CN102102017A - 发光材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发光材料，其结构式为：Re′_1-xRe″_x(PO₃)₃，其中，Re′为Y、Sc或两者的组合；Re″为Tb、Gd、Sm、Eu、Dy中的至少一种，x＝0.005-0.4。本发明还提供上述发光材料的制备方法，其包括如下步骤：按照化学计量比选取Re′离子和Re″离子的源化合物以及偏磷酸根离子的源化合物，化学计量比为按照上述结构式中的相应元素的摩尔比例，其中，偏磷酸根离子的源化合物按摩尔分数过量1％～30％；将各源化合物混合；将混合物进行烧结预处理，冷却；取出烧结物进行研磨，再将研磨后产物进行煅烧，冷却后得到发光材料。在该发光材料中，Re′(PO₃)₃具有较强的耐真空紫外辐射能力，而且，(PO₃)₃ ^3-基团对真空紫外光有很好的吸收作用，可有效地将能量传递给发光中心，提高真空紫外光的利用率。

Description

发光材料及其制备方法

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种真空紫外光激发的发光材料及其制备方法。

背景技术

近年来，稀有气体Xe等作为激发光源已经广泛应用于平板显示技术(PDP)或无汞荧光灯等发光装置中，其发光机理是在真空状态下，利用Xe气辐射产生的147nm或172nm的真空紫外光来激发发光材料，首先通过基质对真空紫外光的吸收，然后将能量传递给发光中心，从而发出红、绿、蓝等不同颜色的光。其中，广泛使用的三基色发光材料主要有红粉Y₂O₃:Eu³⁺，(Y，Gd)BO₃:Eu³⁺，绿色发光材料Zn₂SiO₄:Mn²⁺，BaAl₁₂O₁₉:Mn²⁺和蓝粉BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺。然而，红色发光材料和绿色发光材料不仅余辉时间有点长，不利于动画的显示和色彩的一致性，而且，它们不易制备，需要较高温度(1000℃以上)，耗能多。因此，为了克服以上的缺点，适应显色和绿色照明的需要，有必要寻求一种新的材料来代替这两种发光材料。同时，有研究表明，通过提高真空紫外激发绿色发光材料的发光强度可以进一步提高白光的亮度，这说明研发高强度的绿色发光材料有着很大的应用价值。

另外，从PDP或无汞荧光灯用发光材料的发光机理可以得知：所用的发光材料必须要求其既要能承受能量较高的真空紫外光的辐射，又要对147nm或172nm波长的真空紫外光有强吸收，并能将所吸收的能量有效传递给激活离子以提高发光效率。所以，提高基质真空紫外光的吸收能力和基质与发光离子之间的能量传递效率，对于开发新型PDP或无汞荧光灯用发光材料具有重要的指导意义。目前，五磷酸盐，二磷酸盐基质的吸收位于120～140nm附近，然而对147nm或172nm光的吸收较弱，降低了真空紫外光的利用率，而且这些发光材料的的耐真空紫外辐射能力较弱。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光利用率高、耐真空紫外辐射能力强的发光材料。

以及，提供一种制备工艺简单、成本低的发光材料制备方法。

一种发光材料，其结构式为：Re′_1-xRe″_x(PO₃)₃，其中，Re′为Y、Sc或两者的组合；Re″为Tb、Gd、Sm、Eu、Dy中的至少一种，x＝0.005-0.4。

以及，一种发光材料制备方法，其包括如下步骤：

按照化学计量比选取稀土离子的源化合物、偏磷酸根离子的源化合物以及稀土离子的源化合物，所述化学计量比为按照结构式Re′_1-xRe″_x(PO₃)₃中的相应元素的摩尔比例，所述偏磷酸根离子的源化合物按摩尔分数过量1％～30％，其中，Re′为Y、Sc或两者的组合；Re″为Tb、Gd、Sm、Eu、Dy中的至少一种，x＝0.005-0.4；

将各源化合物混合；

将混合物进行烧结预处理，冷却；

取出烧结物进行研磨，再将研磨后产物进行煅烧，冷却后得到所述发光材料。

在上述发光材料中，Re′(PO₃)₃作为一种偏磷酸盐，具有较强的耐真空紫外辐射能力，而且，偏磷酸根离子(PO₃)₃ ^3-基团对真空紫外光(例如150～175nm)有很好的吸收作用，能量可有效地传递给发光中心即Re″离子并由其发光，进而明显提高对真空紫外光的利用率。在发光材料制备方法中，通过烧结和煅烧处理，即可获得发光材料，从而使得制备工艺具有操作简单、无污染、工艺条件易控制、制备温度低等优点，节约能源，利于工业化生产。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例1(Sc_0.95Tb_0.05(PO₃)₃)的发光材料的激发光谱图，监控波长为543nm；

