CN101775292A

CN101775292A - 一种Eu掺杂氮氧化物荧光粉的制备方法

Info

Publication number: CN101775292A
Application number: CN201010116024A
Authority: CN
Inventors: 熊兆贤; 洪礼清; 薛昊; 林一森; 曹泽亮; 宋春晓
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2010-07-14

Abstract

一种Eu掺杂氮氧化物荧光粉的制备方法，涉及一种荧光粉。提供一种Eu掺杂氮氧化物荧光粉及其制备方法。Eu掺杂氮氧化物荧光粉的分子式为MSi₂O₂N₂，其中M＝Ca、Sr、Ba。将碳酸盐、二氧化硅、氮化硅、氧化铕混合，煅烧后研磨，即得蓝绿-黄绿色的Eu掺杂氮氧化物荧光粉。制备的Eu掺杂氮氧化物荧光粉在紫外灯照射下分别呈黄色(M为Ca)、黄绿色(M为Sr)、蓝绿色(M为Ba)。制备方法工艺简单，技术成熟，有益于实现工业化生产。

Description

一种Eu掺杂氮氧化物荧光粉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种荧光粉，尤其是涉及一种Eu掺杂氮氧化物荧光粉及其制备方法。

背景技术

作为一种新型的荧光粉，氮氧化物和氮化物因为其在固体照明和显示上的潜在应用而引起了广泛关注。硅基氮化物/氮氧化物荧光粉的结构主要是基于交联的SiN₄四面体网络，由于具有大的晶体场分裂能和强的电子云弥散效应，能有效地降低掺杂稀土离子的5d电子能态。这样，硅基氮化物/氮氧化物荧光粉具有了从紫外到可见光区的宽带激发带，而且能强烈吸收蓝绿光。通过改变硅基氮化物/氮氧化物荧光粉的化学组成，可以获得蓝、绿、黄、红的全波长发射。由硅基氮化物/氮氧化物荧光粉组成的双色或者多色LED，具有高流明效率、高色稳定性、色温可调性、高显色指数等优良的性能(Science and Technology of Advanced Materials，2007，8：588-600)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Eu掺杂氮氧化物荧光粉及其制备方法。

本发明所述Eu掺杂氮氧化物荧光粉的分子式为MSi₂O₂N₂，其中M＝Ca、Sr、Ba。

所述Eu掺杂氮氧化物荧光粉在紫外灯照射下分别呈黄色(M为Ca)、黄绿色(M为Sr)、蓝绿色(M为Ba)。

本发明所述Eu掺杂氮氧化物荧光粉的制备方法的具体步骤为：

将碳酸盐、二氧化硅、氮化硅、氧化铕混合，煅烧后研磨，即得蓝绿-黄绿色的Eu掺杂氮氧化物荧光粉。

所述碳酸盐、二氧化硅、氮化硅、氧化铕，按化学计量比，碳酸盐∶二氧化硅∶氮化硅∶氧化铕可为2∶1∶1∶(0.01～0.08)，所述碳酸盐可选自碳酸钙，碳酸锶或碳酸钡等；所述碳酸盐、二氧化硅、氮化硅、氧化铕混合可采用在玛瑙研钵中混料的方法；所述煅烧最好在1350～1550℃的温度下置于通氮气或氩气的水平管式炉煅烧3～8h，所述煅烧最好在保护气体为氮气或氩气的条件下煅烧，保护气体的流量最好为50～200ml/min；所述研磨的介质可为乙醇等，研磨后可再进行超声，然后烘干。

本发明制备的Eu掺杂氮氧化物荧光粉在紫外灯照射下分别呈黄色(M为Ca)、黄绿色(M为Sr)、蓝绿色(M为Ba)。本发明的制备方法工艺简单，技术成熟，有益于实现工业化生产。

附图说明

图1为CaSi₂O₂N₂:Eu0.02在氮气氛中热处理的激发(EX)与发射光谱(EM)。在图1中，横坐标为波长wavelength(nm)，纵坐标为发光强度intensity(a.u.)；曲线a为激发光谱(λem＝546nm)，曲线b为发射光谱(λex＝367nm)。

图2为CaSi₂O₂N₂:Eu0.02在氩气氛中热处理的激发(EX)与发射光谱(EM)。在图2中，曲线a为激发光谱(λem＝543nm)，曲线b为发射光谱(λex＝368nm)。

图3为SrSi₂O₂N₂:Eu0.08在氮气氛中热处理的激发(EX)与发射光谱(EM)。在图3中，曲线a为激发光谱(λem＝539nm)，曲线b为发射光谱(λex＝377nm)。

