助熔劑在硅酸鹽熒光粉中的應(yīng)用及分析

王 明，王連連，李林鳳，羅新宇，劉 洋，趙 然，楊小麗

(1.北京大學(xué)包頭創(chuàng)新研究院，包頭 014030； 2.包頭中科世紀(jì)科技有限責(zé)任公司，包頭 014010；3.內(nèi)蒙古科技大學(xué),包頭師范學(xué)院化學(xué)學(xué)院， 包頭 014030； 4.內(nèi)蒙古科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院，包頭 014010)

0 引 言

發(fā)光二極管(light emitting diode， LED)是一種將電能轉(zhuǎn)換為光能的能量轉(zhuǎn)換器件，因其具有節(jié)能環(huán)保、體積小、壽命長、無輻射等優(yōu)點(diǎn)被譽(yù)為是繼白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度放電燈之后的第四代照明光源[1-2]。LED的白光照明有很多種獲得方式，通常采用的是藍(lán)光芯片和YAG∶Ce黃色熒光粉組合的方式，但是該方式獲得的白光顯色指數(shù)較低，難以應(yīng)用到對顯色指數(shù)要求較高的領(lǐng)域；由藍(lán)光芯片和紅色、綠色熒光粉組合的方式可以獲得高顯色指數(shù)的白光，這種白光的獲得方式促進(jìn)了硅酸鹽類熒光粉的研究。

硅酸鹽熒光粉的基質(zhì)有多種類型，如MSiO3、M2SiO4、M3SiO5、M3Si2O7等，硅酸鹽熒光粉的基質(zhì)不同，以及激活劑的種類和濃度不同會使硅酸鹽熒光粉的發(fā)射波長在500～600 nm之間變化，發(fā)光顏色從藍(lán)綠光到橙紅光[3-4]。硅酸鹽類熒光粉除了具有寬的激發(fā)和發(fā)射波段外，還具有原料豐富且成本低廉、制備工藝簡單、產(chǎn)品性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)[5]。在硅酸鹽熒光粉的制備過程中，助熔劑起到了非常關(guān)鍵的作用，助熔劑的種類和用量影響了硅酸鹽熒光粉的晶相純度、發(fā)光強(qiáng)度、顆粒形貌等重要性能。本文綜述了硅酸鹽熒光粉中助熔劑的使用情況，并介紹了助熔劑的種類和用量對熒光粉晶相、發(fā)光、形貌等各項(xiàng)性能的影響，為硅酸鹽熒光粉中助熔劑的使用提供了參考。

1 助熔劑對熒光粉晶相的影響

在熒光粉制備過程中，一些熔點(diǎn)較低的化合物通常作為助熔劑加入從而促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，它們使激活劑更容易進(jìn)入基質(zhì)晶格，增強(qiáng)樣品的結(jié)晶度[6]。助熔劑對晶相的影響體現(xiàn)在添加不同的助熔劑以及同類不同量的助熔劑會使硅酸鹽熒光粉形成不同的晶相種類。

1.1 助熔劑的種類對晶相的影響

助熔劑的種類對晶相的影響體現(xiàn)在有的助熔劑會容易得到目標(biāo)產(chǎn)物的晶相，相純度高，而另外一些助熔劑則會誘發(fā)雜相的生成。在Zn2SiO4∶Mn熒光粉制備中，當(dāng)分別以H3BO3、BaF2和CaF2作助熔劑時(shí)，只有添加H3BO3所得樣品衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)峰一致，添加其他兩種助熔劑都會出現(xiàn)二氧化硅和氧化鋅的雜峰，說明用H3BO3作為助熔劑更為合適[7]。在Ca3Y2Si3O12∶Sm3+熒光粉制備過程中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的NH4F、CaF2、NaCl和H3BO3時(shí)，只有添加H3BO3時(shí)能消除29.2°處的雜相峰，并且增強(qiáng)(210)和(132)晶面的衍射峰強(qiáng)度，說明加入一定量H3BO3作為助熔劑有利于晶相的形成，提高晶體的結(jié)晶度[8]。在Ca2ZnSi2O7∶Eu2+,Dy3+熒光粉制備過程中分別添加10%(摩爾分?jǐn)?shù))的H3BO3和CaF2作助熔劑時(shí)，發(fā)現(xiàn)添加H3BO3時(shí)利于得到Ca2ZnSi2O7晶相，而添加CaF2時(shí)則出現(xiàn)了CaSiO3和SiO2雜相[9]。在Ca3Sc2Si3O12∶Ce3+綠色熒光粉制備過程中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的H3BO3、LiF、CaF2和NH4Cl時(shí)，添加CaF2和NH4Cl時(shí)均出現(xiàn)了Sc2O3雜相，而添加H3BO3和LiF則沒有出現(xiàn)雜相[10]。

