CN101701155A - 氯硅酸盐荧光粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种氯硅酸盐荧光粉及其制备方法,用以增强氯硅酸盐荧光粉的激发和发射强度,取得更高的发光效率。氯硅酸盐荧光粉的通式为:(Sr4-x-yZnxEuy)Si3O8Cl4,其中0<x<0.2,0.001≤y≤0.2。该荧光粉的制备方法为:按通式比例准确称量原料,将上述结构式中元素的氧化物或相应的盐类混磨均匀,采用还原气氛,先在800-900℃预烧0.5-2小时,高温热取出冷却后,磨细,再在800~1000℃下烧结1~4小时,将所得烧结物磨细即得最终产品;或将上述原料混磨均匀后,在还原气氛下,在800~1000℃下烧结2~4小时,随炉冷却后磨细,用水洗涤,过滤、烘干后即得最终产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种氯硅酸盐荧光粉,特别是关于一种掺锌氯硅酸盐及其制备方法。
背景技术
氯硅酸盐具有较好的发光性能与化学性质稳定性,近年来被人们广泛研究。铕激活的氯硅酸盐Sr4Si3O8Cl4可用于防伪技术、高压汞灯和白光LED等领域。因此,进一步改善该荧光材料的光谱特性和提高发光强度显得很重要。
美国专利US4128498公开了一种能改变颜色范围的氯硅酸盐荧光粉,其化学式为Sr4-x-yBexSi3O8:yEu2+,这种荧光粉能被紫外线、真空紫外线有效激发并发射出蓝绿色光。中国专利CN1640985A公开了一种改变颜色范围的氯硅酸盐荧光粉,其化学式为Sr4-x-yMgxSi3O8:yEu2+,镁离子的掺杂使Sr4-x-yMgxSi3O8基质出现了两种不同Eu2+的发光中心,一个产生位于414nm左右的蓝紫色发光,一个产生位于475nm左右蓝绿色发光。上述专利都可以改变荧光粉的发射光谱的颜色范围,但是往往对于荧光粉的发射光谱的强度没有增强甚至要牺牲其发射强度。
发明内容
本发明的目的是提供一种掺锌氯硅酸盐荧光材料,能增强氯硅酸盐荧光粉的激发和发射强度,取得更高的发光效率。
本发明的另一目的是提供上述氯硅酸盐荧光粉的制备方法,以能增强氯硅酸盐荧光粉的激发和发射强度,取得更高的发光效率。
本发明提供的氯硅酸盐荧光材料,其化学表达式如下:(Sr4-x-yZnxEuy)Si3O8Cl4,其中0<x≤0.2,0.001≤y≤0.2,优选的范围为0.05≤x≤0.1,0.01≤y≤0.12,进一步优选的成分为x=0.1,y=0.08。本发明采用高温固相反应法在高温下制备氯硅酸锶Sr4Si3O8Cl4基质,通过固相反应将铕离子在高温状态下引入氯硅酸锶基质锶的格位,从而获得铕激活的氯硅酸锶荧光粉。锌的掺入可以大幅度提高Sr4Si3O8Cl4:Eu2+荧光粉的发光强度。当Zn的摩尔掺杂量x接近0.1,得到的Sr4Si3O8Cl4:Eu2+荧光粉发光强度达到最高(见图2与图3)。
本发明提供的氯硅酸盐的制备方法如下:根据化学组成式,称取Sr、Zn、Si和Eu等元素的氧化物或相应的盐类,充分混合均匀后,采用还原气氛,先在800-900℃预烧0.5-2小时,高温热取出冷却后,磨细,再在800~1000℃下烧结1~4小时,随炉冷却后磨细、洗涤、过滤、烘干后即得最终产品。本发明还提供了氯硅酸盐的如下制备方法:根据化学组成式,称取Sr、Zn、Si和Eu等元素的氧化物或相应的盐类,充分混合均匀后,在还原气氛下,在800~1000℃下烧结2~4小时,随炉冷确后磨细、洗涤、过滤、烘干后即得最终产品。
本发明中采用的还原气氛可以为碳还原、一氧化碳或氮气与氢气混合气。
附图说明
图1为组成为Sr3.92Eu0.08Si3O8Cl4(a),Sr3.82Zn0.1Eu0.08Si3O8Cl4(b),Sr3.72Zn0.2Eu0.08Si3O8Cl4(c)的荧光粉在488nm监测下的激发光谱。
图2为组成为Sr3.92Eu0.08Si3O8Cl4(a),Sr3.82Zn0.1Eu0.08Si3O8Cl4(b),Sr3.72Zn0.2Eu0.08Si3O8Cl4(c)的荧光粉在325nm激发下的发射光谱。
图3为组成为Sr3.899Zn0.1Eu0.001Si3O8Cl4的荧光粉在488nm监测下的激发光谱与在325nm激发下的发射光谱。
图4为组成为Sr3.83Zn0.01Eu0.12Si3O8Cl4的荧光粉在488nm监测下的激发光谱与在325nm激发下的发射光谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明:
