CN101423759A - 基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于照明与显示技术的长余辉荧光粉，特别是一种基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉。它是化学式为(Ba_1－xEu_x)₂SiO₄－ySi₃N₄－zBaCO₃的以稀土二价铕离子激活的氮氧化物，式中，0.001≤x≤0.05；0.01≤y≤2；0.01≤z≤10。本发明涉及的长余辉荧光粉为发射峰为490nm～505nm的蓝绿色荧光粉，该种荧光粉可有效的满足目前基于阴极射线管激发的蓝绿色荧光粉的市场需求，且本发明长余辉荧光粉具有较好的抗高温辐照性能。

Description

基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于照明与显示技术的长余辉荧光粉，特别是一种可被阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉及其制备方法。

背景技术

目前，可被阴极射线激发的长余辉荧光粉大多数以橙红色为主，而能够产生绿色余辉的该类荧光粉比较少，且抗高温辐照特性较差。不能满足该技术领域的需求。

发明内容

本发明的目的是为了提出一种基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉及其制备方法，该蓝绿色长余辉荧光粉具有较高的抗高温辐照性质，适用于照明与显示技术，特别军事雷达示波器的显示屏上。

本发明基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉，是化学式为(Ba_1-xEu_x)₂SiO₄-ySi₃N₄-zBaCO₃的以稀土二价铕离子激活的氮氧化物，式中，0.001≤x≤0.05；0.01≤y≤2；0.01≤z≤10。

其式中x、y、z值为x＝0.01，y＝1，z＝4时，该材料性能最佳。当被阴极射线管激发而撤掉激发光源后具有最强的初始衰减强度和最长的衰减时间，其余辉的发射位置为505nm。

本发明基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

a.按权利要求1所述化学式中(Ba_1-xEu_x)₂SiO₄的各元素的摩尔比称取碳酸钡、二氧化硅、氧化铕，研磨混匀后，放入到管式炉中，在还原气氛下培烧，培烧温度为1200℃-1300℃，培烧时间为3-4小时，培烧后自然冷却获得中间化合物硅酸钡(Ba_1-xEu_x)₂SiO₄；

b.再按权利要求1所述化学式(Ba_1-xEu_x)₂SiO₄-ySi₃N₄-zBaCO₃中(Ba_1-xEu_x)₂SiO₄、Si₃N₄和BaCO₃的摩尔比称取步骤a所获得的硅酸钡和碳酸钡、氮化硅，研磨混匀后，放入到管式炉中，在还原气氛下培烧，培烧温度为1300℃-1500℃，培烧时间为3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的在阴极射线管激发下发射蓝绿色的长余辉荧光粉。

本发明涉及的长余辉荧光粉为发射峰为490nm～505nm的蓝绿色荧光粉，该种荧光粉可有效的满足目前基于阴极射线管激发的蓝绿色荧光粉的市场需求，且本发明长余辉荧光粉具有较好的抗高温辐照性能。

附图说明

图1是实施例6所制备的长余辉荧光粉的余辉发射光谱图；

图2是实施例6所制备的长余辉荧光粉的余辉衰减曲线图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明内容作进一步详细描述。

本发明基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉，是化学式为(Ba_1-xEu_x)₂SiO₄-ySi₃N₄-zBaCO₃的以稀土二价铕离子激活的氮氧化物，式中，0.001≤x≤0.05；0.01≤y≤2；0.01≤z≤10。

以下是对不同x、y、z值情况下的材料制备。

实施例1

x＝0.001，y＝0.01，z＝0.01时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4572g SiO₂和0.02702g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在5％N₂+95％H₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.999Eu_0.001)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉2g，0.0077gSi₃N₄和0.0215gBaCO₃与上述所得的Ba₂SiO₄:Eu²⁺一起研磨混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出后研碎即得体色为绿色的蓝绿光发射荧光粉。其余辉为490nm的蓝绿光。

实施例2

x＝0.01，y＝1，z＝0.5时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4613g SiO₂和0.02702g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.99Eu_0.01)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉2.0g，0.7644g Si₃N₄和0.5377g BaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉光谱如图1光谱a所示，发射490nm的蓝绿光。

实施例3

x＝0.01，y＝1，z＝1时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4613g SiO₂和0.02702g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.99Eu_0.01)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉2.0g，0.7644gSi₃N₄和1.0753g BaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为492nm的蓝绿光。

实施例4

x＝0.01，y＝1，z＝2时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4613g SiO₂和0.02702g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.99Eu_0.01)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉2.0g，0.7644gSi₃N₄和2.1506g BaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为495nm的蓝绿光。

实施例5

x＝0.01，y＝1，z＝3时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4613g SiO₂和0.02702g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.99Eu_0.01)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉1.5g，0.5733gSi₃N₄和2.4195g BaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。

