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固态照明光源被公认为是21世纪的新型绿色照明光源,具有效率高、能耗低、稳定性好、寿命长、无毒环保等优点。固态照明包括白光LED技术及激光照明技术,二者分别利用LED和LD芯片激发荧光材料得到白光。荧光材料的性能在很大程度上决定了白光的质量,因此其研究和开发越来越受到人们的重视。当今社会对高功率、高亮度照明光源的需求使得荧光材料在散热方面面临着严峻的考验,传统的“荧光粉+有机树脂”已经不再适用。在可选的几种荧光材料形式中,荧光陶瓷凭借高的热导率及无需封装的优势受到人们的青睐。但是,相比荧光粉来说,荧光陶瓷的研究与应用起步较晚,目前尚存在着一些问题有待解决。首先,对于常见的Ce3+掺杂的石榴石基荧光陶瓷,其发光效率与国外Osram及Philips公司产品还有一定差距,有待进一步提升。其次,能显著提高白光光源显色指数的红色荧光陶瓷严重缺乏,有待开发。第三,目前研究应用的荧光陶瓷大多是针对蓝光芯片的,与紫外芯片匹配的荧光陶瓷较为少见。针对这些问题,本论文以经典的石榴石体系为基质,稀土Ce3+离子和过渡金属Mn2+/Mn4+离子为发光中心,展开了有关荧光陶瓷的制备及发光性能的研究,内容如下:（1）Lu3Al5O12:Ce3+(Lu AG:Ce3+)荧光陶瓷的结构设计及发光增强。三种设计方案分别为:控制烧结温度在陶瓷内构筑气孔散射中心、加入Al2O3第二相作为散射中心以及利用激光刻蚀在陶瓷表面构筑微孔阵列。以气孔作为散射中心时,控制陶瓷气孔率为2.88%,发光强度最高。以Al2O3为第二相时,10 wt%Al2O3能显著提高陶瓷发光强度;另一方面,复相陶瓷的热导率随Al2O3含量的增加而增加,在加入量为60 wt%时,Al2O3晶粒连通,热导率大大提高,为17.6 Wm-1K-1,但因有效发光中心的减少,发光强度下降。因此,在选择Al2O3含量时应权衡陶瓷的发光效率和热导率。在陶瓷表面构筑的微孔阵列,孔间距越小,陶瓷发光强度越高,不同微孔阵列排列方式的发光增强效果差别较小。比较上述三种方法,增强发光效果为气孔>第二相>表面刻蚀。最终制备得到的Lu AG:Ce3+荧光陶瓷在450 nm激光激发下,光通量随着入射功率密度线性增加,流明效率超过200lm/W。在激光远程激发荧光陶瓷测试中,其静态转换效率和动态转换效率分别为44.4%和50.2%,与飞利浦产品接近。（2）在空气气氛中反应烧结制备Lu AG:Mn4+红色荧光陶瓷,对陶瓷结构及发光性能进行详细研究。利用Mg O作烧结助剂,直接在空气气氛中于1650℃反应烧结制备得到致密度达到99.6%的Lu AG:Mn4+荧光陶瓷。Mg2+掺杂进八面体Al3+格位,使Mn4+-Mg2+替换Al3+-Al3+达到价态平衡。另外,Mg2+离子半径较大,导致Al-O键平均键长增加,改变了Mn4+的晶体场环境,对光谱产生较大影响。Mg2+掺杂量为4 at%以上时,Lu AG:Mn4+荧光陶瓷在紫外和蓝光区均有较强的激发峰,其发射为中心波长位于668 nm的窄带红光。Mn4+的最佳掺杂量为0.3at%,在蓝光激发下的量子效率较高,为47.8%。（3）采用真空烧结结合退火氧化制备Lu AG:Mn4+红色透明荧光陶瓷,系统研究了Mn离子的价态调控和陶瓷的光学性能。以Mg源作为烧结助剂及价态补偿离子,真空烧结后样品中的Mn离子为+2价,在空气气氛中的退火处理只能使部分Mn2+转换为Mn4+。在氧气气氛中退火比空气气氛更容易将Mn2+氧化成Mn4+,且其氧化程度随氧化温度的增加而增加,在1600℃氧化处理时Mn2+才几乎完全转换成Mn4+。所制备陶瓷的透过率随着Mn掺杂含量的增加而增加,当Mn掺杂含量为3 at%时,透过率最高,达到～81%。在高温真空烧结后,样品中的Mn大量挥发,有利于陶瓷内气孔随之向外迁移排出,从而促进陶瓷的致密化烧结。最后,对Lu AG:Mn4+荧光陶瓷的热稳定性及热猝灭机理进行了分析。（4）利用固相反应真空烧结法制备Ca2Lu Hf2Al3O12:Ce3+(CLHA:Ce3+)和Ca2Lu Hf2Al3O12:Ce3+,Mn2+(CLHA:Ce3+,Mn2+)紫外激发荧光陶瓷,并对其成相过程、微观结构和发光性能进行了详细分析。CLHA陶瓷的成相过程较Lu AG复杂得多,在烧结过程中会生成多个中间相然后再转变成CLHA。最后制备得到的CLHA陶瓷结晶性良好,气孔完全消除,但含有少量第二相,呈半透明状态。CLHA:Ce3+和CLHA:Ce3+,Mn2+荧光陶瓷均呈现出中心波长位于330 nm和400nm的两个宽带激发峰,与～400 nm的近紫外芯片完美匹配。CLHA:Ce3+的发射峰中心波长位于478 nm～495 nm,Ce3+最佳掺杂浓度为1 at%,量子效率最高为53.9%;热稳定性良好,在450K时,发光强度保持为室温的71%。CLHA:Ce3+,Mn2+荧光陶瓷除了有Ce3+的青绿光发射峰,还有Mn2+的中心波长位于～580 nm的橙光发射峰,量子效率最高为36.0%;在450K时,发光强度保持在室温的67%。两种荧光陶瓷均可以被紫外LD激发,光通量随着入射功率增加线性增加,有希望应用于紫外激光照明。