第1章　绪论

1.1　发光材料

发光是指物体不经过热阶段而将其吸收的能量直接转换为非平衡辐射的现象［1］。当物体受到如光照、外加电场或电子束轰击等的激发后，吸收外界能量，处于激发状态，它在跃迁回到基态的过程中，吸收的能量会通过光或热的形式释放出来。如果这部分能量是以光的电磁波形式辐射出来，称为发光。发光和晶体内部的缺陷、能带结构、能量传递、载流子迁移等微观性质和过程密切相关［2］。在某种类型激发作用下能够发光的物质叫发光材料［3］。发光材料种类繁多，自然界中很多物质都具有不同程度的发光现象。发光材料有无机物，有机物；有固体，也有液体和气体。当代显示技术中实际应用的发光材料，主要是固体无机化合物。

1.1.1　发光材料分类

对固体发光材料而言，按照激发光源的不同可以分为以下几种类型［4～6］。

（1）光致发光材料

在光的照射或激发下能够发光的材料称为光致发光材料。通常人们所说的发光就是指光致发光。它一般经历光的吸收、能量传递和光的发射三个过程。不同的基质结构，发光离子在禁带中形成的局域能级的位置不同，在光激发下，会产生不同的跃迁，发出不同波长的光。平板显示用发光材料、灯用发光材料、长余辉发光材料均属于光致发光材料。

（2）X射线发光材料

当发光材料受到X射线激发时，基质晶格中会产生大量的二次电子，通过电子空穴复合或激子的迁移，它们直接或间接地激发发光中心，发光中心再将所吸收的能量有效地转化为紫外线或可见光辐射。它所发出的射线光子能量非常大，激发效率随发光基质材料对X射线吸收系数的增大而提高。

（3）电致发光材料

电场直接作用在物质上而产生的发光现象，是电能转变为光能的过程。电致发光没有热辐射产生，电致发光材料是一种主动发光型冷光源。在电场作用下，通过内部电子的迁移实现与空位或电离原子的复合而产生发光现象。一般都经历电场激发、能量传递到发光中心、发光中心产生光发射三个过程。

（4）应力发光材料

应力发光是指将机械应力施加在固体材料上而产生的发光现象。这种机械应力可以是断裂、摩擦、挤压、撞击等形式。比较激烈的应力发光现象在地震时可以明显地观察到。但在许多材料中，这种发光的强度十分弱，一般很难检测到。应力发光可以分为断裂发光、弹性形变发光、非弹性形变发光三种类型。非破坏性的应力发光一般只有在少数材料中才能观察到。由于发光强度低，应力发光离实际应用还有一段距离［7，8］。

（5）阴极射线发光材料

通过阴极射线管产生的高能电子束激发产生发光的物质被称为阴极射线发光材料。高速的电子射入到发光材料的晶格后，由于一系列的非弹性碰撞而形成二次电子，其中一部分由于二次发射而损失掉，而大部分电子激发发光中心，以辐射或无辐射跃迁形式释放出所吸收的能量，这些跃迁间的比例决定了发光的效率。它主要应用于示波管、飞点扫描管、雷达指示管、彩色及黑白显像管等方面［9］。

另外，如果按照应用范围进行分类，发光材料又可分为照明材料，如灯用发光粉；显示材料，包括阴极射线发光材料和平板显示材料；检测材料，如X射线发光材料和闪烁体等。

1.1.2　发光材料的组成

发光材料一般由基质和激活剂组成，在一些材料中还掺入其它杂质离子来改善发光性能，如共激活剂、敏化剂、助熔剂、电荷补偿剂等。

基质是发光材料的主体，起到禁锢激活离子和吸收能量的作用。在荧光材料中，有的基质仅起到禁锢激活离子的作用，而有的基质同时发挥禁锢激活离子和吸收能量的作用。在稀土发光材料中，一些稀土离子如La3+、Gd3+、Y3+的4f层电子为全充满、半充满或全空，本身不具有荧光特性，一般多用作发光材料的基质组分［10～12］。

