Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺作为具有优异黄色荧光发射特征的铝酸盐系列荧光粉,可与InGaN（蓝光）芯片封装形成白光LED,这也是目前白光LED商业化最成熟的荧光粉。然而,Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉的热稳定性仍不理想,在高结温（一般80¹40℃）条件下工作一段时间后,荧光粉的发光效率将逐渐降低甚至造成永久性破坏形成光衰,影响了白光LED的色品和亮度,不利于其在大功率设备中的应用。已有研究表明,包覆可以有效提高荧光粉的热稳定性,改善其热致光衰现象,但目前有关Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉热致光衰现象的研究较少,相应的热致光衰微观机理仍不明确,导致表面包覆改善荧光粉热致光衰的微观机制不是非常清楚。因此,本实验有必要对Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉的热致光衰机理有一个更加深入的研究,并以此为理论依据,阐明表面包覆改善荧光粉性能的微观原因,使之形成较为完整的理论体系,为本领域其它改性研究提供理论依据。为阐明Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺的热致光衰微观机理,本论文通过在600¹200℃的温度梯度下对荧光粉各保温1 h,采用X射线衍射（XRD）、荧光光谱（PL）、热释光谱（TL）、X射线光电子能谱（XPS）和红外光谱（FTIR）等技术考察了荧光粉在热处理过程中的晶格畸变、微观结构及成分变化、缺陷特征和发光性质,建立表面或体相微观结构变化与发光强度衰减之间的有效构效关系,在此基础上分析并提出基于微观结构变化的热致光衰机理。研究表明:（1）高温热处理未改变Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉的物相,但随着温度的升高,荧光粉晶格产生了明显的畸变。（2）通过对比不同热处理温度下样品的发射光谱,可以发现随着热处理温度的升高,Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉的发射强度呈逐渐降低的趋势,且温度越高发光强度衰减速率越快。（3）热释光谱与X射线光电子能谱分析结果表明,Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉在热处理过程中产生了明显的微观结构调整,位于112℃和248℃的缺陷能级随温度的升高逐渐被消除,部分激活剂离子Ce³⁺被氧化成Ce⁴⁺,此外[AlO₄]结构逐渐向[AlO₆]结构转变,这证明随着热处理温度的升高,荧光粉的微观畸变程度也随之加剧。综合以上结果,我们可知Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉热致光衰的根本原因是由激活剂离子Ce³⁺的氧化和微观结构畸变共同作用所导致的,在此基础上提出了Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉热致光衰的微观结构畸变机理。为探究包覆改善Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉热稳定性的原因,本实验采用基于尿素水解条件下的异相成核均匀沉淀法分别在荧光粉表面上包覆不同理论包覆量的SiO₂、Al₂O₃和MgO,通过SEM-EDS、TEM、XRD、FTIR、PL等技术考察了包覆膜层对荧光粉的发光强度和热稳定性的影响,分析发光强度与热稳定性随着理论包覆量升高而呈现的变化趋势,在此基础上阐明包覆改善热致光衰的根本原因,结合前面提出的热致光衰微观机理,分析并提出表面包覆改善热致光衰的微观作用机制。实验结果表明:（1）采用异相成核均匀沉淀法成功在Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉表面包覆上了一层均匀、致密的氧化物（SiO₂、Al₂O₃和MgO）,且包覆效果良好,氧化物以键合的方式紧密地吸附在荧光粉表面上。（2）热释光谱分析结果证明,随着理论包覆量的增加,Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉的热释光峰强度逐渐降低,荧光粉表面晶格缺陷逐渐被无机包覆物修复,微观结构畸变得到了抑制。（3）发光性能和热稳定性测试表明,包覆物未明显提高Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉的发光性能,但有效改善了荧光粉的热稳定性,提高了其对热致光衰的抵抗能力,尤其当SiO₂、Al₂O₃和MgO的理论包覆量分别为4%、6%、6%时抗热致光衰效果最佳。（4）综合以上结果,结合前面提出的热致光衰微观机理,我们发现表面包覆改善热致光衰的根本原因在于膜层对空气中氧气的隔绝以及对荧光粉表面晶格缺陷的修复或弥补,抑制了激活剂离子(Ce³⁺)的氧化和微观结构畸变的产生与扩展,从而保障了Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉发光亮度的稳定。在此基础上,我们提出了包覆改善热稳定性的表面缺陷/畸变修复机理。