实施例6

x＝0.01，y＝1，z＝4时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4613g SiO₂和0.02702g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.99Eu_0.01)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉1.0g，0.3822gSi₃N₄和2.1507g BaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉光谱如图1光谱b所示，发射505nm的蓝绿光；余辉衰减曲线如图2所示。其余辉为505nm的蓝绿光，该成分下，其余辉特性最佳。

实施例7

x＝0.01，y＝0.1，z＝2时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4613g SiO₂和0.02702g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.99Eu_0.01)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉1.5g，0.0573gSi₃N₄和1.6130g BaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。

实施例8

x＝0.01，y＝0.2，z＝2时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4613g SiO₂和0.02702g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.99Eu_0.01)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉1.5g，0.1147gSi₃N₄和1.6130g BaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。

实施例9

x＝0.01，y＝0.3，z＝2时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4613g SiO₂和0.02702g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.99Eu_0.01)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉1.5g，0.1720gSi₃N₄和1.6130g BaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。

实施例10

x＝0.01，y＝0.5，z＝2时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4613g SiO₂和0.02702g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.99Eu_0.01)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉1.5g，0.2867gSi₃N₄和1.6130g BaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。

实施例11

x＝0.01，y＝0.75，z＝2时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4613g SiO₂和0.02702g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.99Eu_0.01)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉1.362g，0.3904gSi₃N₄和1.4645gBaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。

实施例12

x＝0.003，y＝1，z＝2时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4581g SiO₂和0.0080g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.997Eu_0.003)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉1.3g，0.4971gSi₃N₄和1.3987gBaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。

实施例13

x＝0.0045，y＝1，z＝2时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4588g SiO₂和0.0121g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.9955Eu_0.0045)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉1.5g，0.5736gSi₃N₄和1.6137gBaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。

实施例14

x＝0.006，y＝1，z＝2时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4595g SiO₂和0.0162g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.994Eu_0.006)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉1.5g，0.5735gSi₃N₄和1.6135gBaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。

实施例15

x＝0.0075，y＝1，z＝2时，

按化学计量比称取3.0g BaCO₃，0.4602g SiO₂和0.0202g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.9925Eu_0.0075)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉1.5g，0.5734gSi₃N₄和1.6133gBaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。

实施例16

x＝0.02，y＝1，z＝2时，

按化学计量比称取2.5g BaCO₃，0.3884g SiO₂和0.0455g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.98Eu_0.02)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉1.5g，0.5729gSi₃N₄和1.6117g BaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。

实施例17

x＝0.05，y＝2，z＝4时，

按化学计量比称取2.5g BaCO₃，0.4006g SiO₂和0.1173g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.95Eu_0.05)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉1.5g，1.14gSi₃N₄和3.2g BaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。

实施例18

x＝0.05，y＝1，z＝10时，

按化学计量比称取2.5g BaCO₃，0.4006g SiO₂和0.1173g Eu₂O₃，将称取的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H₂和N₂还原气氛条件下，在1200℃-1300℃培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Ba_0.95Eu_0.05)₂SiO₄粉末，再称取该荧光粉1.5g，0.5715gSi₃N₄和8.039g BaCO₃充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300℃-1500℃培烧3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。

Claims (4)

1.一种基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉，其特征是化学式为(Ba_1-xEu_x)₂SiO₄-ySi₃N₄-zBaCO₃的以稀土二价铕离子激活的氮氧化物，式中，0.001≤x≤0.05；0.01≤y≤2；0.01≤z≤10。

2.根据权利要求1所述的基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉，其特征在于所述化学式中，x＝0.01；y＝1；z＝4。

3.一种制备权利要求1所述基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉的方法，其特征在于包括以下步骤：

a.按权利要求1所述化学式中(Ba_1-xEu_x)₂SiO₄的各元素的摩尔比称取碳酸钡、二氧化硅、氧化铕，研磨混匀后，放入到管式炉中，在还原气氛下培烧，培烧温度为1200℃-1300℃，培烧时间为3-4小时，培烧后自然冷却获得中间化合物硅酸钡(Ba_1-xEu_x)₂SiO₄；

b.再按权利要求1所述化学式(Ba_1-xEu_x)₂SiO₄-ySi₃N₄-zBaCO₃中(Ba_1-xEu_x)₂SiO₄、Si₃N₄和BaCO₃的摩尔比称取步骤a所获得的硅酸钡和碳酸钡、氮化硅，研磨混匀后，放入到管式炉中，在还原气氛下培烧，培烧温度为1300℃-1500℃，培烧时间为3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的在阴极射线管激发下发射蓝绿色的长余辉荧光粉。

4.根据权利要求3所述的制备权利要求1所述基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉的方法，其特征在于所述步骤a、b培烧的还原气氛为5％N₂+95％H₂混合气氛。

Images