图2是本发明实施例4(Sc_0.93Gd_0.02Eu_0.05(PO₃)₃)的发射光谱图(激发波长为172nm)和激发光谱图(监控波长为591nm)；

图3是本发明实施例8(Sc_0.88Gd_0.02Tb_0.10(PO₃)₃)的发光材料和典型的BaAl₁₂O₁₉:Mn的发射光谱图，激发波长为172nm；

图4是本发明实施例8(Sc_0.88Gd_0.02Tb_0.10(PO₃)₃)与实施例3(Sc_0.90Tb_0.10(PO₃)₃)的发射光谱图，激发波长为172nm；

图5是本发明实施例7的发光材料Sc_0.90Tb_0.10(PO₃)₃与实施例10的发光材料Sc_0.88Y_0.02Tb_0.10(PO₃)₃的激发光谱图(监控波长为543nm)，以及上述两种发光材料的发射光谱图(激发波长为172nm)。

图6是本发明实施例的发光材料制备方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的发光材料，其结构式为：Re′_1-xRe″_x(PO₃)₃，其中，Re′为Y、Sc或两者的组合，Re″是自发光的稀土元素，其为Tb、Gd、Sm、Eu、Dy中的至少一种，x＝0.005-0.4。

在该发光材料中，以Re′(PO₃)₃为基质，其作为一种偏磷酸盐，具有较强的耐真空紫外辐射能力，而且，偏磷酸根离子(PO₃)₃ ^3-基团对真空紫外光(例如150～175nm)有很好的吸收作用，能量可有效地传递给发光中心即Re″并由其发光，进而明显提高对真空紫外光的利用率。所以，本实施例采用Re′(PO₃)₃作为真空紫外激发发光材料的基质材料。

Re″离子为稀土离子，具有和Re′离子相似的性质，例如电荷相同和半径相近，这样稀土离子Re″可以很好地取代部分Re′离子而进入到Re′(PO₃)₃(Re′＝y、Sc或两者的组合)的晶格中而不改变其晶体结构，使Re″离子能很好地结合于Re′(PO₃)₃晶体结构中，实现了离子的均匀掺杂，有利于发光强度的提高。

由于该发光材料是以Re′(PO₃)₃为基质，掺入发光离子Re″，其发光机理是：在真空紫外光激发下，通过阴离子(PO₃)₃ ^3-基团对真空紫外光(150～175nm)的强吸收以后，将大部分能量传递给发光离子Re″，使稀土离子Re″发光，从而提高发光效率。该发光材料可用于例如等离子平板显示技术(PDP)或无汞荧光灯等发光装置中。

在本发明的一个实施例中，稀土元素Re″可以是包含Gd元素，还包含Tb、Sm、Eu、Dy中的至少一种。这样，可通过稀土Gd³⁺离子的敏化作用，将能量再传递给其他发光离子，如Tb、Sm、Eu、Dy，使其发光。

在本发明的另一个实施例中，Re′优选为Y和Sc的组合，在该组合中Y的摩尔分数为小于50％，较佳为10-20％，Sc的摩尔分数较佳为80-90％。Y和Sc的组合比例可以根据实际需要调整，通过调整这两种离子在基质材料Re′(PO₃)₃中的比例，可调整Re″的电荷迁移带和f-d跃迁带发生的移动，更有利于发光强度的提高。

请参阅图1，为下面实施例1的Sc_0.95Tb_0.05(PO₃)₃的激发光谱，监控波长为543nm。由图可知，本发明实施例1的Sc_0.95Tb_0.05(PO₃)₃具有两个激发波峰，两激发波峰的位置在150～250nm之间，Sc_0.95Tb_0.05(PO₃)₃可吸收在此波峰附近的真空紫外光。

请参阅图2，为下面实施例8中的Sc_0.88Gd_0.02Tb_0.10(PO₃)₃在波长为172nm的紫外光激发下，产生发射光谱曲线11，作为对比，图示出在同样激发条件下的传统的BaAl₁₂O₁₉:Mn的发射光谱曲线12，由图可知，Sc_0.88Gd_0.02Tb_0.10(PO₃)₃的发光强度显著强于绿粉BaAl₁₂O₁₉:Mn。