图4为BaSi₂O₂N₂:Eu0.01在氮气氛中热处理的激发(EX)与发射光谱(EM)。在图4中，曲线a为激发光谱(λem＝495nm)，曲线b为发射光谱(λex＝306nm)，曲线c为发射光谱(λex＝388nm)。

图5为CaSi₂O₂N₂:Eu0.02在氮气氛中热处理的XRD谱。在图5中，横坐标为衍射角2Theta。

具体实施方式

实施例1

反应的原料为1.08g碳酸钙、0.35g二氧化硅、0.64g氮化硅、0.04g氧化铕，将原料置于玛瑙研钵，加入适量无水乙醇作为研磨介质，研磨至无水乙醇全部挥发，将混合物刮下来，放进50ml烧杯，加入适量无水乙醇，进行超声30min，然后将样品烘干。将烘干后的混合物置于氧化铝瓷舟，放进水平管式炉，通入氮气进行煅烧。气体流量为50ml/min煅烧温度为1350℃，保温时间8h。所得产物进行轻微研磨破碎，即得黄色荧光粉。其激发与发射光谱如图1所示，X衍射分析如图5所示。

实施例2

反应的原料为1.08g碳酸钙、0.35g二氧化硅、0.64g氮化硅、0.04g氧化铕，将原料置于玛瑙研钵，加入适量无水乙醇作为研磨介质，研磨至无水乙醇全部挥发，将混合物刮下来，放进50ml烧杯，加入适量无水乙醇，进行超声30min，然后将样品烘干。将烘干后的混合物置于氧化铝瓷舟，放进水平管式炉，通入氩气进行煅烧。气体流量为200ml/min，煅烧温度为1550℃，保温时间3h。所得产物进行轻微研磨破碎，即得黄色荧光粉。其激发与发射光谱如图2所示。

实施例3

反应的原料为1.37g碳酸锶、0.35g二氧化硅、0.64g氮化硅、0.16g氧化铕，将原料置于玛瑙研钵，加入适量无水乙醇作为研磨介质，研磨至无水乙醇全部挥发，将混合物刮下来，放进50ml烧杯，加入适量无水乙醇，进行超声30min，然后将样品烘干。将烘干后的混合物置于氧化铝瓷舟，放进水平管式炉，通入氮气进行煅烧。煅烧温度为1500℃，保温时间8h。所得产物进行轻微研磨破碎，即得黄绿色荧光粉。其激发与发射光谱如图3所示。

实施例4

反应的原料为1.86g碳酸钡、0.35g二氧化硅、0.64g氮化硅、0.02g氧化铕，将原料置于玛瑙研钵，加入适量无水乙醇作为研磨介质，研磨至无水乙醇全部挥发，将混合物刮下来，放进50ml烧杯，加入适量无水乙醇，进行超声30min，然后将样品烘干。将烘干后的混合物置于氧化铝瓷舟，放进水平管式炉，通入氮气进行煅烧。煅烧温度为1500℃，保温时间8h。所得产物进行轻微研磨破碎，即得蓝绿色荧光粉。其激发与发射光谱如图4所示。

Claims

1.一种Eu掺杂氮氧化物荧光粉，其特征在于其分子式为MSi₂O₂N₂，其中M＝Ca、Sr、Ba。

2.如权利要求1所述的Eu掺杂氮氧化物荧光粉的制备方法，其特征在于具体步骤为：

3.如权利要求2所述的Eu掺杂氮氧化物荧光粉的制备方法，其特征在于所述碳酸盐、二氧化硅、氮化硅、氧化铕，按化学计量比，碳酸盐∶二氧化硅∶氮化硅∶氧化铕为2∶1∶1∶(0.01～0.08)。

4.如权利要求2所述的Eu掺杂氮氧化物荧光粉的制备方法，其特征在于所述碳酸盐选自碳酸钙，碳酸锶或碳酸钡。

5.如权利要求2所述的Eu掺杂氮氧化物荧光粉的制备方法，其特征在于所述碳酸盐、二氧化硅、氮化硅、氧化铕混合采用在玛瑙研钵中混料的方法。

6.如权利要求2所述的Eu掺杂氮氧化物荧光粉的制备方法，其特征在于所述煅烧是在1350～1550℃的温度下置于通氮气或氩气的水平管式炉煅烧3～8h。

7.如权利要求2或6所述的Eu掺杂氮氧化物荧光粉的制备方法，其特征在于所述煅烧在保护气体为氮气或氩气的条件下煅烧，保护气体的流量为50～200ml/min。

8.如权利要求2所述的Eu掺杂氮氧化物荧光粉的制备方法，其特征在于所述研磨的介质为乙醇，研磨后再进行超声，然后烘干。