升K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)的耐湿性

耐湿性差是掺Mn^(4+)氟化物红色荧光粉在高稳定性器件应用中面临的一个瓶颈问题。本工作提出利用乳糖酸的钝化效应清除K_(2)Si F_(6)∶Mn^(4+)表面的Mn^(4+),重构无Mn^(4+)的氟化物惰性壳层,以提升其耐湿性。结果表明,经乳糖酸钝化后的氟化物的晶相、形貌及发光强度几乎不变。水浸360 h后,钝化的氟化物的内量子效率为96.9%,远高于未处理的氟化物的59.8%。经乳糖酸处理,水解后的氟化物的内量子产率可以恢复到98.8%。在60 m A驱动电流下,将钝化后的氟化物作为红光成分,封装了相关色温为3518 K、显色指数为88.5、发光效率为130.61 lm·W^(-1)的暖白光LED。在高温(85℃)高湿(85%)环境中老化500 h后,该LED器件具有较高稳定性,光效可维持为初始值的90.5%,高于未经处理的氟化物所封装的白光器件(82.3%)。因此,简单的乳糖酸处理可以有效提升掺Mn^(4+)氟化物的耐湿性。本工作可为高稳定性氟化物红色荧光粉的工业化生产提供借鉴。

K_2SiF_6:Mn^(4+)发光粉的合成及性能研究

采用高效离子交换法制备K_2SiF_6:Mn^(4+)荧光粉,研究不同K/Mn原料摩尔比和不同反应时间对K_2SiF_6:Mn^(4+)荧光粉结构及性能的影响,并采用溶胶-凝胶法对制备的K_2SiF_6:Mn^(4+)荧光粉表面包覆SiO_2来提高K_2SiF_6:Mn^(4+)荧光粉的热稳定性。通过XRD,SEM,EDS,PL等方法对样品结构、表面形貌、元素组成和发光性能进行测试和分析。结果表明:当K与Mn原料摩尔比为43∶38,反应8h制备的K_2SiF_6:Mn^(4+)荧光粉样品具有立方晶系结构并且发光性能最优,在460nm的蓝光激发下,最强窄带发射峰位于630nm处(2Eg→4 A2)。包覆后的K_2SiF_6:Mn^(4+)红色荧光粉的表面上包覆了一层无定形的SiO_2,晶体结构没有改变。包覆前后荧光粉的发光性能测试结果表明包覆SiO_2的K_2SiF_6:Mn^(4+)样品的热稳定性得到改善。

K_2SiF_6∶Mn^(4+)荧光粉的结构与性能研究

通过化学沉淀法制备K_2SiF_6∶Mn^(4+)荧光粉,并研究了不同K/Mn摩尔比和不同反应时间对荧光粉结构及性能的影响。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光光谱仪对荧光粉的结构、形貌、激发光谱和发射光谱进行了测试和分析。结果表明,K/Mn之比的变化没有改变K_2SiF_6∶Mn^(4+)的晶格结构,样品具有立方晶系结构。通过荧光光谱图发现当K/Mn摩尔比为43/38在反应8h合成的样品激发峰和发射峰强度最强,激发峰一般由~460nm(~4 A_2→~4 T_2)强峰和~360nm(~4 A_2→~4 T_1)次强峰组成,有时会伴有一些弱峰,在460nm的激发下,最强窄带发射峰位于630nm处(~2Eg→~4 A_2)。

K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)荧光玻璃陶瓷及其在激光照明中的应用

面对市场对高功率高质量照明的强烈需求,开发兼具优良发光性能和稳定性的红色荧光玻璃陶瓷来提高白光显色指数(CRI)显得尤为重要。本文采用低温共烧结法制备了一种镶嵌K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)(KSF)商用红色荧光粉的新型荧光玻璃陶瓷。研究结果表明,共烧结时前驱玻璃熔体对KSF荧光粉的热侵蚀作用较小,荧光粉的发光特性基本得到保持;相比于初始荧光粉,玻璃陶瓷的热猝灭性能得到大幅的改善;构建的激光照明光源在55.56 W/cm^(2)蓝光功率密度激发下,光通量为32.77 lm,色温为5073 K,CRI为74.86,色坐标为(0.341,0.321)。经过系统的热管理优化,KSF荧光玻璃陶瓷可望应用于高功率室内照明领域。

白光LED用K2SiF6：Mn^4＋红色荧光材料的制备及发光性能研究

通过液相法制备了白光LED用红色荧光材料K_2SiF_6∶Mn^(4+),用X射线衍射、扫描电镜、光致发光(PL)等对该荧光材料进行了表征.结果表明,所制备的荧光材料为较好的单相;在450nm附近的蓝光激发下,发射出主峰位于631nm的红光;K_2SiF_6∶Mn^(4+)荧光材料的内量子效率可达43%;随着温度的升高,Mn^(4+)的红光发射强度呈先升后降的趋势.当温度从室温升至200℃时,Mn^(4+)发射强度仅下降至室温时的91.5%,表现出优良的热稳定性.