请参阅图3，显示下面实施例4的发光材料Sc_0.93Gd_0.02Eu_0.05(PO₃)₃的发射光谱图曲线31(激发波长为172nm)和激发光谱曲线32(监控波长为591nm)。由图可知，Sc_0.93Gd_0.02Eu_0.05(PO₃)₃发光材料的激发波长为172nm，属于真空紫外光波段，发射波长为591nm，即发出红色光，而且其发光强度较强。

请参阅图4，分别显示下面实施例8的发光材料Sc_0.88Gd_0.02Tb_0.10(PO₃)₃与实施例3的发光材料Sc_0.90Tb_0.10(PO₃)₃的发射光谱曲线21和22。如图所示，Sc_0.88Gd_0.02Tb_0.10(PO₃)₃的发光强度明显高于Sc_0.90Tb_0.10(PO₃)₃的发光强度。由此可进一步说明，当Re″离子包含Gd³⁺离子和其它稀土离子(如Tb³⁺离子)时，比单纯仅含有种其它稀土离子具有更强的发光强度，因此，Gd³⁺离子可以明显地提高其他发光离子的发光强度。

请参阅图5，显示下面实施例7的发光材料Sc_0.90Tb_0.10(PO₃)₃与实施例10的发光材料Sc_0.88Y_0.02Tb_0.10(PO₃)₃的激发光谱曲线52和51(监控波长为543nm)，以及上述两种发光材料的发射光谱曲线54和53(激发波长为172nm)。由图可知，包含Y和Sc组合的发光材料比含Sc的发光材料的激发强度和发光强度都高，这是因为各占一定比例的Y和Sc的发光材料能够使Re″的电荷迁移带和f-d跃迁带发生稍微的移动，更有利于发光强度的提高。另外，还可根据实际需要调整Y和Sc的离子在基质材料Re′(PO₃)₃中的比例，以调整Re″的电荷迁移带和f-d跃迁带的移动，有助于提高发光强度。进一步，Y和Sc的组合中Y的摩尔分数较佳为10-20％。

请参阅图6，说明本发明实施例的发光材料制备方法的流程，该制备方法包括如下步骤：

S01：按照化学计量比选取稀土离子的源化合物和偏磷酸根离子的源化合物，化学计量比为按照结构式Re′_1-xRe″x(PO₃)₃中的相应元素的摩尔比例，偏磷酸根离子的源化合物按摩尔分数过量1％～30％，其中，Re′为Y、Sc或两者的组合；Re″为Tb、Gd、Sm、Eu、Dy中的至少一种，x＝0.005-0.4；

S02：将各源化合物混合；

S03：将混合物进行烧结预处理，冷却；

S04：取出烧结物进行研磨，再将研磨后产物进行煅烧，冷却后得到所述发光材料。

在步骤S01中，Re′和Re″的源化合物为其氧化物、硝酸盐、草酸盐、氢氧化物、碳酸盐中的至少一种，偏磷酸根离子PO₃ ^3-的源化合物为磷酸氢二铵、磷酸二氢铵中的至少一种。各源化合物按照结构式Re′_1-xRe″_x(PO₃)₃中的相应元素的化学计量比，即摩尔比例称取，x＝0.005-0.4。

与上述发光材料相对应，稀土元素Re″可以是包含Gd元素，还包含Tb、Sm、Eu、Dy中的至少一种。这样，可通过稀土Gd³⁺离子的敏化作用，将能量再传递给其他发光离子，如Tb、Sm、Eu、Dy，使其发光。

在本发明的另一个实施例中，Re′优选为Y和Sc的组合或两者的组合，在该组合中Y的摩尔分数为小于50％，较佳为10-20％，Sc的摩尔分数较佳为80-90％。Y和Sc的组合比例可以根据实际需要调整，通过调整这两种离子在基质材料Re′(PO₃)₃中的比例，可使Re″的电荷迁移带和f-d跃迁带发生稍微的移动，更有利于发光强度的提高

