CN101942303B - 一种发光二极管用黄色荧光粉的制备方法 - Google Patents
一种发光二极管用黄色荧光粉的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101942303B CN101942303B CN 200910065387 CN200910065387A CN101942303B CN 101942303 B CN101942303 B CN 101942303B CN 200910065387 CN200910065387 CN 200910065387 CN 200910065387 A CN200910065387 A CN 200910065387A CN 101942303 B CN101942303 B CN 101942303B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nitrate
- xerogel
- precursor
- purity
- oxide compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
一种采用溶胶—凝胶法(sol-gol)和微波法，制备Y3Al5O12:Ce3+黄色荧光粉的方法。以Y、Al的氧化物或Y、Al的硝酸盐为原料，以Ce的氧化物或硝酸盐为激活剂，称取Y、Al、Ce的氧化物或Y、Al、Ce的硝酸盐，溶于硝酸或水中制成Y、Al、Ce的硝酸盐；加入柠檬酸，混合均匀；混合液于80～85℃水浴中搅拌至形成前驱物或将混合液置于家用微波炉中加热得到前驱物；将生成的前驱物干燥变成干凝胶；取出干凝胶，在研钵中研碎后，在高温电阻炉中烧结并保温制得样品。反应所需温度低，能耗小，各组分含量可精确控制，反应组分可以在原子水平混合；合成工艺简单易行，有利于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于铝酸盐发光材料及其制备方法，尤其涉及一种发光二极管用黄色荧光粉的制备方法。
背景技术
本发明涉及的黄色荧光粉是钇铝石榴石结构(YAG)。钇铝石榴石是由氧化钇和氧化铝反应合成的一种稀土铝酸盐石榴石，属立方晶系，是一种硬度很大、熔点很高的晶体，具有良好的机械强度、化学稳定性、导热性，是一种性能优良的单晶材料。正是由于YAG的这些优良的性能，是其无论是作为结构材料还是功能材料，均显示出极佳的应用前景。另外，YAG粉体通过掺杂Ce3+、Tb3+、Eu3+等稀土离子还可以作为超短余辉荧光粉，在等离子平板显示(PDP)，阴极射线管(CTR)以及发光二极管(LED)等方面有着广阔的应用前景。
传统的制备黄色荧光粉的方法为高温固相反应法。该方法存在很大的弊端，具有合成温度高，反应时间长；产品颗粒较粗、硬度较大，粒径偏大且粒度分布宽，发光效率低等缺点。
中国专利CN1827734A中制备的蓝光发光二极管用黄色荧光粉，采用Y2O3、Al2O3、CeO2为原料，BaF2、AlF3或它们的混合物作为助熔剂充分混合后灼烧，然后在氢氮混合气流中还原或直接将充分混合后的原料和助熔剂于混合气流中灼烧还原。制得的荧光粉在亮度方面性能良好，但是合成温度比较高；灼烧制得样品颗粒较粗，需对产品进行球磨后处理，从而大大降低了产品的发光效率。
中国专利CN101126024A中制备的一种白光发光二极管用荧光粉。采用所需各金属氧化物粉体作为原料，将这些反应原料混合均匀后，得到反应前躯体。向其中添加反应助剂，经两次高温还原就得到所需的粉体。经过两步高温还原法合成制备的荧光粉，具有结晶度高，发光亮度高且粒径分布合适。但是合成中高温还原的过程中，特别是二次高温还原过程中，需采用1500℃以上的高温，且保温时间达6h以上，消耗能量较大。在工业化生产中，高温法合成产品生产设备易容易损坏。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中颗粒粗、硬度大及发光率不高和合成温度高、耗能大等问题，提供一种采用溶胶-凝胶法(sol-gol)和微波法，以金属硝酸盐为原料，铈离子做激活剂，柠檬酸为络合剂，制备Y3Al5O12:Ce3+黄色荧光粉的方法。