激活剂在荧光材料中的含量非常少，一般为基质材料的万分之几到百分之几，但激活剂在发光材料的发光过程中却起着核心作用。在一种发光材料中，可能有一种激活离子也可能有两种或两种以上的激活离子。

自激活型发光材料中一般不需加激活剂，形成的是结构缺陷型发光中心，如CaWO4中的，YVO4∶Eu3+中的V，这些酸根离子非常容易吸收激发能，其本身就能够作为发光中心，也可以将能量传递给别的发光中心［13，14］。但大多数发光材料都属于激活型发光，在合成这种材料的过程中，常常需要向基质中掺入激活剂以取代基质晶格离子，形成杂质缺陷型发光中心，稀土离子在发光材料中形成的发光中心就属于这种类型，红色发光材料YBO3∶Eu3+，YBO3为基质，Eu3+为激活剂。激活剂对特定的基质起激活作用，使原本不发光或发光很弱的材料产生发光，虽然它的含量非常小，但却起着核心的作用。

有的激活离子可能并不起发光的作用，仅起能量传递的作用，将能量通过自身离子传递给另一种离子，起到增强发光强度的作用，这种离子称为辅助激活剂或敏化剂。有的激活剂离子既参与发光，同时又对其它的激活离子具有敏化作用。在稀土离子中，位于Gd3+两侧的Sm3+、Eu3+、Eu2+、Tb3+、Dy3+和Ce3+主要作为激活剂和敏化剂使用；另外，Nd3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+可用作上转换材料的激活剂和敏化剂。

敏化发光是晶体中能量传输的一种常见现象。通常把一种杂质中心吸收的能量转移到另一种中心，而使后者发光的现象称之为杂质敏化，如果基质起到敏化剂的作用，则这种现象叫做基质敏化。高效VUV荧光粉对VUV光子具有较强的吸收能力并且能把吸收的能量有效地传递到发光中心。因而，筛选VUV激发下发光中心的敏化剂是提高真空紫外荧光粉发光效率的一种有效途径。如对于Eu3+为激活剂的荧光材料，其中一方面是筛选VUV激发下能够有效向Eu3+传递能量的基质；另一方面是筛选能够有效敏化Eu3+发光的敏化剂。

在荧光材料的合成过程中，激活离子进入基质晶格的过程存在着电荷的增加或减少。为了达到电荷平衡，有利于激活剂离子进入基质晶格，人们往往向发光材料中引入另外一种杂质，这种杂质起到补偿激活剂进入基质晶格所增加或减少电荷的作用［15～17］，被称为电荷补偿剂。电荷补偿剂一般为碱金属阳离子，如Li+、Na+、K+和卤离子F-、Cl-、Br-等。

1.1.3　发光材料的应用

1.1.3.1　平板显示技术中的应用

信息显示技术是将图像、图形、数据和文字等各种形式的信息作用于人的视觉而使人感知的手段。它的实现是依靠光电显示器件和发光材料来完成的。它的发展是以发光材料的发展为基础。发光材料是信息显示技术的核心部分，通过发光材料将电信号转变成光信号。而稀土发光材料在显示技术中占有重要地位［18～20］。

等离子显示器（PDP）是一种新颖直视式图像显示器件，作为一种新兴的显示器件，有着广泛的应用前景［21］。等离子体显示器以其出众的图像效果、独特的数字信号直接驱动方式而成为优秀的视频显示设备和高清晰的电脑显示器，它将是高清晰度数字电视的最佳显示屏幕。等离子体平板显示所用的真空紫外光激发下的三基色荧光粉，是实现彩色等离子体平板显示的关键材料之一。目前PDP荧光粉中最常用的三基色荧光粉是：红粉（Y，Gd）BO3∶Eu3+，绿粉Zn2SiO4∶Mn2+，蓝粉BaMgAl10O17∶Eu2+。其中红粉（Y，Gd）BO3∶Eu3+的发光主要是Eu3+的磁偶极跃迁，主发射峰为5D0→7F1跃迁发射的593nm左右的橙色光，色纯度较差。Zn2SiO4∶Mn2+的余辉时间太长，与理想的余辉时间1～5ms相差太远，这样就容易在显示中产生拖尾现象，因而不宜用于PDP的显示。蓝粉BaMgAl10O17∶Eu2+存在的主要问题是热稳定性和抗VUV辐射的能力比较差。所以提高PDP用稀土荧光粉的发光效率以及研制新型PDP用发光材料是一个亟待解决的问题。