Theoretical Study of Electron Paramagnetic Resonance Spectra and Local Lattice Distortion for Mn^(2+) in Zn(ClO_4)_2·6(H_2O)Mg(ClO_4)_2·6(H_2O)

The electron paramagnetic resonance（EPR） spectra of trigonal Mn^（2＋） centers in Zn（ClO4）2·6（H2O） and Mg（ClO4）2·6（H2O） crystals were studied on the basis of the complete energy matrices for a d^5 configuration ion in a trigonal ligand field. It was demonstrated that the local lattice structure around a trigonal Mn^（2＋） center has an compressed distortion along the crystalline c3 axis, and when Mn^（2＋） is doped in the Zn（ClO4）2·6（H2O） and Mg（ClO4）2·6（H2O） crystals, there is a similar local distortion. From the EPR calculation, the local lattice structure parameters R=2.183 2 ？, for Zn（ClO4）2·6（H2O）, R=2.130 2 ？, for Mg（ClO4）2·6（H2O） have been determined.

K2TiF6∶Mn^4+的制备及发光性能研究

采用液相合成法制备了K2TiF6∶Mn^4+红色荧光粉末,用x射线衍射和扫描电镜对样品K2TiF6∶Mn^4+进行了表征,测定了样品的发射光谱,采用ICP法测定了样品中Mn^4+的掺杂量。实验结果表明,Mn^4+掺杂量对K2TiF6∶Mn^4+的发光强度有显著影响;实验中还发现,H2O2的加入虽然缩短了反应时间,但制备得到的样品的发光强度明显降低。

Ce,Gd∶YAG单晶复合K_2SiF_6∶Mn^(4+)红色荧光粉的制备及其光电性质的研究

采用提拉法生长共掺Ce和Gd的钇铝石榴石单晶(Ce,Gd∶YAG),开展了白光LED用新型YAG单晶复合K_2SiF_6∶Mn^(4+)荧光粉材料的制备和光谱性能研究。检测到Ce,Gd∶YAG单晶在激发波长为460 nm处有强烈的激发带,可证实存在能量传递。发现当Y^(3+)部分被Gd3+取代后,发射峰向长波长方向移动。研究了Ce∶YAG单晶厚度的变化对其色坐标、亮度、发光效率和色温的影响,发现Ce,Gd∶YAG单晶制备的LED器件发光中红光成分还是不够。为了缓解白光LED用Ce,Gd∶YAG单晶仍然缺少红光的问题,采用丝网印刷法将红色荧光粉K_2SiF_6∶Mn^(4+)印刷在Ce,Gd∶YAG单晶衬底上制备白光LED。研究了不同含量的K_2SiF_6∶Mn^(4+)红色荧光粉对其色坐标、亮度、发光效率和色温的影响。研究发现,随着含量的增加,器件的发光由冷白光逐渐向暖白光区域移动,色温有所降低,显色指数上升。Ce,Gd∶YAG单晶复合红色荧光粉的思路可以对LED照明发暖白光有所参考。

Optimized photoluminescence of red phosphor K_(2)LiAlF_(6):Mn^(4+)synthesized by a cation-exchange method

Red phosphor K2LiA1F6：Mn4＋ has been synthesized by a cation-exchange method in HF solution. To optimize their optical properties, phosphors were synthesized using different reaction conditions. The K2LiA1F6：0.5%Mn4＋ synthesized at 20℃ for 4 h shows the highest luminescence intensity. The temperature-dependent emission intensity of the phosphor was investigated, and it was found to exhibit good thermal stability, making it a promising red phosphor candidate for warm WLEDs.

单分散球状K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)荧光粉的光学性能研究

首先以H_(2)O_(2)与KMnO_(4)、KHF_(2)为原料制备出K_(2M)nF_(6)粉末,然后以所制备的K_(2M)nF_(6)粉末和H2SiF6、KHF_(2)溶液为原料通过液相球磨的方法制备出了单分散球状K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)荧光粉,同时制备了一个没有采用液相球磨的对照样品。通过比较二者的结构形貌和光学性能的差别得出,单分散球状K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)荧光粉具有更窄的粒度分布、更优异的发光性能和封装性能;最后,对所制备的这种单分散球状K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)荧光粉进行了LED封装,实现了2700 K色温的白光LED灯珠。

Fe^(2+)对锰激活氟化物红色荧光粉耐湿性能的影响研究

提出了一种绿色、简便的基于Fe^(2+)离子的氧化还原策略来提高锰激活氟化物红色荧光粉的耐湿性。采用共沉淀法合成了K_(2)SiF_(6):Mn^(4+)(KSFM)荧光材料,并对Fe^(2+)处理前后样品的形貌、晶体成分、元素组成、发光性能、荧光寿命、耐湿性和热稳定性进行了研究。SEM结果表明,经Fe^(2+)离子处理后的K_(2)SiF_(6):Mn^(4+)(T-KSFM)颗粒的团聚程度得到有效的降低。XPS测试结果表明,T-KSFM样品表面Mn含量减少。光谱测试结果表明,最强激发峰约468 nm处,次强峰位于约360 nm处,而最强窄带发射峰位于632 nm处。经过Fe^(2+)处理后的T-KSFM荧光粉在去离子水浸泡320 min后,其相对发光强度为初始发光强度的80.3%,而KSFM仅还有63.4%。此外,将T-KSFM作为红色组分与黄粉YAG以及蓝光芯片封装制得WLEDs色坐标为(0.4110,0.3963),处于暖白光区域。以上结果表明,基于Fe^(2+)的简易氧化还原策略可以有效提高氟化物红色荧光粉的耐湿性,为获得优异耐湿性能的氟化物荧光粉提供了新的思路。