在步骤S02中，将上述各源化合物置于玛瑙研钵中充分研磨，使上述各源化合物均匀混合。

接着，将研磨后的混合物取出，进行烧结预处理，冷却。具体地，将研磨后的混合物放入刚玉坩埚中在200～500℃温度下，预烧结1～3小时，然后冷却至室温。

在步骤S04中，将预烧结产物取出再次充分研磨，再将研磨后产物进行煅烧，冷却后得到上述发光材料。其中，当Re″为Tb时，煅烧优选为在还原气氛中进行。该还原气氛为：N₂和H₂混合气氛，或者H₂或CO气氛。关于发光材料的组成和特性，以上已有介绍，在此不再赘述。本实施例中，在箱式高温炉中于700-1000℃煅烧5-24小时，自然冷却，取出研磨后即得上述发光材料。

由上可知，该发光材料至少具备以下优点：

1)Re′(PO₃)₃(Re′＝Y、Sc或两者的组合)基质对真空紫外光(150～175nm)的吸收能力较强；

2)Re′_1-xRe″_x(PO₃)₃(Re′为Y、Sc或两者的组合；Re″＝Tb、Gd、Sm、Eu、Dy中的至少一种)制备方法操作简单，制备温度低、无污染，易于控制，利于工业化生产；

3)Sc_0.88Gd_0.02Tb_0.10(PO₃)₃与商用的绿粉BaAl₁₂O₁₉:Mn相比，发光强度较强，如图2所示。

4)在Sc_1-xRe″_x(PO₃)₃中，共掺Gd³⁺离子可作为敏化剂，进一步提高其他发光离子如(Tb³⁺)的特征发光强度。

5)通过对Y/Sc在基质材料Re′(PO₃)₃中的比例调整，可使Re″的电荷迁移带和f-d跃迁带发生稍微的移动，更有利于发光强度的提高。

以下是本发明的多个实施例，以举例说明发光材料的不同组成及其制备方法等方面。

实施例1组分为Sc_0.95Tb_0.05(PO₃)₃的绿色发光材料

称取氧化钪Sc₂O₃0.2184g、磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄1.7168g(按照摩尔分数计过量30％)和氧化铽Tb₄O₇0.0313g置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在400℃下预烧3h，然后冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，在N₂和H₂的混合气体形成的还原气氛中，将其在700℃下煅烧24h，冷却，取出研磨后即得粉体状Sc_0.95Tb_0.05(PO₃)₃绿色发光材料。

实施例2组分为Y_0.88Gd_0.02Tb_0.10(PO₃)₃绿色发光材料

称取氧化钇Y₂O₃0.4968g、氧化钆Gd₂O₃0.0181g、磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄2.5752g(按照摩尔分数计过量30％)和氧化铽Tb₄O₇0.0935g置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在500℃下预烧1h，然后冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，在H₂还原气氛中，将其在850℃下煅烧6h，冷却，取出研磨后即得粉体状Y_0.88Gd_0.02Tb_0.10(PO₃)₃绿色发光材料。

实施例3组分为Sc_0.90Tb_0.10(PO₃)₃绿色发光材料

称取氧化钪Sc₂O₃0.2068g、磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄1.7168g(按照摩尔分数计过量30％)和氧化铽Tb₄O₇0.0626g置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在500℃下预烧1h，然后冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，在CO还原气氛中，将其在850℃下煅烧6h，冷却，取出研磨后即得粉体状Sc_0.90Tb_0.10(PO₃)₃绿色发光材料。

实施例4组分为Sc_0.93Gd_0.02Eu_0.05(PO₃)₃红色发光材料

称取氧化钇Sc₂O₃0.3206g、氧化钆Gd₂O₃，0.0181g、磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄2.5752g(按照摩尔分数计过量30％)和氧化铕Eu₂O₃0.0440g置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在500℃下预烧1h，然后冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，将其在850℃下煅烧6h，冷却，取出研磨后即得粉体状Sc_0.93Gd_0.02Eu_0.05(PO₃)₃红色发光材料。

实施例5组分为Sc_0.90Tb_0.10(PO₃)₃绿色发光材料

称取氧化钪Sc₂O₃0.2069g、磷酸二氢铵NH₄H₂PO₄1.4955g和氧化铽Tb₄O₇0.0628g置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在500℃下预烧1h，然后冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，在N₂和H₂还原气氛中，将其在950℃下煅烧5h，冷却，取出研磨后即得粉体状Sc_0.90Tb_0.10(PO₃)₃绿色发光材料。