场发射显示（FED）是将真空微电子管应用于显示的技术，它具有亮度高，视角宽，工作温度范围大和平板显示质量轻，体积小，功耗小的优点。FED由于潜在的优良特性而引起越来越多人的兴趣和关注，对FED荧光粉的研究也成为热点。FED用荧光粉不仅要有较高的光效和良好的发光亮度饱和性的要求，FED还要求荧光粉的导电性、稳定性、形貌特征等具有特定的要求。这方面的研究虽然取得了一些进展，但目前还没有真正能在低压电子束激发下能够满足显示要求的三基色荧光粉。目前研究主要围绕以下两方面［22］：①对现有荧光粉进行改进，使其符合FED荧光粉的要求，主要是对荧光粉的表面状态进行改良，以获得导电性和稳定性较好的FED荧光粉；②以稀土离子或过渡金属离子为激活剂并兼顾发光性能和导电性的新型荧光粉的研制与开发。

1.1.3.2　照明领域中的应用

灯用发光材料自20世纪70年代末实用化以来，促使稀土节能荧光灯、金属卤化物灯向大功率、小型化、低光衰、高光效、高显色、无污染、无频闪、智能化方向发展。其中三基色荧光粉制成的节能灯，由于光效高于白炽灯二倍以上，光色好，受到世界各国的重视。

稀土荧光粉用于高压汞灯中已有多年，其原理是利用氩气在汞蒸气中的放电作用，它的光强度高于荧光灯。铕离子激活的钡酸钇荧光粉起改善光色作用，高压汞灯主要应用于街道和工厂照明。

低压汞蒸气放电荧光灯俗称日光灯，是主要的照明光源之一。但是在荧光灯的生产、运输和使用过程中，不可避免地会有灯管破碎，汞流散造成对环境的污染，灯管废弃后也会对环境造成污染。为了避免汞的使用，无汞荧光灯被推荐使用。无汞荧光的工作原理与PDP相似，利用氙气以及氙-氦混合的稀有气体在高压下放电产生的真空紫外光（主要是147nm和172nm）激发三基色荧光粉，是一种低成本的绿色照明方式。

最典型的就是紧凑型节能荧光灯，它将灯用稀土红色、绿色、蓝色荧光粉，按一定的比例科学配置混合均匀后涂敷，制成不同色温的稀土三基色荧光灯。用于PDP中的高亮度，能量转换效率高的真空紫外线发光材料也可用于照明灯中。

发光材料除了应用于前面所述的照明和显示技术之外，还广泛应用于军事、医学、农业等各个方面，并正在向其它新兴技术领域拓展。

1.1.4　稀土发光材料

1.1.4.1　稀土离子的电子结构和能级跃迁

稀土元素是指元素周期表中57～71号的镧系元素加上同属IIIB族的钪Sc和钇Y，共17种元素。钪和钇的电子层构型分别为Sc：［Ar］3d14s2和Y：［Kr］4d145s2。镧系元素原子的电子层构型为：［Xe］4f0～145d0～16s2。镧系元素电子层结构的特点是电子在倒数第三层的4f轨道上填充，4f轨道的角量子数是l=3，磁量子数m可取0、±1、±2、±3等7个值，故4f层具有7个轨道。根据Hund规则，对于同一电子亚层，当电子为全充满、半充满和全空时，原子或离子比较稳定。因此，镧系元素的化合价除了+3价外，还有+4和+2价较稳定的价态。