为了达到上述目的采用以下方案：以Y、Al的氧化物或Y、Al的硝酸盐为原料，以Ce的氧化物或硝酸盐为激活剂，称取Y、Al、Ce的氧化物或Y、Al、Ce的硝酸盐，将Y、Al、Ce的氧化物溶于硝酸或Y、Al、Ce的硝酸盐溶于硝酸或水中制成Y、Al、Ce的硝酸盐；在Y、Al、Ce的硝酸盐溶液中加入柠檬酸，混合均匀；混合液于80～85℃水浴中搅拌至形成前驱物或将混合液置于家用微波炉中加热得到前驱物，加热功率在120W～385W，加热时间在2min～4min；将生成的前驱物放入120℃真空干燥箱中干燥12～24h，使水分挥发同时放出气体，样品变成干凝胶；取出干凝胶，在研钵中研碎后，在700～1200℃下于高温电阻炉中烧结并保温1～4h制得样品。
所述称取Y、Al、Ce的氧化物或Y、Al、Ce的硝酸盐，其中金属离子的物质的量比为Y∶Al∶Ce＝3-x∶5∶x，其中x在0.04～0.07。
所述加入柠檬酸的量为，柠檬酸与Y、Al、Ce三种金属离子的总量按物质的量比为1∶0.5～2。
所述的Y、Al、Ce的氧化物或它们的硝酸盐需进行精选和浓度控制，其中Y2O3或Y(NO3)3·6H2O，纯度≥99.99％；CeO2或Ce(NO3)3·6H2O，纯度≥99.99％；Al2O3或Al(NO3)3·9H2O，纯度≥99％。
所述干凝胶在玛瑙研钵中研碎后于高温电阻炉中在800℃～1200℃下烧结制得样品。
反应过程中，使用CeO2做激活剂，烧制干凝胶时要使用还原气氛。
所述还原气氛采用活性炭或CO或N2-H2混合气体作为保护气氛。
采用本专利制备荧光粉的优点：反应所需温度低，能耗小，传统的高温固相法合成温度高达1350～1450℃，本专利合成荧光粉时温度在900℃时就能生成纯的YAG相；合成产品均匀性好，粒径小，本专利制得的样品粒径大致在3～10μm之间，平均粒径为6μm；各组分含量可精确控制，反应组分可以在原子水平混合；合成工艺简单易行，有利于工业化生产。
附图说明
图1为本发明制备出的荧光粉SEM图；
图2为本发明不同烧结温度下样品的发射光谱图；
图3为本发明制备出的荧光粉XRD图。
具体实施方式
实施例1
以Ce的氧化物或硝酸盐为激活剂，按一定物质的量比称取Y、Al、Ce的氧化物或Y、Al、Ce的硝酸盐，将Y、Al、Ce的氧化物溶于硝酸或Y、Al、Ce的硝酸盐溶于硝酸或水中制成Y、Al、Ce的硝酸盐；在Y、Al、Ce的硝酸盐溶液中加入柠檬酸，混合均匀；混合液于80～85℃水浴中搅拌至形成前驱物；将生成的前驱物放入120℃真空干燥箱中干燥12～24h，使水分逐渐挥发同时放出大量的气体，样品变成干凝胶；取出干凝胶，所述干凝胶在玛瑙研钵中研碎后于高温电阻炉中在800℃～1200℃温度条件下烧结并保温1～4h得样品。
所述称取Y、Al、Ce的氧化物或Y、Al、Ce的硝酸盐，其中金属离子的物质的量比为Y∶Al∶Ce＝3-x∶5∶x，其中x在0.04～0.07
所述加入柠檬酸的量为，柠檬酸与Y、Al、Ce三种金属离子的总量按物质的量比为1∶0.5～2。
所述的Y、Al、Ce的氧化物或它们的硝酸盐需进行精选和浓度控制，其中Y2O3或Y(NO3)3·6H2O，纯度≥99.99％；CeO2或Ce(NO3)3·6H2O，纯度≥99.99％；Al2O3或Al(NO3)3·9H2O，纯度≥99％。
反应过程中，使用CeO2做激活剂，烧制干凝胶时要使用还原气氛。所述还原气氛采用活性炭或CO或N2-H2混合气体作为保护气氛
制得的发光二极管用黄色荧光粉，如图1、2、3所示，其中图2中，1为1200℃下的发射光谱，2为1100℃下的发射光谱，3为1000℃下的发射光谱，4为900℃下的发射光谱。
实施例2
按化学计量比1.47∶5∶0.06称取Y2O3(纯度≥99.99％)，Al(NO3)3·9H2O(纯度≥99％)和Ce(NO3)3·6H2O(纯度≥99.99％)。将Y2O3溶于稀硝酸中，配成Y(NO3)3溶液。将Al(NO3)3·9H2O加入到正在搅拌的Y(NO3)3溶液中，混合液加入到溶解好的Ce(NO3)3溶液中。在金属溶液中加入柠檬酸，柠檬酸与总金属离子的物质的量之比为1∶1；将上述混合液置于家用微波炉进行微波加热制取前驱物时，加热功率在120W～385W，加热时间在2min～4min。将生成的前驱物放入120℃真空干燥箱中12h，使水分逐渐挥发同时放出大量的气体，样品变成干凝胶。取出样品，在玛瑙研钵中研碎后在900℃下于高温电阻炉中烧结且保温2h制得发光二极管用黄色荧光粉。所述还原气氛采用活性炭、CO或N2-H2混合气体作为保护气氛。其余同实施例1。
实施例3
