白光LED用硅酸盐黄色荧光粉的研制_电子论文

（高显色白光LED用硅酸盐黄色荧光粉的研制毕业论文 30页 12176字）

摘要：由于石化资源的匮乏，世界性的能源危机引起了各国的重视，并纷纷把照明节电特别是白光LED产业的发展纳入国家发展战略中。白光LED照明与传统照明方式相比，具有省电、体积小、发热量低、可低压或低电流启动、寿命长、响应快、抗震耐冲、可回收、无污染等优点。然而要最终实现白光LED照明，还需要进一步提高其显色指数、发光效率、光通量以及使用寿命，并尽量降低成本。本人拟采用高温固相合成法制备Sr3SiO5:Eu2+黄色荧光粉,研究影响其性质的各种工艺条件，进而研究不同离子掺杂对荧光发射光谱的影响。本文主要内容包括：

(1)综述白光LED照明产业发展现状和未来趋势，简要分析了白光LED的发光原理、实现途径以及关键材料，主要讨论其荧光粉的制备技术。

(2)采用高温固相合成法制备了Sr3SiO5:Eu2+荧光粉。通过分子荧光光谱、X射线衍射等表征方法对荧光粉的性质进行表征；研究烧结温度、烧结时间、反应气氛等固相反应条件对荧光粉理化性质的影响规律。

(3)研究离子掺杂对荧光粉发射光谱的影响。

关键词：白光LED，硅酸盐黄色荧光粉，高温固相法

中图分类号：TB39

Development of silicate yellow phosphors for high color rendering white light-emitting diode

Abstract: Because of the shortage of petrochemicals, many countries have put the importance on the energy saving technologies, especially using the highlight white LED as the general illumination system. Compared with conventional lighting sources, white LED has many merits in energy saving, compact optics designs, cold source, startup at low volt or electrical current, long lifetime, rapid brightness and color changes, aseismatic, recyclable, unpolluted and so on. However, using white LED into the general illumination system, there will be much work in playing down cost and increasing LED’color rending index (CRI), luminescence efficiency, luminous flux and life span. This paper intends to prepare Sr3SiO5: Eu2+ yellow phosphor by high-temperature solid state reaction, investigate several technique parameters which affect phosphor’s physical and chemical properties, and study the effects of different ions doping on fluorescence emitting spectrum. The following is included:
(1) The present status and prospect of white LED illumination industry is reviewed firstly. The light emitting principle, realization methods and key materials of white LED were studied. And in this paper, we puts the emphasis on the preparation techniques of the phosphors for white LED.
(2) The Sr3SiO5:Eu2+ yellow phosphor is synthesized by high-temperature solid state reaction under reducing atmosphere ,and the chemical and physical properties are characterized with molecule fluorometry, X-ray diffracting. To analysis the influence of sintering temperature, sintering time and reaction atmosphere on phosphor’s chemical and physical properties were studied.
(3) The effects of ion doping to light emitting spectrum of phosphors is studied.

Keywords: white LED, silicate yellow phosphor,high-temperature solid state reaction

Classification:TB39
目次

摘要 I
目次 III
1 绪论 1
1.1 引言 1
1.1.1 发展可再生能源 1
1.1.2 提高现有能源利用效率，大力推广节电新技术 2
1.2 半导体照明的现状 2
1.2.1 半导体照明发光原理 2
1.2.2 半导体照明的关键材料 4
1.2.3 半导体照明产业发展现状 4
1.2.4 LED的应用及发展前景 5
1.3 稀土荧光材料在白光LED中的应用 6
1.4 硅酸盐系发光材料的研究进展 7
1.5 本课题的提出及研究内容 8
2 实验 9
2.1 仪器、材料与试剂 9
2.1.1 仪器 9
2.1.2 试剂、材料 9
2.2 荧光粉的制备过程 9
2.3 荧光粉理化性能测试 10
2.3.1 激发光谱和发射光谱 10
2.3.2 荧光粉结构分析 11
3 结果与讨论 12
3.1 固相反应条件对荧光粉的影响 12
3.1.1 灼烧温度对荧光粉相纯度及发光性能的影响 12
3.1.2 烧结时间对荧光粉的影响 13
3.1.3 反应气氛对荧光粉的影响 13
3.2 离子掺杂对荧光粉发光性能的影响 14
3.2.1 Eu离子掺杂量对荧光粉性能的影响 14
3.2.2 共掺Ba2+,Mg2+对荧光粉的影响 16
4 结论与展望 19
4.1 结论 19
4.2 展望 19
参考文献 20
作者简历 20
学位论文数据集： 20

1 绪论

1.1 引言

世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气、煤炭以及核裂变能的广泛投入应用，因而它是建筑在化石能源基础上的一种经济。然而，这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。石油资源储量的综合估算，可支配的化石能源的极限大约为1180～510亿吨，以1995年世界石油的年开采量33.2亿吨计算，石油储量大约在2050左右年宣告枯竭；天然气储备估计在131800～152900兆立方米，年开采量维持在2300兆立方米，将在57～65年内枯竭；煤的储量约为5600亿吨，1995年煤炭开采量为33亿吨，可以供应169年；铀的年开采量目前为每年6万吨，根据1993年世界能源委员会的估计可维持到21世纪30年代中期；核聚变到2050年还没有实现的希望。化石能源与原料链条的中断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，最终葬送现代市场经济。事实上，近10年来，中东及海湾地区与非洲的战争都是由化石能源的重新配置与分配而引发。这种军事冲突，今后还将更猛烈、更频繁；在国内，也可能出现由于能源基地工人下岗而引发的许多新的矛盾和冲突[1]。世界性的能源危机势必是全球乃至国人将直接面临的问题。
电力资源是人们生产、生活中最重要的能源之一，我国目前的电力结构中火电比例超过70%,燃烧大量的原煤和石油，产生大量的粉尘和二氧化碳、二氧化硫等气体，环境污染严重[2]。中国是仅次于美国的能源消耗大国，经济快速发展带来的强大电力需求让煤电双方不堪重负，电荒仍在继续[3]，电力紧张已经成为我国经济发展的瓶颈。
克服能源危机的主要出路有：

1.1.1 发展可再生能源
主要包括以下几方面：(1)以太阳能的利用为主的可再生能源。(2)光热利用，在中欧和北欧等缺少阳光的地区，已经出现了一些完全依赖阳光供暖的建筑物。(3)生物质燃料能源(4)氢能源，利用自然界大量存在的水，由电解水产生氢或由太阳能光催化水分解氢。(5)小水电与潮汐发电也可提供可观的电力。(6)风力发电。以上这些技术的实现，都需要长期的研究与发展，并且存在许多难以克服的技术难点。

白光LED用硅酸盐黄色荧光粉的研制

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