在稀土发光材料中，研究较多的是+3价态的离子，大部分+3价离子的吸收和发射光光谱来自于内层的4f-4f跃迁，由于稀土离子4f轨道处于离子的内部，被外部的5s和5p轨道所屏蔽，所以基质晶格对电子组态的光吸收跃迁的影响很小，在光谱中它的发射跃迁呈线状光谱。由于这种跃迁的宇称性没有改变，所以激发态的寿命很长，大约为10-3s。根据光谱选择规律，这种Δl=0的电偶极跃迁原本属于禁阻的，但由于稀土离子邻近环境的对称性及所处晶格的影响，可使4f轨道与其它轨道产生部分耦合，从而这种禁阻被部分解除，使原本是禁阻的4f-4f跃迁变为允许的。

除了4f-4f跃迁外，+3价镧系离子Ce3+、Pr3+、Tb3+等还有d-f跃迁，这种跃迁Δl=1，所以该跃迁是选择定律允许的，d-f跃迁的特点是其光谱呈宽带，强度较高，荧光寿命短。由于5d处于外层，所以d-f跃迁受晶体场影响较大。

由于在稀土离子的激发光谱中，其4f-4f跃迁强度较弱，不利于吸收激发能。为了提高稀土离子的发光效率，可利用它们的d-f跃迁和电荷迁移带的较宽的吸收谱带以提高对激发能的吸收，然后将这部分能量传递给稀土激活离子，这是提高稀土离子发光效率的重要途径。

在17种稀土元素中，对Eu3+的研究最多，它是应用最广泛的一种红色发光材料的激活剂［23～25］。Eu3+为激活剂的发光材料被广泛用作照明光源、平板显示器和检测等方面。Eu3+具有4f6电子组态，能级结构简单，发光单色性好，量子效率高。在无机发光材料中，Eu3+的可见光发射主要为5D0→7FJ（J=0，1，2，3，4，5，6）的跃迁，其中最强的跃迁为5D0→7F1的磁偶极跃迁或5D0→7F2的电偶极跃迁，两者强度之比取决于Eu3+在该发光材料中所占据位置的对称性的高低［26～28］。对称性高，以磁偶极跃迁5D0→7F1为主，发橙色光（约593nm）；对称性低，则以电偶极跃迁5D0→7F2为主，发出红光（约618nm），而其它跃迁均较弱。在荧光粉的应用领域，要求红色荧光粉具有高的色纯度，因此，对于Eu3+为激活剂的发光材料，希望实现电偶极跃迁5D0→7F2的强度大，而磁偶极跃迁F1的强度弱，两者强度之比红/橙（R/O）值越大，色纯度越好。这样对基质结构的对称性就提出了要求。如目前广泛应用的（Y，Gd）BO3∶Eu3+红色荧光粉，虽然具有高的发光效率，但由于Eu3+在基质晶格中主要占据了对称性格位，其发光主要是Eu3+的磁偶极子跃迁，最强发射峰为5D0→7F1跃迁发射的593nm的橙色光，色纯度不高。所以，科技工作者进行了大量的研究，改进合成方法，增强Eu3+的5D0→7F2跃迁强度，以提高（Y，Gd）BO3∶Eu3+荧光粉的色纯度［29，30］。

1.1.4.2　稀土离子电偶极跃迁的Judd-Ofelt理论

研究发现晶体中稀土离子的光谱大部分来自4f组态内电子的跃迁，多数具有电偶极的性质。为了解释发光晶体中稀土离子4f-4f组态内的电偶极跃迁，Judd和Ofelt假设有某种非中心对称的相互作用，使4f组态和具有相反宇称的态混杂，而产生电偶极跃迁。推导了跃迁概率表达式，后来被称为J-O理论或J-O模型，用于对实际稀土发光材料进行定量计算。

实践说明了J-O理论的正确性，它是目前能在一定精确范围内定量计算稀土离子发光强度的唯一理论方法。跃迁概率决定光谱线强度，两个能级之间的跃迁概率、跃迁截面、辐射寿命、荧光强度、荧光分支比、量子效率等等，这些参数都是重要的发光参数。但是实验测定有时不太容易，但可以通过J-O理论的计算来确定。

对于Eu3+掺杂的稀土发光材料，根据Judd-Ofelt理论，强度参数ΩJ（J=2，4，6）可通过Eu3+的发射光谱计算获得。Eu3+的电偶极跃迁与磁偶极跃迁强度比可以表示如下［31，32］：

式中　　——5D0→7FJ跃迁的光谱面积；

——5D0→7F1跃迁的光谱面积；

vJ——电偶极跃迁的平均频率；

vmd——磁偶极跃迁的平均频率；

Smd——磁偶极跃迁谱线强度；

e——电子带的电量；

n——基质折射率；

<5D0‖U（J）‖7FJ>2——相应跃迁分量的平方约化矩阵元。

实验结果发现，与5D0→7F2跃迁相比，5D0→7F4，6跃迁是很弱的电偶极跃迁，所以强度参数Ω4和Ω6可以忽略。根据Judd-Ofelt理论，强度参数Ω2和晶体场对称性有关，也就是说，Ω2数值越大，材料的共价性越强，对称性越低［31，33，34］。

1.1.5　发光材料的制备方法

基于人们对发光材料理论研究和实际应用的需要，对发光材料的性能提出了各种要求。而合成方法是影响发光材料性能的重要因素之一。经过长期的研究实践，人们探索了发光材料的多种合成方法及存在的优缺点，主要有以下几种。

1.1.5.1　高温固相反应法

高温固相反应法是合成发光材料最传统的方法。该方法操作简便、工艺成熟、利于工业化生产。它的主要过程是，将反应原料按一定比例充分混合，研磨均匀，然后在一定温度、气氛和时间条件下进行焙烧，最后经研磨、过筛制得所需粉体材料。用此方法制备的发光材料具有晶化程度高、表面缺陷少等优点。（Y，Gd）BO3∶Eu3+红色发光材料的高温固相合成就是将化学计量比的反应物Y2O3，Gd2O3，Eu2O3和H3BO3充分混合研磨，然后在1000～1200℃焙烧而制得［35］。高温固相合成中，焙烧是形成发光中心的关键步骤。它的主要作用是使基质组分间发生化学反应，形成某一晶体的基质；激活剂进入基质，使之处于基质晶格的间隙或取代晶格原子。焙烧温度及时间等条件直接影响着材料的发光性能。

固相反应的条件是反应物必须相互接触，因为反应合成固体材料是通过传质实现的，如果反应速度和扩散速度慢，反应不易进行完全，组成和粒度分布不均匀，所以需要较高的反应温度和较长的反应时间，焙烧后生成的晶粒团聚严重，为了满足涂管等后续工艺的需要，需经过长时间球磨减小发光材料粒径。在研磨过程中，发光材料晶型被严重破坏，使发光性能下降，光衰比较大。杨水金等［36］以高温固相反应法在1400～1600℃的高温电炉中制备LaPO4∶Eu3+发光材料。结果表明，利用该方法合成的稀土发光材料LaPO4∶Eu3+余辉时间长，利于工业化生产，但是粒子团聚严重，粒径分布不均匀，难以获得球形颗粒。为了促进高温固相反应的进行，可以采用添加助熔剂的办法，如在高温合成BaMgAl10O17∶Eu2+荧光粉时，在反应体系中加入AlF3或H3BO3，可以降低合成温度、提高发光强度［37，38］。但助熔剂的使用往往加重了产物的烧结程度，而且容易引入色心等缺陷，还会因助熔剂的挥发对高温炉造成污染。因此，研究人员正在积极研究新的合成发光材料的方法控制晶粒的大小和分布范围。

1.1.5.2　水热合成法

水热法就是以水作为媒介，在密闭容器中高压条件下制备材料的一种方法。水热法中，水处于高压状态，温度高于它的正常沸点，在高压条件下加速反应。在高温高压下，水热法为各种前驱物的反应和结晶提供了一个在常压条件下无法得到的特殊的物理、化学环境，使得前驱物在反应系统中得到溶解，达到一定的过饱和度，形成原子或分子生长基元，进行成核结晶生成粉末。

1990年，Kutty等［39］首次报道了用水热法合成硼铝酸盐发光材料。何玲等［40］用水热法制备出YBO3∶Eu3+荧光粉，得到了具有玫瑰花形、片状、球形的颗粒，在254nm的紫外光激发下，球形Y0.95Eu0.05BO3荧光粉最强发射峰位于598nm处，属于Eu3+的5D0→7F1的磁偶极跃迁，发光强度是固相反应所得样品的1.5倍。Guohui Pan等［41］采用水热法制备了纳米级YBO3∶Eu3+荧光粉，并表明纳米级YBO3∶Eu3+荧光粉中Eu3+占据内部的和表面的两种对称性格位。Xiao-Cheng Jiang等［42］通过简单的水热路线，合成了均一的“鼓状”的YBO3∶Eu3+荧光粉晶体，反应中加入的NH4Ac对控制荧光粉形貌起了重要作用。

水热法与传统的固相法相比，具有合成温度低、反应组分均匀、产物粒径小且形貌可控程度高等优点。用该方法制备的荧光粉，可以提高发光体的相对发光强度和相对量子效率，可大幅度提高其掺杂浓度。

由于水热法只适用于氧化物材料或少数一些对水不敏感的硫化物的制备，若以有机溶剂代替水，在新的溶剂体系中设计新的合成路线，可以扩大水热法的应用范围。

1.1.5.3　溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法（sol-gel）是20世纪60年代发展起来的制备无机材料的新工艺，它的基本原理是：将无机盐、金属醇盐或其它有机盐溶于溶剂（水或有机溶剂）中形成均质溶液；溶质与溶剂发生水解、醇解或螯合反应，反应产物聚集成1nm左右的粒子并形成溶胶；溶胶经蒸发干燥转变成凝胶；凝胶再经过焙烧等过程转化为最终产物。sol-gel的化学反应条件温和，成分容易控制，反应活性高，焙烧温度比传统固相反应法低，所得产品纯度高，国内外有许多学者探索了用该法合成稀土掺杂的荧光粉并研究了其发光性能［43～47］。Morimo R等［48］通过对比实验证明这种方法在降低烧结温度、均匀掺杂等方面均优于固相反应法。Diallo P T等［49］采用溶胶-凝胶法合成了结晶性和发光效率良好的CaTiO3∶Pr3+红色长余辉发光材料。溶胶凝胶法可以实现在分子水平上混合、组成精确，因而激活离子能更均匀地分布在基质晶格中，不但可以提高荧光粉的发光性能，而且可以控制颗粒尺寸，产物颗粒细而且均匀，粒径分布窄；荧光粉掺杂更均匀，晶格更完善，从而降低了能量在传递过程中向猝灭中心的传递概率，提高了产物的猝灭浓度和发光亮度。但是该方法同样需要800℃以上的高温，本质上和固相反应类似。操作过程复杂，反应过程不易控制，反应周期长。

1.1.5.4　燃烧法

燃烧合成法是指材料通过前驱物的燃烧制备材料的一种方法。是一个高放热的化学体系经外部点燃诱发局部化学反应，使化学反应持续蔓延，直至整个反应体系，最后达到合成所需材料目的的技术［50，51］。

燃烧合成反应充分利用化学反应本身放出的热量，在合成过程中温度可达数千摄氏度，是一个节能的技术。燃烧法合成发光材料具体的过程是将反应物和助燃剂溶于水，充分搅拌均匀并浓缩制备成前驱物，将前驱物放进坩埚置于一定炉温的高温炉中，当前驱物达到放热反应的引发温度时，以某种方式点燃，随后反应由放出的热量维持，燃烧产物即为所需合成产物。Zhijian Yu等［52］采用燃烧法，以乙酸为燃烧剂加热到1000℃反应30min，制备的（Y，Gd）BO3∶Eu3+红色荧光粉具有高的色纯度。陈哲等［53］以燃烧法合成了PDP用荧光粉BaMgAl10O17∶Eu，表明该法具有合成温度低，反应时间短，所得产物纯净且颗粒细小，发光强度高等优点。

1.1.5.5　微乳液法

微乳液法是利用两种互不相溶的溶剂（有机溶剂和水溶液）在表面活性剂作用下形成一个均匀的乳液，液滴尺寸控制在纳米级，从乳液滴中析出固相的纳米材料的制备方法。此法可使成核、生长、聚结、团聚等过程局限在一个微小的球形液滴内形成球形颗粒，避免了颗粒间进一步团聚。

该方法是将两种反应物分别溶于组成完全相同的两份微乳液中，然后在一定条件下混合。两种微乳液的相互碰撞发生物质交换，在水核中发生化学反应，在微乳液界面强度较大时，反应产物的生长将受到限制，如微乳液颗粒大小控制在几个纳米，则反应产物以纳米微粒的形式分散在不同微乳液中，且稳定存在。通过超速离心使纳米微粒与微乳液分离，再以有机溶剂清洗以除去附着在微粒表面的油和表面活性剂，最后在一定温度下进行干燥处理，即可得纳米微粒。

Qiu Guanming等［54～56］采用微乳液法及微乳液与沉淀结合的方法制备了长余辉发光材料SrAl2O4∶Eu。合成的荧光粉粒径小，粒度分布均匀，通过控制表面活性剂用量及其它条件可以制备颗粒形态和大小不同的荧光体颗粒。

微乳液法分油包水型（W/O）和水包油型（O/W）两种。每个水相微区相当于一个微反应器，液滴越小，产物颗粒越小。这种非均相的液相合成法具有粒度分布较窄并容易控制等特点；而且采用合适的表面活性剂吸附在纳米粒子表面，对生成的粒子起稳定和防护作用，防止粒子进一步长大，并能对纳米粒子起到表面化学改性作用；还可以通过选择表面活性剂及其助剂控制水相微区的形状，从而得到不同形状的纳米粒子。但其缺点是产量少，制备过程需要大量的有机溶剂，不适合大量的材料制备。

1.1.5.6　化学沉淀法

化学沉淀法是在原料溶液中添加适当的沉淀剂，使得溶液中的离子形成各种形式的沉淀物，然后再经过滤、洗涤、干燥、加热分解等工艺过程而得到发光材料粉体。在沉淀法中选用的沉淀剂一般为草酸［57，58］、碳酸氢铵或碳酸铵［59，60］、尿素［61，62］等。在用沉淀法合成发光材料的操作过程中，沉淀剂溶液体系和金属盐溶液体系的选择及其浓度、沉淀pH、沉淀温度、分散剂和表面活性剂的选择、沉淀剂溶液和金属盐溶液的混合方式、洗涤条件、干燥条件、焙烧的温度和时间等因素，影响着发光材料的颗粒形貌、粒径、发光亮度等［63］。

化学沉淀法是工业上大规模生产中用得较多的一种方法，工艺易于控制［64］。许多研究人员探索了用沉淀法制备发光材料并考察了沉淀过程各因素对粉体发光性能的影响［65～68］。Chang等［69］采用（NH4）2HPO4作沉淀剂，共沉淀法制备LaPO4∶Tb3+，Ce3+绿色荧光粉。该方法制得的LaPO4∶Tb3+，Ce3+绿粉灼烧温度为900℃，比一般固相法低200～300℃，且无杂相，颗粒适中，亮度接近国产铝酸盐绿粉，可应用于稀土三基色荧光灯中。Zhang Zhanhui等［70］以碳酸铵为沉淀剂，采用共沉淀法1300℃制备了发光强度高、抗劣化性能优良的BaMgAl10O17∶Eu2+荧光粉，比高温固相法降低300℃。

化学沉淀作为一种液相手段可以在分子尺度上均匀混合各组分，在硼酸盐、铝酸盐、稀土氧化物等荧光粉合成中具有一定优势。化学沉淀法的优点是组分均匀性好，工艺易于控制。缺点是合成路线较长，易引入杂质。

综上所述，各种制备方法均有优缺点，其中有些方法作为探索研究发光材料性质是可行的，但是作为大量制备发光材料的方法尚有许多需要改进的地方，不利于商业化的推广应用。