Ca₂GdZr₂Al₃O₁₂（CGZA）是属于石榴石结构的铝酸盐化合物,化学性质比较稳定,并且具有多个可供激活离子掺杂的点位,是研究白光LED用荧光粉较为理想的基质材料,大部分的传统荧光粉含有N或S两种元素,需要在苛刻的条件下（高温、高压）合成,而有些含F荧光粉的合成过程会对环境造成污染,氧化物类的荧光粉则可以避免这些缺点,因而成为现在的研究热点。本文以 CGZA氧化物作为主要基质,通过掺杂各种激活离子(Mn⁴⁺、Bi³⁺、Tb³⁺、Sm³⁺、Eu³⁺)和改变基质组成,研究荧光粉的发光性能。主要研究内容如下:（1）通过高温固相法合成Ca₂GdZr₂Al₃O₁₂:Mn⁴⁺荧光粉。基质结构分析表明,Mn⁴⁺可以取代Zr⁴⁺而位于八面体点位,可以受到有效激发而发光。在不同的合成温度下,对比XRD和发光强度,确定1500℃为基质的最佳合成温度。当Mn⁴⁺掺杂浓度为0.005（摩尔浓度）时,荧光粉的发光强度最强,发射峰在703 nm处,属于Mn⁴⁺的²E_g→⁴A_2g能级跃迁,激发峰在356 nm和491 nm处,分别对应⁴A_2g→⁴T_1g和⁴A_2g→⁴T_2g能级跃迁,由于Mn⁴⁺的3d电子裸露在最外层,容易受到环境影响,激发峰和发射峰表现为宽峰。通过浓度猝灭公式计算Mn⁴⁺浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用,荧光粉在日光下为灰白色粉末,在荧光灯照射下（约365 nm）发出深红色光,对应CIE坐标点的值为（0.7249,0.2751）。通过计算Mn⁴⁺在基质CGZA中的晶体场强度Dq和Racah参数B和C,表明Mn⁴⁺处于较强的晶体场中。当Mn⁴⁺与Bi³⁺共掺时,Bi³⁺的最强发射光在430 nm处,与Mn⁴⁺在450⁵50 nm处的激发峰有部分重叠,可能存在Bi³⁺到Mn⁴⁺的能量传递,发射光谱表明Mn⁴⁺单掺时的荧光强度均弱于Bi³⁺和Mn⁴⁺共掺时,当Bi³⁺的掺杂浓度为0.02时,Mn⁴⁺的发光强度最强,此时的能量传递效果最好,荧光寿命测试表明,共掺时Mn⁴⁺的荧光寿命在共掺时均略微长于Mn⁴⁺单掺。将基质Ca₂GdZr₂Al₃O₁₂中的Gd换成Y制备Ca₂YZr₂Al₃O₁₂:Mn⁴⁺荧光粉,其发光强度较弱,最强峰在717 nm处,分别添加Bi³⁺和Gd³⁺,制备Bi³⁺-Mn⁺共掺和Gd³⁺-Bi³⁺-Mn⁴⁺三掺荧光粉,Mn⁴⁺的发光强度逐渐增强。（2）通过高温固相法和溶胶凝胶法合成Ca₂GdZr₂Al₃O₁₂:Eu³⁺荧光粉,比较两者荧光性能的区别。首先对溶胶凝胶法得到的干胶进行热分析,在900¹100℃对应一个二级相变过程,其最低的合成温度在这个范围附近,不同合成温度（1100¹400℃）的XRD图谱表明,1200℃可以生成纯相,并且此时的荧光强度最强,为溶胶凝胶法最合适的合成温度,通过测试电镜（高温固相为SEM,溶胶凝胶为TEM）、漫反射、荧光光谱和荧光寿命,比较高温固相法（1500℃）和溶胶凝胶法（1200℃）所合成荧光粉的结构特征及荧光性能。结果表明:高温固相法制备的荧光粉颗粒的最小粒径约为10μm,并且有较多的团聚,漫反射测试表明对光的吸收率较低,但发光强度较强,最佳Eu³⁺掺杂浓度为0.4,此时的荧光寿命为1.357 ms;溶胶凝胶法制备的荧光粉颗粒最小粒径约为200 nm,对光的吸收较高,发光强度较弱,最佳Eu³⁺掺杂浓度为0.6,此时荧光寿命为0.524 ms。用两种方法制备Bi³⁺和Eu³⁺共掺荧光粉,其激发峰和发射峰均有微小的变化,高温固相法调节激发波长从278 nm到311 nm,Bi³⁺的蓝光逐渐增强,而Eu³⁺的红光逐渐减弱,在CIE色度坐标中表现为坐标点从红光区移动到紫光区再到蓝光区,溶胶凝胶法调节激发波长从283 nm到312nm,Bi³⁺的蓝光变化不明显,其它变化规律与高温固相法相同。（3）通过高温固相法合成Ca₂GdZr₂Al₃O₁₂:M(M=Tb³⁺,Sm³⁺,Bi³⁺)荧光粉,首先Tb³⁺单掺荧光粉的最强发射峰在547 nm,激发峰在262 nm,最适掺杂浓度为0.09,而随着掺杂浓度由0.01变化到0.13,荧光粉发光颜色从蓝绿光区移动到绿光区。以低浓度Tb³⁺（0.01）与Eu³⁺（0.01）共掺,可以得到近白光发光荧光粉,其CIE坐标点为（0.3379,0.3601）。Sm³⁺单掺时,410 nm的激发波长对应605 nm的发射波长,而278 nm的激发波长对应619 nm的发射波长,Sm³⁺掺杂浓度为0.05时,发光强度最强。Bi³⁺,Sm³⁺共掺时,调节激发波长（273³10 nm）,发光颜色从橙光区移动到蓝紫光区,Tb³⁺,Sm³⁺共掺时调节激发波长（262²78 nm）,发光颜色从蓝绿光区移动到橙光区。