实施例6组分为Sc_0.93Gd_0.02Sm_0.05(PO₃)₃橙红色发光材料

称取氧化钇Sc₂O₃0.3206g、氧化钆Gd₂O₃，0.0181g、磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄2.5752g(按照摩尔分数计过量30％)和氧化钐Sm₂O₃0.0436g置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在500℃下预烧1h，然后冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，将其在850℃下煅烧12h，冷却，取出研磨后即得粉体状Sc_0.93Gd_0.02Sm_0.05(PO₃)₃橙红色发光材料。

实施例7组分为Sc_0.90Tb_0.10(PO₃)₃绿色发光材料

称取氧化钪Sc₂O₃0.2069g、磷酸二氢铵NH₄H₂PO₄1.4955g和硝酸铽Tb(NO₃)₃·6H₂O 0.1510g置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在400℃下预烧1h，然后冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，在H₂还原气氛中，将其在800℃下煅烧8h，冷却，取出研磨后即得粉体状Sc_0.90Tb_0.10(PO₃)₃绿色发光材料。

实施例8组分为Sc_0.88Gd_0.02Tb_0.10(PO₃)₃绿色发光材料

称取氧化钪Sc₂O₃0.3034g、氧化钆Gd2O3，0.0181g、磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄2.5752g(按照摩尔分数计过量30％)和氧化铽Tb₄O₇0.0935g置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在500℃下预烧1h，然后冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，在CO还原气氛中，将其在950℃下煅烧6h，冷却，取出研磨后即得粉体状Sc_0.88Gd_0.02Tb_0.10(PO₃)₃绿色发光材料。

实施例9组分为Sc_0.93Gd_0.02Dy_0.05(PO₃)₃发光材料

称取氧化钇Sc₂O₃0.3206g、氧化钆Gd₂O₃，0.0181g、磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄2.5752g(按照摩尔分数计过量30％)和氧化镝Dy₂O₃0.0466g置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在500℃下预烧1h，然后冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，将其在1000℃下煅烧12h，冷却，取出研磨后即得粉体状Sc_0.93Gd_0.02Dy_0.05(PO₃)₃白光发光材料。

实施例10组分为Sc_0.88Y_0.02Tb_0.10(PO₃)₃绿色发光材料

称取氧化钪Sc₂O₃0.3034g、氧化钇Y₂O₃，0.0113g、磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄2.5752g(按照摩尔分数计过量30％)和氧化铽Tb₄O₇0.0935g置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在500℃下预烧1h，然后冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，在H₂还原气氛中，将其在950℃下煅烧6h，冷却，取出研磨后即得粉体状Sc_0.88Y_0.02Tb_0.10(PO₃)₃绿色发光材料。

实施例11组分为Sc_0.995Tb_0.005(PO₃)₃绿色发光材料

称取氧化钪Sc₂O₃0.2288g、磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄1.7168g(按照摩尔分数计过量30％)和氧化铽Tb₄O₇0.00312g置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在400℃下预烧3h，然后冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，在N₂和H₂的混合气体形成的还原气氛中，将其在700℃下煅烧24h，冷却，取出研磨后即得粉体状Sc_0.995Tb_0.005(PO₃)₃绿色发光材料。

实施例12组分为Sc_0.80Eu_0.10Sm_0.10(PO₃)₃红色发光材料

称取氧化钇Sc₂O₃0.2758g、磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄2.5752g(按照摩尔分数计过量30％)、氧化铕Eu₂O₃0.0880g和氧化钐Sm₂O₃0.0872g置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在500℃下预烧1h，然后冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，将其在850℃下煅烧6h，冷却，取出研磨后即得粉体状Sc_0.80Eu_0.10Sm_0.10(PO₃)₃红色发光材料。

实施例13组分为Sc_0.70Gd_0.20Dy_0.10(PO₃)₃发光材料

称取氧化钇Sc₂O₃0.2413g、氧化钆Gd₂O₃0.1810g、磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄2.5751g(按照摩尔分数计过量30％)和氧化镝Dy₂O₃0.0932g置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在500℃下预烧1h，然后冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，将其在1000℃下煅烧12h，冷却，取出研磨后即得粉体状Sc_0.70Gd_0.20Dy_0.10(PO₃)₃白光发光材料。

实施例14组分为Y_0.60Gd_0.20Tb_0.20(PO₃)₃绿色发光材料

称取氧化钇Y₂O₃0.3387g、氧化钆Gd₂O₃0.1812g、磷酸氢二铵(NH₄)₂HPO₄2.5752g(按照摩尔分数计过量30％)和氧化铽Tb₄O₇0.1870g置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在500℃下预烧1h，然后冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，在H₂还原气氛中，将其在850℃下煅烧6h，冷却，取出研磨后即得粉体状Y_0.60Gd_0.20Tb_0.20(PO₃)₃绿色发光材料。

在上述发光材料中，Re′(PO₃)₃(Re′＝Y、Sc或两者的组合)作为一种偏磷酸盐，具有较强的耐真空紫外辐射能力，而且，偏磷酸根离子(PO₃)₃ ^3-基团对真空紫外光(例如150～175nm)有很好的吸收作用，可明显提高光利用率，作为真空紫外激发发光材料的基质材料。上述发光材料发光时，通过Re′(PO₃)₃基质对真空紫外光强吸收以后，将大部分能量传递给稀土离子R″³⁺，使稀土离子R″³⁺发光，提高发光效率。

此外，由于发光稀土离子Re″(Re″＝Tb、Gd、Sm、Eu、Dy中的至少一种)，具有和Re′离子相似的性质，电荷相同和半径相近，这样稀土离子Re″可以很好地取代部分Re’离子进入到Re′(PO₃)₃的晶格中而不改变其晶体结构，实现了离子的均匀掺杂，有利于发光强度的提高。

另外，当包含Gd³⁺离子时及其它稀土离子时，不仅能够很好地敏化其他发光离子，提高其发光强度，还可以提高本发明的发光材料对真空紫外光的吸收能力。此外，适当调整Y/Sc在基质材料Re′(PO₃)₃中的比例调整，可使Re″的电荷迁移带和f-d跃迁带发生稍微的移动，更有利于发光强度的提高。

在发光材料制备方法中，通过烧结和煅烧处理，即可获得发光材料，从而使得制备工艺简单、成本低，具有广阔的生产应用前景。此外，该发光材料制备方法煅烧时温度可低于1000℃，耗能较低，便于工业化大批量制备。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发光材料，其特征在于，所述发光材料的结构式为：Re′_1-xRe″_x(PO₃)₃，其中，Re′为Y、Sc或两者的组合；Re″为Tb、Gd、Sm、Eu、Dy中的至少一种，x＝0.005-0.4。

2.如权利要求1所述的发光材料，其特征在于，所述发光材料是以Re′(PO₃)₃为基质，所述Re″取代部分Re′进入到Re′(PO₃)₃晶格中。

3.如权利要求1所述的发光材料，其特征在于，所述稀土离子Re″包含Gd离子，还包含Tb、Sm、Eu、Dy中的至少一种。

4.如权利要求1所述的发光材料，其特征在于，所述Re′为Y和Sc的组合，在所述组合中Y的摩尔分数为10-20％，Sc的摩尔分数为80-90％。

5.一种发光材料制备方法，其包括如下步骤：

按照化学计量比选取稀土离子的源化合物、偏磷酸根离子的源化合物以及稀土离子的源化合物，所述化学计量比为按照结构式Re′_1-xRe″_x(PO₃)₃中的相应元素的摩尔比例，其中，所述偏磷酸根离子的源化合物按摩尔分数过量1％～30％。Re′为Y、Sc或两者的组合；Re″为Tb、Gd、Sm、Eu、Dy中的至少一种，x＝0.005-0.4；

将各源化合物混合；

将混合物进行烧结预处理，冷却至室温；

取出烧结物进行研磨，再将研磨后产物进行煅烧，冷却后得到所述发光材料。

6.如权利要求5所述的发光材料制备方法，其特征在于，所述Re′³⁺和Re″³⁺的源化合物为对应其氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐或草酸盐中的至少一种，所述偏磷酸根离子的源化合物为磷酸氢二铵、磷酸二氢铵中的至少一种。

7.如权利要求5所述的发光材料制备方法，其特征在于，所述烧结预处理的温度为200-500℃，时间为1-3小时；所述煅烧处理的温度为700-1000℃，时间为5-24小时。

8.如权利要求5所述的发光材料制备方法，其特征在于，所述Re′为Y和Sc的组合，在所述组合中Y的摩尔分数为10-20％，Sc的摩尔分数为80-90％。

9.如权利要求5所述的发光材料制备方法，其特征在于，所述稀土元素Re″为Tb，所述煅烧是在氮气和氢气的混合气体、氢气或一氧化碳气体形成的气氛中进行。

10.如权利要求5所述的发光材料制备方法，其特征在于，所述Re″包含Gd元素，还包含Tb、Sm、Eu、Dy中的至少一种。

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