按化学计量比1.48∶5∶0.04称取Y2O3(纯度≥99.99％)，Al(NO3)3·9H2O(纯度≥99％)和Ce(NO3)3·6H2O(纯度≥99.99％)。将Y2O3溶于稀硝酸中，配成Y(NO3)3溶液。将Al(NO3)3·9H2O加入到正在搅拌的Y(NO3)3溶液中，混合液加入到溶解好的Ce(NO3)3溶液中。在金属溶液中加入柠檬酸，柠檬酸与总金属离子的物质的量之比为1∶1；于85℃水浴中搅拌至形成前躯体；将搅拌好的前躯体放入120℃真空干燥箱中12h，使水分逐渐挥发同时放出大量的气体，样品变成干凝胶。取出样品，在玛瑙研钵中研碎后在900℃下于高温电阻炉中烧结且保温2h制得发光二极管用黄色荧光粉。其余同实施例1。
实施例4
按化学计量比1.475∶5∶0.05称取Y(NO3)3(纯度≥99.99％)，Al(NO3)3·9H2O(纯度≥99％)和CeO2(纯度≥99.99％)。在金属溶液中加入柠檬酸，柠檬酸与总金属离子的物质的量之比为1∶2；于80℃水浴中搅拌至形成前躯体；将搅拌好的前躯体放入120℃真空干燥箱中24h，使水分逐渐挥发同时放出大量的气体，样品变成干凝胶。取出样品，在玛瑙研钵中研碎后在700℃下于高温电阻炉中烧结且保温4h制得发光二极管用黄色荧光粉。其余条件同实施例2。
实施例5
按化学计量比1.47∶5∶0.06称取Y(NO3)3(纯度≥99.99％)，Al(NO3)3·9H2O(纯度≥99％)和Ce(NO3)3·6H2O(纯度≥99.99％)。在金属溶液中加入柠檬酸，柠檬酸与总金属离子的物质的量之比为1∶0.5；置于家用微波炉进行微波加热制取前驱物，加热功率在120W，加热时间在4min；将搅拌好的前躯体放入120℃真空干燥箱中20h，使水分逐渐挥发同时放出大量的气体，样品变成干凝胶。取出样品，在玛瑙研钵中研碎后在1200℃下于高温电阻炉中烧结且保温3h制得发光二极管用黄色荧光粉。其余条件同实施例2。
实施例6
按化学计量比1.465∶5∶0.07称取Y(NO3)3(纯度≥99.99％)，Al2O3(纯度≥99％)和CeO2(纯度≥99.99％)。在金属溶液中加入柠檬酸，柠檬酸与总金属离子的物质的量之比为1∶1.2；置于家用微波炉进行微波加热制取前驱物，加热功率在385W，加热时间在2min；将搅拌好的前躯体放入120℃真空干燥箱中16h。取出样品，在玛瑙研钵中研碎后在900℃下于高温电阻炉中烧结且保温3h制得发光二极管用黄色荧光粉。其余条件同实施例2。
实施例7
按化学计量比1.47∶5∶0.06称取Y2O3(纯度≥99.99％)，Al2O3(纯度≥99％)和Ce(NO3)3·6H2O(纯度≥99.99％)。将Y2O3溶于稀硝酸中，配成Y(NO3)3溶液。将Al(NO3)3·9H2O加入到正在搅拌的Y(NO3)3溶液中，混合液加入到溶解好的Ce(NO3)3溶液中。在金属溶液中加入一定量的柠檬酸，柠檬酸与总金属离子的物质的量之比为2∶1；于83℃水浴中搅拌至形成前躯体；将搅拌好的前躯体放入120℃真空干燥箱中24h。取出样品，在玛瑙研钵中研碎后在1000℃下于高温电阻炉中烧结且保温2h制得样品。其余条件同实施例2。
实施例8
按化学计量比1.47∶5∶0.06称取Y(NO3)3(纯度≥99.99％)，Al2O3(纯度≥99％)和Ce(NO3)3·6H2O(纯度≥99.99％)。将Y2O3溶于稀硝酸中，配成Y(NO3)3溶液。将Al(NO3)3·9H2O加入到正在搅拌的Y(NO3)3溶液中，混合液加入到溶解好的Ce(NO3)3溶液中。柠檬酸与总金属离子的物质的量之比为1∶2；置于微波炉进行微波加热制取前驱物，加热功率在225W，加热时间在3min；将搅拌好的前躯体放入120℃真空干燥箱中18h。取出样品，在玛瑙研钵中研碎后在1200℃下于高温电阻炉中烧结且保温4h制得样品。其余条件同实施例2。
实施例9
按化学计量比1.47∶5∶0.06称取Y2O3(纯度≥99.99％)，Al(NO3)3·9H2O(纯度≥99％)和CeO2(纯度≥99％)。反应过程中，使用CeO2做激活剂，烧制干凝胶时要使用还原气氛。其余条件同实施例2。
Claims (2)