從文獻(xiàn)報(bào)道中可以看出，在多數(shù)熒光粉制備中，使用H3BO3作助熔劑效果較為突出，這是因?yàn)镠3BO3相變溫度較低，可以在185 ℃時(shí)分解為B2O3，高溫下液相B2O3能增加原料間的流動性，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，而且半徑較小的B3+能促進(jìn)激活劑進(jìn)入基質(zhì)形成發(fā)光中心[11]。

1.2 助熔劑用量對晶相的影響

助熔劑作為硅酸鹽熒光粉固相反應(yīng)的重要原料成分，通常情況下，加入少量就能增加反應(yīng)活性，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，并且減少某些雜相峰的出現(xiàn)；而當(dāng)助熔劑添用量過大則會降低反應(yīng)活性，甚至還會造成產(chǎn)物板結(jié)，使熒光粉無發(fā)光現(xiàn)象[12]。

熒光粉制備過程中，助熔劑的用量通常有一最佳比例。在Sr2SiO4∶Dy3+熒光粉制備過程中以NH4Cl作助熔劑時(shí)，助熔劑的用量對晶相的組成影響明顯：當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，樣品為單一β-Sr2SiO4晶相；用量為2%和5%時(shí)，得到單一α’-Sr2SiO4晶相的產(chǎn)物；而當(dāng)其用量超過10%則會生成氯硅酸鹽Sr5Si2O7Cl4以及SrSiO3和SiO2雜相[13]。在Sr1.95SiO4∶0.05Eu熒光粉制備過程中，不添加助熔劑時(shí)會出現(xiàn)SrCO3和Eu2O3的雜相峰，當(dāng)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%～10%的NH4Cl，得到單一相α’-Sr2SiO4，然而助熔劑用量超過20%時(shí)，觀察到弱的SrSiO3衍射峰[14]。在以Li2BaSiO4為基質(zhì)的熒光粉中，助熔劑H3BO3的添加量在2%～6%(摩爾百分?jǐn)?shù))之間變化時(shí)容易得到純相Li2BaSiO4基質(zhì)，其添加量超過8%則出現(xiàn)Ba(BO2)2的雜相[15]。此外，在Sr3MgSi2O8∶0.01Eu2+熒光粉制備過程中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%～4%的NH4Cl作助熔劑則會消除Sr2MgSi2O7和Sr2SiO4的雜相峰[16]，如圖1所示。在Gd2SiO5∶RE熒光粉制備過程中，助熔劑BaF2為0.1%時(shí)，除Gd2SiO5外還存在Gd2O3和Gd2SiO7雜質(zhì)；助熔劑為0.3%時(shí)，Gd2O3和Gd2SiO7雜質(zhì)相減少；助熔劑摻量為0.5%時(shí)不存在Gd2SiO7和SiO2等雜質(zhì)相[17]。Sr2MgSi2O7∶Eu熒光粉制備過程中，NaF的最佳添加量為4%，過多或過少均出現(xiàn)Mg2SiO4雜相[18]。Sr3SiO5∶Eu2+熒光粉合成時(shí)，不添加BaF2晶相衍射峰比較雜亂；當(dāng)BaF2加入量為1%和1.5%時(shí)得到單一相Sr3SiO5，繼續(xù)增加用量則出現(xiàn)Sr2SiO4和SrSiO3雜相[19]。

圖1 不同NH4Cl用量的Sr3MgSi2O8∶0.01Eu2+的XRD圖譜[16]Fig.1 XRD patterns of Sr3MgSi2O8∶0.01Eu2+ prepared with different amounts of NH4Cl[16]

2 助熔劑對熒光粉發(fā)光性能的影響

2.1 助熔劑的種類對發(fā)光性能的影響

通常情況下，添加助熔劑并不能制造任何發(fā)光中心，但是助熔劑陽離子圍繞在激活劑離子周圍，引起發(fā)光中心數(shù)量變化，從而改變發(fā)射光譜形狀并能很大程度提高發(fā)光強(qiáng)度。

