中文摘要：

α-Sialon:Eu2+黄色荧光粉具有能被可见光有效激发、570-600nm的长波长可调发射带、发光效率高、热稳定性好和环境友好等优点近年来备受关注，在白光LED领域有着广阔的应用前景。但传统的高温高压合成工艺限制了其广泛应用和发展。本项目从廉价易得的氧化物原料出发，首先采用湿化学方法制备稀土掺杂的纳米氧化物前驱体，然后采用氨气气相还原氮化工艺合成精细α-Sialon基荧光粉。通过反应热力学和动力学的系统研究，阐明气相还原氮化工艺合成α-Sialon:Eu2+荧光粉的反应机制。通过荧光粉的组成变化对晶格结构畸变程度影响的研究，揭示其化学组成、晶体结构和发光性能三者之间的相互关系及其内在作用机制，阐明晶格结构畸变影响荧光粉体发光性能的变化规律，提出实现荧光粉光学性能设计和裁剪的有效途径。为研制高效、高显色指数、低衰减的暖白光LED及其在未来绿色节能照明工程中的应用奠定基础。

结论摘要：

本项目采用廉价易得的氧化物为原料，首先采用共沉淀法合成了粒度均匀、分散性好和近似球形的纳米氧化物前驱体，然后通过氨气气相还原氮化工艺成功的合成了分散性较好的六方柱状精细α-Sialon:Eu2+荧光粉。研究了不同反应条件对最终反应产物结构和性能的影响，确定了其最佳工艺条件，通过反应热力学和动力学的系统研究，揭示了气相还原氮化的反应机理为液相传质和反应热力学控制过程，并给出了简单的反应机理模型。在此基础上，系统研究了α-Sialon结构中化学组成变化对物相组成、光学带隙、晶体结构及光学性能的影响。结果表明① 固定其它组成，改变n，当n<0.5时，可合成几乎纯相的α-Sialon，随着n从0.5到1.2的不断增加，杂质相AlN和β-Sialon相继出现，同时，晶胞体积出现了微小的膨胀。n值的改变对Ca-α-Sialon的光学带隙和晶体结构并没有很大的影响，但发光强度随着n值的增加逐渐降低，发射峰波长几乎不变。②改变m值，当m=2.0时，几乎单相的Ca-α-Sialon:Eu2+荧光粉被合成。当m<2.0时，杂质相β-Sialon和α-Sialon相共存。当m>2.0时，杂质相AlN和α-CaSiO4形成。α-Sialon基质的光学带隙随着m值的增加不断降低，发光强度随着m值的增加先增大后降低，在m=3.5时达到最大，同时发射峰波长出现了10nm的红移。③改变稳定离子，当半径较小的Li、Mg、Ca、Y和Lu作为稳定离子时，可以合成纯相的α-Sialon，而对于半径较大的Sr和Ba，则很难合成目标成分α-Sialon。相应的光学带隙按Lu、Ca、Li、Y、Sr和Ba的顺序依次增加，发射峰值按Li、Ca、Y、Lu和Mg的顺序逐渐红移。Li-α-Sialon:Eu2+具有最小的Stokes位移，其次是Ca、Y和Lu-α-Sialon:Eu2+，Mg稳定的α-Sialon荧光粉Stokes位移最大，相应的发光强度按Ca、Mg、Lu、Li和Y的顺序依次下降。Li、Ca和Mg稳定的α-Sialon显示了较高的热稳定性，而Lu和Y稳定的样品表现出了大的热淬灭。通过上述的系统研究，成功揭示了化学组成、晶体结构和发光性能三者之间的相互关系及其内在作用机制，阐明晶格结构畸变影响荧光粉体发光性能的变化规律，提出了实现荧光粉光学性能设计和裁剪的有效途径。