1.一种发光二极管用黄色荧光粉的制备方法，其特征是：以Y、Al的氧化物或Y、Al的硝酸盐为原料，以Ce的氧化物或硝酸盐为激活剂，称取Y、Al、Ce的氧化物或Y、Al、Ce的硝酸盐，其中金属离子的物质的量比为Y∶Al∶Ce＝3-x∶5∶x，其中x在0.04～0.07，将Y、Al、Ce的氧化物溶于硝酸或Y、Al、Ce的硝酸盐溶于硝酸或水中制成Y、Al、Ce的硝酸盐；在Y、Al、Ce的硝酸盐溶液中加入柠檬酸，柠檬酸与Y、Al、Ce三种金属离子的总量按物质的量比为1∶0.5～2，混合均匀；混合液于80～85℃水浴中搅拌至形成前驱物或将混合液置于家用微波炉中加热得到前驱物，加热功率在120W～385W，加热时间在2min～4min；烧制干凝胶时要采用活性炭或CO或N2-H2混合气体作为保护气氛；将生成的前驱物放入120℃真空干燥箱中干燥12～24h，使水分挥发同时放出气体，样品变成干凝胶；取出干凝胶，干凝胶在玛瑙研钵中研碎后于高温电阻炉中在800℃～1200℃下烧结并保温1～4h制得样品。
2.根据权利要求1所述的一种发光二极管用黄色荧光粉的制备方法，其特征是：所述的Y、Al、Ce的氧化物或它们的硝酸盐需进行精选和浓度控制，其中Y2O3或Y(NO3)3·6H2O，纯度≥99.99％；CeO2或Ce(NO3)3·6H2O，纯度≥99.99％；Al2O3或Al(NO3)3·9H2O，纯度≥99％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910065387 CN101942303B (zh) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | 一种发光二极管用黄色荧光粉的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910065387 CN101942303B (zh) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | 一种发光二极管用黄色荧光粉的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101942303A CN101942303A (zh) | 2011-01-12 |
| CN101942303B true CN101942303B (zh) | 2013-05-22 |
Family
ID=43434513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200910065387 Expired - Fee Related CN101942303B (zh) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | 一种发光二极管用黄色荧光粉的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101942303B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103289697A (zh) * | 2012-03-02 | 2013-09-11 | 河南森源电气股份有限公司 | 一种高性能yag黄色荧光粉的制备方法 |
| CN109370590A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-02-22 | 五邑大学 | 一种近紫外有效激发的绿色荧光粉及其制备方法和应用 |
-
2009
- 2009-07-07 CN CN 200910065387 patent/CN101942303B/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Guodong Xia et al..Structural and optical properties of YAG：Ce3+ phosphors by sol–gel combustion method.《Journal of Crystal Growth》.2005,第279卷第357－362页. * |
| Influence of combustion reagent and microwave drying method on the characteristics of nano-sized Nd3+:YAG powders synthesized by the gel combustion method;Xing-Xin Ge et al.;《Journal of Sol-Gel Science and Technology》;20090614;第52卷;第179－187页 * |