实施例1:
准确称取28.34g SrCO3,18.03gSiO2,53.3g SrCl2·6H2O,1.41g Eu2O3。将上述原料研混均匀,装入刚玉坩埚,振动压实,外套大坩埚,夹层装入碳粉并加盖,于室温下置于高温电阻炉,先在850℃预烧1小时,高温热取出冷却后研磨,再在915℃恒温反应3小时,随炉冷却至室温,磨细、洗涤、过滤、烘干后,即得最终产品。所得荧光粉组成为Sr3.92Eu0.08Si3O8Cl4,在325nm紫外激发下发射出蓝光,发射峰位于488nm处,见图1与图2的曲线a。
实施例2:
准确称取26.87g SrCO3,0.814g ZnO,18.03gSiO2,53.3g SrCl2·6H2O,1.41g Eu2O3。将上述原料研混均匀,装入刚玉坩埚,振动压实,外套大坩埚,夹层装入碳粉并加盖,于室温下置于高温电阻炉,先在850℃预烧1小时,高温热取出冷却后,研磨,再在915℃恒温反应3h,随炉冷却至室温,磨细、洗涤、过滤、烘干后,即得最终产品。所得荧光粉组成为Sr3.82Zn0.1Eu0.08Si3O8Cl4,在325nm紫外激发下发射出蓝光,发射峰位于488nm处,见图1与图2的曲线b。
实施例3:
准确称取25.39gSrCO3,1.63g ZnO,25.39g SiO2,53.3g SrCl2·6H2O,1.41g Eu2O3。将上述原料研混均匀,装入刚玉坩埚,振动压实,外套大坩埚,夹层装入碳粉并加盖,于室温下置于高温电阻炉,先在850℃预烧1小时,高温热取出冷却后,研磨,再在915℃恒温反应3h,随炉冷却至室温,磨细、洗涤、过滤、烘干后,即得最终产品。所得荧光粉组成为Sr3.72Zn0.2Eu0.08Si3O8Cl4,在325nm紫外激发下发出蓝光,发射峰位于488nm处,见图1与图2的曲线c。
实施例4:
准确称取28.03g SrCO3,1.63g ZnO,18.03g SiO2,53.3g SrCl2·6H2O,0.018g Eu2O3。将上述原料研混均匀,装入刚玉舟中,振动压实,加热前先通入高纯氮气将石英管内的空气赶净,然后在N2和H2气氛下920℃恒温反应2小时,冷却后研磨均匀,并用水洗涤、过滤、烘干后即可获得最终产品。所得荧光粉组成为Sr3.899Zn0.1Eu0.001Si3O8Cl4,在325nm紫外激发下发射蓝光,发射峰位于488nm处,主激发波长在325nm处,见图3。
实施例5:
准确称取27.02g SrCO3,0.163g ZnO,18.03g SiO2,53.3g SrCl2·6H2O,2.11g Eu2O3。将上述原料研混均匀,装入刚玉坩埚,振动压实,外套大坩埚,夹层装入碳粉并加盖,于室温下置于高温电阻炉,再在920℃恒温反应2h,高温热取出,磨细,并用水洗涤,过滤、烘干后即可获得最终产品。所得荧光粉组成为Sr3.83Zn0.01Eu0.12Si3O8Cl4。它在325nm紫外激发下发射出蓝光,发射峰位于488nm处,并且主激发光谱在325nm处,见图4。
Claims (6)
1.一种氯硅酸盐荧光粉,其特征为其化学组成式为:(Sr4-x-yZnxEuy)Si3O8Cl4,其中0<x≤0.2,0.001≤y≤0.2。
2.如权利要求1所述的氯硅酸盐荧光粉,其特征为其化学组成为:(Sr4-x-yZnxEuy)Si3O8Cl4,0.05≤x≤0.1,0.01≤y≤0.12。
3.如权利要求1所述的氯硅酸盐荧光粉,其特征为其化学组成为:(Sr4-x-yZnxEuy)Si3O8Cl4,其中x=0.1,y=0.08。
4.如权利要求1所述氯硅酸盐荧光粉的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
根据化学组成式,称取Sr、Zn、Si和Eu元素的氧化物或相应的盐类,充分混合均匀后,采用还原气氛,先在800-900℃预烧0.5-2小时,高温热取出冷却后,磨细,再在800~1000℃下烧结1~4小时,随炉冷却后磨细、洗涤、过滤、烘干。
5.如权利要求1所述氯硅酸盐荧光粉的制备方法,其特征在于包括如下步骤:根据化学组成式,称取Sr、Zn、Si和Eu元素的氧化物或相应的盐类,充分混合均匀后,在还原气氛下,在800~1000℃下烧结2~4小时,随炉冷确后磨细、洗涤、过滤、烘干。
6.如权利要求4或5所述的氯硅酸盐荧光粉的制备方法,其特征在于其还原气氛采用碳还原,一氧化碳,或氮气与氢气的混合气。
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