在CdSiO3∶Co2+熒光粉制備過程中添加不同的助熔劑對發(fā)光強(qiáng)度的影響較大，在NH4F、NH4Cl、NaF、NaCl幾種助熔劑中，以NaCl的作用最為明顯，能顯著提高熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度[20]，如圖2所示。在Sm3+激活的Y2SiO5熒光粉制備過程中分別添加KI、NH4Br、NH4Cl、NH4F、NaCl等作助熔劑時(shí)，各產(chǎn)物的激發(fā)光譜形狀類似，只是當(dāng)以NH4Br為助熔劑時(shí)得到的樣品的激發(fā)強(qiáng)度最大[21]，然而以NaCl作助熔劑時(shí)，樣品發(fā)光強(qiáng)度最大。

圖2 不同助熔劑下CdSiO3∶Co2+熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度[20]Fig.2 Photoluminescence intensity of CdSiO3∶Co2+ phosphors with different fluxes[20]

不同助熔劑在熒光粉中的作用不同，通常熔點(diǎn)較低、陽離子半徑較小的助熔劑有利于熒光粉發(fā)光性能的提高。在Ca(La0.5Eu0.5)4Si3O13熒光粉制備過程中，分別以Li2CO3、K2CO3、Na2CO3、NH4Cl、NH4F作助熔劑時(shí)，Li2CO3對熒光粉發(fā)光性能的提高最為明顯，這是因?yàn)長i2CO3熔點(diǎn)(723 ℃)較低，陽離子Li+半徑(60 pm)較小，有利于Eu3+進(jìn)入晶格，從而形成發(fā)光中心[22]。

并不是所有的助熔劑都能提高熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度，有的助熔劑加入后反而會降低熒光粉發(fā)光強(qiáng)度。在Sr2SiO4∶0.005Eu2+熒光粉制備過程中，摻雜NH4F、Li2CO3、NH4Cl助熔劑可以不同程度地提高發(fā)光強(qiáng)度，而添加H3BO3和NaF作助熔劑時(shí)發(fā)光強(qiáng)度反而降低[23]。在紅色熒光粉Ca3Y2Si3O12∶Eu3+的制備過程中，NaCl、CaF2作為助熔劑，對熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度影響不大，H3BO3作為助熔劑降低熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度，而NH4F能顯著提高熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度[24]。

不同助熔劑對熒光粉發(fā)光性能的影響規(guī)律并不是固定的。Ca2ZnSi2O7∶Eu2+,Dy3+熒光粉中分別以CaF2和H3BO3作助熔劑，隨助熔劑的用量增加，熒光粉發(fā)光強(qiáng)度均是先增加后降低，但是當(dāng)助熔劑用量小于30%(摩爾分?jǐn)?shù))時(shí)，H3BO3效果優(yōu)于CaF2，而當(dāng)助熔劑用量大于30%時(shí)，CaF2的效果更加明顯[9]，如圖3所示。在不同的熒光粉組成中，同樣的助熔劑通常也會表現(xiàn)不一樣的效果。如在Sr2.96SiO5∶0.04Eu2+[25]和Sr2MgSiO5∶0.01Eu2+[26]組成的熒光粉中，NH4Cl、H3BO3、Li2CO3三種助熔劑對熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的增強(qiáng)作用依次減弱；而在Sr2SiO4∶0.005Eu2+[23]熒光粉中，三種助熔劑的優(yōu)勢順序則為Li2CO3>NH4Cl>H3BO3。

圖3 不同H3BO3/CaF2濃度下Ca2ZnSi2O7∶Eu2+,Dy3+熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度[9]Fig.3 Photoluminescence intensity of Ca2ZnSi2O7∶Eu2+,Dy3+ phosphors with different H3BO3/CaF2 concentration[9]

助熔劑不僅會影響到熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度，在某些組成的熒光粉中，對發(fā)光光譜峰值波長也會產(chǎn)生較大影響。如在Sr3SiO5∶Eu2+熒光粉制備過程中，分別以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的BaCl2、BaF2、MgF2和CaF2作為助熔劑時(shí)，發(fā)光峰值波長分別為564 nm、561 nm、588 nm和591 nm，發(fā)射光譜峰值波長的差異主要是受助熔劑中陽離子的種類影響所致[27]，如圖4所示。

圖4 不同助熔劑對Sr3SiO5∶Eu2+熒光粉發(fā)射光譜的影響[27]Fig.4 Effects of various fluxes on emission spectra of Sr3SiO5∶Eu2+ phosphors[27]

2.2 助熔劑的用量對發(fā)光性能的影響

助熔劑對熒光粉發(fā)光性能的影響是顯著的，適量的助熔劑有利于熒光粉制備過程中組分?jǐn)U散，能生成相對完整的晶體，有利于激活劑離子進(jìn)入晶格形成發(fā)光中心，因而發(fā)光強(qiáng)度增加；但當(dāng)助熔劑用量過大，會造成熒光粉板結(jié)，甚至形成玻璃相，從而降低發(fā)光強(qiáng)度[28-30]。

在熒光粉制備過程中，一定量的助熔劑會增加熒光粉發(fā)光強(qiáng)度，但是過量的助熔劑則會降低熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度，即助熔劑的用量通常存在最佳添加量。在Ba1.488Sr0.5SiO4∶0.012Eu2+熒光粉制備過程中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%～11%的NH4Cl作助熔劑，與未添加助熔劑相比，發(fā)光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，而且當(dāng)NH4Cl用量為5%時(shí)發(fā)光強(qiáng)度最大[31]，如圖5所示。在BaMgSiO4∶Eu2+熒光粉制備過程中添加BaB2O4作助熔劑，當(dāng)其濃度在0～0.5之間變化時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度先增加后降低，濃度為0.25時(shí)發(fā)光強(qiáng)度最大[32]。在Ca2(La0.9Eu0.1)8Si6O26熒光粉制備過程中，當(dāng)Li2CO3濃度(摩爾分?jǐn)?shù))從0增加到4.5%，發(fā)光強(qiáng)度增加，而后發(fā)光強(qiáng)度降低[33]。在Ba1.1Sr0.88SiO4∶0.02Eu熒光粉制備過程中，助熔劑BaF2用量在1%～8%(摩爾分?jǐn)?shù))之間變化時(shí)，當(dāng)助熔劑用量為4%時(shí)，熒光粉發(fā)光強(qiáng)度最大，而且加BaF2樣品比未加的樣品發(fā)光強(qiáng)度都要大[34]。

圖5 不同NH4Cl濃度下Ba1.488Sr0.5SiO4∶0.012Eu2+熒光粉的發(fā)射光譜[31]Fig.5 Emission spectra of Ba1.488Sr0.5SiO4∶0.012Eu2+ phosphors with different NH4Cl content[31]

相同的助熔劑在不同組成的熒光粉中會有不一樣的最佳添加量。在Na2ZnSiO4∶0.05Eu3+熒光粉制備過程中，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%～2%的H3BO3作助熔劑，其最佳用量為0.8%[35]。在Ca3Y1.95Si3O12∶0.05Dy3+熒光粉制備過程中，助熔劑H3BO3的用量為質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度最大，而且當(dāng)其用量超過3%時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度比不加助熔劑的還要低[36]。在Sr2SiO4∶Eu3+熒光粉制備過程中，以H3BO3作助熔劑，當(dāng)其用量為質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%時(shí)發(fā)光強(qiáng)度最大，且助熔劑用量在1%～5%之間變化時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度較未添加助熔劑樣品的都有明顯提升[37]。

在某些組成的熒光粉體系中，一些助熔劑的加入，對熒光粉發(fā)射峰的峰值波長也會產(chǎn)生影響。在Sr1.56Ba0.4SiO4∶0.04Eu2+熒光粉制備過程中加入SrCl2·6H2O作助熔劑，當(dāng)x=0、0.25、0.5和0.75(x為原料中Si(C2H5O)4與SrCl2·6H2O摩爾比)時(shí)，樣品的發(fā)光波長逐漸增加，依次為536 nm、548 nm、552 nm和553 nm[38]。馬明星等[39]在BaAl2Si2O8∶Eu2+熒光粉制備過程中添加H3BO3發(fā)現(xiàn)：添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%的H3BO3后激發(fā)光譜有較大變化，激發(fā)峰值由原來的320 nm單激發(fā)峰變?yōu)?60 nm和320 nm雙激發(fā)峰，且激發(fā)峰強(qiáng)度增強(qiáng)；此外，熒光粉發(fā)射主峰發(fā)生藍(lán)移，由原來的465 nm藍(lán)移至447 nm，而且發(fā)光強(qiáng)度增大。發(fā)射峰值的變化是因?yàn)橹蹌┑奶砑痈淖兞藷晒夥鄣木w結(jié)構(gòu)，未添加助熔劑的熒光粉為六方晶系，而添加1.5%的H3BO3后熒光粉樣品為單斜晶系，不同晶體結(jié)構(gòu)的樣品發(fā)射出不同波長的光。孫海鷹等[40]使用BaF2作助熔劑研究Gd2SiO5∶Eu3+紅色熒光粉發(fā)光性能時(shí)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)助熔劑BaF2用量小于質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%時(shí)，隨著助熔劑用量的增加，熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度不僅逐漸增加，而且發(fā)射峰有輕微紅移的現(xiàn)象。

3 助熔劑對表面形貌的影響

熒光粉的形貌對熒光粉的綜合性能有重要影響，粒徑均勻的熒光粉封裝效果好，發(fā)光強(qiáng)度高。高溫固相法制備的樣品表面形貌不太規(guī)則，顆粒大小不均，表面存在孔隙和裂縫，而助熔劑的加入則會改善熒光粉的表面形貌[21]。

3.1 助熔劑種類對表面形貌的影響

使用不同種類的助熔劑通常會得到不同形貌的熒光粉產(chǎn)品。不加助熔劑的Ba2SiO4∶Eu2+熒光粉顆粒粒徑不均勻，呈不規(guī)則片狀，且直徑大于5 μm；在分別加入NH4F、Na2CO3、H3BO3和BaF2作助熔劑后，產(chǎn)物的粒徑均有一定程度的降低，但是由于不同的助熔劑對晶體中各個(gè)晶面的生長促進(jìn)作用不同，造成了晶體顆粒形貌不同，只有選用BaF2作為助熔劑，在減小了熒光粉顆粒粒徑的同時(shí)，改善了樣品顆粒的均勻性，使顆粒趨向于球形生長，從而提高發(fā)光強(qiáng)度[41]。在CdSiO3∶0.05Co2+熒光粉制備過程中分別以NaF、NaCl、NH4Cl和NH4F等作助熔劑，當(dāng)不加助熔劑時(shí)，樣品表面呈多孔型，而使用NaCl時(shí)，造成了更嚴(yán)重的多孔狀態(tài)；使用NH4F獲得的樣品顆粒最小，單個(gè)微粒大約50～120 nm，選用NaF和NH4Cl與沒有添加助熔劑的對比，樣品表面形貌變化不大[20]。

3.2 助熔劑用量對表面形貌的影響

助熔劑用量對熒光粉表面形貌影響明顯，適量的助熔劑能細(xì)化晶粒，使晶粒尺寸均勻，晶粒球化，但是助熔劑過量則會使樣品結(jié)塊。如助熔劑NH4F的加入使Y2SiO5∶Tb熒光粉晶粒細(xì)化、球化，但其加入量過多時(shí)則造成晶粒尺寸的不均勻[42]；而在Sr1.9SiO4∶0.1Eu3+熒光粉制備過程中，添加NH4Cl后，熒光粉形貌由球形顆粒變成團(tuán)聚現(xiàn)象，尺寸也由0.5～1 μm增加到2～10 μm[43]。

由不同的制備方法制備熒光粉，助熔劑也會有不同的表現(xiàn)形式。

圖6為不同NH4Cl用量的Sr2SiO4∶Eu2+熒光粉SEM照片。由噴霧熱解法在1 040 ℃制備Sr2SiO4∶Eu2+熒光粉，當(dāng)不加入助熔劑NH4Cl時(shí)，樣品處理后的形貌維持在了前體的球形狀態(tài)；當(dāng)加入助熔劑量為質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%時(shí)，原球形形態(tài)消失并呈不規(guī)則形態(tài)，出現(xiàn)的大顆粒在10 μm以上；當(dāng)助熔劑量達(dá)到質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%或5%時(shí)，形貌呈現(xiàn)規(guī)則，平均粒徑大約為8 μm和5 μm；當(dāng)助熔劑量為質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%，球形顆粒再次消失[44]。

圖6 不同NH4Cl用量的Sr2SiO4∶Eu2+熒光粉SEM照片[44]Fig.6 SEM images of Sr2SiO4∶Eu2+ phosphors with different NH4Cl content[44]

用燃燒合成法制備熒光粉過程中，反應(yīng)過程中氣體的逸出會在表面形成毛孔和空洞。用燃燒合成法制備CdSiO3∶0.05Sm3+熒光粉，當(dāng)加入一定量NaF作助熔劑后，NaF能在相對較低溫度下形成液相，液相能較大程度促進(jìn)熒光粉形貌的改變，由多孔型轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐?，隨NaF用量從質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%變?yōu)?%，粒子間相互融合；NaF不斷增加，引起液相增加，進(jìn)而阻止了燃燒反應(yīng)中氣體的釋放，這會引起晶粒的不斷增大[45]。

劉元紅等[46]通過溶膠-凝膠法制備了H3BO3摻雜的Ca3Sc2Si3O12∶Ce熒光粉，添加助熔劑后，樣品的表面形貌有了很大改觀，樣品顆粒的形貌為類球形，分散性較好，顆粒尺寸小于1 μm，這些性能更有利于熒光粉在LED封裝過程中的涂覆。助熔劑H3BO3對該熒光粉性能的改善是基于在干凝膠的燃燒過程中產(chǎn)生的大量氣體有效阻礙了顆粒之間的團(tuán)聚，助熔劑的加入有利于降低晶粒結(jié)晶成核的溫度，進(jìn)而使晶粒的形貌得到改善。

4 雙助熔劑摻雜對熒光粉性能的影響

雙助熔劑對熒光粉性能的影響早有研究，雙助熔劑對熒光粉的影響機(jī)理較單一助熔劑而言要復(fù)雜很多，此外因?yàn)橹蹌┓N類繁多，雙助熔劑的選取也較為復(fù)雜。例如CaMgSiO4∶Eu3+熒光粉制備過程中添加LiCO3和H3BO3雙助熔劑比只添加其中任何一種得到樣品的發(fā)光強(qiáng)度都要大[47]。通過在Y2SiO5∶Ce熒光粉中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的LiF和2%的KH2PO4作助熔劑，晶粒接近球形，顆粒尺寸較小，在2～7 μm范圍內(nèi)，而且獲得的熒光粉性能已經(jīng)接近商用產(chǎn)品[48]。鞏仕星等[49]在CaLa4Si3O13∶Eu紅色熒光粉中添加H3BO3和Li2CO3摩爾比為1∶1時(shí)，與只添加其中任何一種助熔劑相比，X射線衍射峰強(qiáng)度明顯提高，半高峰寬變窄，同時(shí)有效抑制了雜相的生成，降低了燒成溫度，也利于提高紅光發(fā)射強(qiáng)度，說明雙助熔劑更有利于熒光粉結(jié)晶。

雙助熔劑對熒光粉性能的改善體現(xiàn)在雙助熔劑的低共熔點(diǎn)更低，可明顯提高體系的高溫粘滯流動性，使反應(yīng)更充分，更有利于晶粒發(fā)育。但是雙助熔劑因?yàn)榇嬖趦煞N陽離子，異種陽離子的存在可能會對熒光粉性能產(chǎn)生不利影響，因此雙助熔劑摻雜對兩種助熔劑的種類和用量有一定的要求。

5 結(jié)語與展望

助熔劑在硅酸鹽熒光粉中的作用是至關(guān)重要的，它對熒光粉的性能影響很大，因此，選擇合適的助熔劑及其用量是得到性能優(yōu)異熒光粉樣品的前提。目前助熔劑在硅酸鹽熒光粉中的應(yīng)用研究已十分普遍，但在實(shí)際應(yīng)用中還有以下問題待深入研究：

(1)針對不同的熒光粉體系選擇合適的助熔劑及其用量，建立合理的硅酸鹽熒光粉體系和助熔劑資料庫，為硅酸鹽熒光粉的制備提供重要依據(jù)。

(2)助熔劑的種類及其用量應(yīng)該和制備工藝相結(jié)合，不同的助熔劑及其用量會影響到熒光粉合成的溫度，從而影響產(chǎn)品性能；同樣的熒光粉體系經(jīng)不同的方法制備也可能會需要不同的助熔劑。

(3)加強(qiáng)助熔劑在熒光粉體系中的作用機(jī)理研究，助熔劑對熒光粉性能的提高作用是因?yàn)榈腿埸c(diǎn)，還是小的陽離子半徑，或者是助熔劑中陽離子與基質(zhì)陽離子的相互作用，分清不同體系中最佳助熔劑及其用量的作用機(jī)理對選擇合適的助熔劑有重要的指導(dǎo)作用。