| Xing-Xin Ge et al..Influence of combustion reagent and microwave drying method on the characteristics of nano-sized Nd3+:YAG powders synthesized by the gel combustion method.《Journal of Sol-Gel Science and Technology》.2009,第52卷第179－187页. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101942303A (zh) | 2011-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Citrate sol-gel combustion preparation and photoluminescence properties of YAG: Ce phosphors | |
| CN101591535B (zh) | 一种稀土元素激活的碱土硅酸盐荧光粉的制备方法 | |
| CN101760196B (zh) | 一种白光led用黄色荧光粉的合成方法 | |
| Yongqing et al. | Properties of red-emitting phosphors Sr2MgSi2O7: Eu3+ prepared by gel-combustion method assisted by microwave | |
| CN105331364A (zh) | 一种YAG：Mn红色荧光粉以及其制备方法和应用 | |
| CN101973569A (zh) | 一种钇铝石榴石荧光粉的合成方法 | |
| CN102191060B (zh) | 一种钒酸盐荧光粉及其制备方法 | |
| CN102585819B (zh) | 一种硼钨酸镧红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN102206489B (zh) | 一种白光led用蓝色荧光材料及其新型制备方法 | |
| CN104130774B (zh) | 一种氯硅酸盐荧光粉及其制备方法 | |
| CN102604633B (zh) | 一种四钨酸盐红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN101942303B (zh) | 一种发光二极管用黄色荧光粉的制备方法 | |
| CN102703071A (zh) | 一种锂基双钨钼酸盐红色荧光粉的制备方法 | |
| CN108165269A (zh) | 一种相变延迟且上转换发光强度大幅提高的氟化镥钾纳米晶及其制备方法 | |
| CN103666471A (zh) | 一种合成高性能YAG:Ce荧光粉的新方法 | |
| CN104893724A (zh) | 一种新型石榴石基高效黄色荧光粉 | |
| CN103468250B (zh) | 一种led用共掺杂的硅酸盐绿色荧光粉的制备方法 | |
| CN103666472A (zh) | 一种提高合成YAG:Ce荧光粉发光强度和稳定性的方法 | |
| CN111003944A (zh) | 稀土离子Eu3+掺杂Bi3LaTi3O12铁电微晶玻璃上转换发光粉体 | |
| CN110055064A (zh) | 一种氧化物基上转换荧光材料及其制备方法 | |
| CN105038772A (zh) | 一种硅基氮氧化物led荧光粉及其制备方法 | |
| CN105112056A (zh) | 一种Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备方法 | |
| CN103881712B (zh) | 一种白光led用钨酸盐基质红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN102925142A (zh) | 一种制备三元硫化物和四元硫氧化物荧光粉的方法 | |
| CN102942930B (zh) | 利用三氧化二铝的孔隙结构制备高性能铝酸盐荧光粉的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130522 Termination date: 20150707 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |