CN103333686A

CN103333686A - 一种掺锰(iv)红色荧光粉及其制备方法

Info

Publication number: CN103333686A
Application number: CN2013102772384A
Authority: CN
Inventors: 童义平
Original assignee: Huizhou University
Current assignee: Huizhou University
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2033-07-03
Also published as: CN103333686B

Abstract

本发明实施例公开了一种掺锰(IV)红色荧光粉，主要包括铝酸钙(CaAl₁₂O₁₉)基质以及光活性成份Mn(IV)。化学式为CaAl₁₂O₁₉:Mn_x,其中，0.002<x<0.15。还公开了一种掺锰(IV)红色荧光粉的制备方法，包括如下步骤：按化学式准确称量Ca、Mn及Al的氧化物或相应的盐类；将混合、摩匀后的上述原料在1400-1700℃内烧结3-6小时；将上述产品经磨碎并过目筛得掺锰(IV)离子的铝酸钙红色荧光粉，本发明实施例所要解决的技术问题是寻找能替代掺稀土元素的无机荧光粉,用相对廉价的金属元素替代稀土元素,制备相对廉价的无机荧光粉,而且这种荧光粉可与LED芯片的465nm发光有效匹配,因而可用作LED发光光源的三基色(红色)荧光粉。

Description

一种掺锰(IV)红色荧光粉及其制备方法

技术领域

本发明涉及荧光粉领域，尤其涉及一种掺锰(IV)红色荧光粉及其制备方法。

背景技术

无机的荧光粉多是掺稀土元素的化合物,这些掺入的稀土元素作为光活性中心,引起荧光。发红光的无机荧光粉多是掺稀土Eu(III)或Sm(III)等的化合物,由于稀土资源比较缺泛,因而这类荧光粉较贵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种成本低、使用效果佳的掺锰(IV)红色荧光粉。

所述掺锰(IV)红色荧光粉，主要包括铝酸钙CaAl₁₂O₁₉基质以及光活性成份Mn(IV)离子。化学式为CaAl₁₂O₁₉:Mn_x,其中，0.002<x<0.15。

所述光活性成份Mn(IV)为掺含Mn(II)或Mn(IV)的化合物。

所述掺含Mn(II)或Mn(IV)化合物,主要为醋酸锰、硝酸锰或二氧化锰中的一种。

本发明还提供了一种操作简单、生产效率高的掺锰(IV)经色荧光粉的制备方法。

所述掺锰红色荧光粉的制备方法，包括如下步骤：

（1）按化学式准确称量Ca、Mn及Al的氧化物或相应的盐类；

（2）将混合后的上述原料在1400-1700℃内烧结3-6小时；

（3）将上述产品经磨碎并过目筛得掺锰(IV)离子的铝酸钙红色荧光粉。

所述步骤（1）中Ca、Mn及Al的氧化物或相应的盐类Ca:Al:Mn(摩尔比)为(0.8-1.2):(11-13):(0.002-0.15)。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例所要解决的技术问题是寻找能替代掺稀土元素的无机荧光粉,用相对廉价的金属元素替代稀土元素,制备相对廉价的无机荧光粉,而且这种荧光粉可与LED芯片的465nm发光有效匹配,因而可用作LED发光光源的三基色(红色)荧光粉。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。

实施例1：

按化学式准确称量Ca、Mn及Al的氧化物或相应的盐类；

控制Ca:Al:Mn(摩尔比)为1:12:0.0147,即

醋酸锰,其用量0.36%;

氧化铝,其用量85.64%；

碳酸钙,其用量14.00%；

在制造过程中，包括：混料、摩匀、加热升温、燃烧、保温、降温等过程。先按上述原材料比例称量反应原料,机械混合、摩匀,开始加热升温到1600℃,并在此温度下保温反应3小时,逐渐降温到室温,得粉红色粉末样品。球磨、过目筛,得荧光粉。

对比:原料比例不变,但反应温度及反应时间变化的情况下,以及不掺锰(IV)情况下的实验结果。合成的掺锰(IV)红色荧光粉(实验编号1、2、3、4)的数据情况见表1。

实施例2：

按化学式准确称量Ca、Mn及Al的氧化物或相应的盐类；

控制Ca:Al:Mn(摩尔比)为1:12:0.0074,即

醋酸锰,其用量0.18%;

氧化铝,其用量85.79%；

碳酸钙,其用量14.03%；

在制造过程中，包括：混料、摩匀、加热升温、燃烧、保温、降温等过程。先按上述原材料比例称量反应原料,机械混合、摩匀,开始加热升温到1400℃,并在此温度下保温反应3小时,逐渐降温到室温,得粉末样品。球磨、过目筛,得荧光粉。

对比:原料比例不变,但反应温度及反应时间变化的情况下,以及不掺锰(IV)情况下的实验结果。合成的掺锰(IV)红色荧光粉(实验编号5、6、7、8)的数据情况见表1。

实施例3：

按化学式准确称量Ca、Mn及Al的氧化物或相应的盐类；

控制Ca:Al:Mn(摩尔比)为1:12:0.0184,即

醋酸锰,其用量0.45%;

氧化铝,其用量85.56%；

碳酸钙,其用量13.99%；

在制造过程中，包括：混料、摩匀、加热升温、燃烧、保温、降温等过程。先按上述原材料比例称量反应原料,机械混合、摩匀,开始加热升温到1700℃,并在此温度下保温反应3小时,逐渐降温到室温,得粉末样品。球磨、过目筛,得荧光粉。

对比:原料比例不变,但反应温度及反应时间变化的情况下,以及不掺锰(IV)情况下的实验结果。合成的掺锰(IV)红色荧光粉(实验编号9、10、11、12)的数据情况见表1。

上述具体实施例1到具体实施例3中,均包含了在不同掺Mn(IV)量、不同反应温度、不同反应时间条件下的实验结果,并有相对不掺Mn(IV)的对照结果。合成的掺锰(IV)红色荧光粉用分子荧光光谱仪分别测定样品的激发及发射光谱、比较发光强度,观察外观色泽,测定结果见表1。

表1的对比结果表明：本发明的掺锰(IV)红色荧光粉,是优良的非掺稀土的红色无机荧光粉,而且这种新型红色无机荧光粉,激发峰470nm,十分接近LED芯片的蓝色发光465nm,因此,可与LED芯片的发光十分有效地匹配,是用作LED发光器件的优异的三基色(红色)荧光粉。加上锰的相对廉价,这种荧光粉的市场竞争力会更大。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种掺锰(IV)红色荧光粉，其特征在于，主要包括铝酸钙(CaAl₁₂O₁₉)基质以及光活性成份Mn(IV)。化学式为CaAl₁₂O₁₉:Mn_x,其中，0.002<x<0.15。

2.根据权利要求1所述的掺锰(IV)红色荧光粉，其特征在于，所述光活性成份Mn(IV),为掺含Mn(II)或Mn(IV)的化合物。

3.根据权利要求1所述的掺锰(IV)红色荧光粉，其特征在于，所述掺含Mn(II)或Mn(IV)化合物,主要为醋酸锰、硝酸锰或二氧化锰中的一种。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的掺锰(IV)红色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）按化学式准确称量Ca、Mn及Al的氧化物或相应的盐类；

（2）将混合后的上述原料在1400-1700℃内烧结3-6小时；

5.根据权利要求5所述的掺锰(IV)红色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中Ca、Mn及Al的氧化物或相应的盐类Ca:Al:Mn(摩尔比)为(0.8-1.2):(11-13):(0.002-0.15)。