CN103396798A - 一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其化学结构式如下：A_10-xD₂Si₃O₁₈N₄:Hx（1）；其中，0〈x≤0.50，A选自Y、La、Gd、Lu中的一种或两种以上任意组合，D选自B、Al、Ga、In中的一种或两种以上任意组合；H为Ce,或者Ce和Tb、Eu、Pr、Dy的共掺。本发明还涉及该氮氧化物荧光粉的制备方法。本发明涉及的体系为氮氧化物，其物理、化学与热稳定性能优于传统氧化物体系；其激发光谱范围较宽，在380～410nm处有强吸收，与商用近紫外芯片的发射光谱具有较高的匹配度；发射光谱可以覆盖整个可见光区；本发明涉及的制造方法简单可行，易于操作、无污染、成本低。

Description

一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种荧光粉及其制备方法，具体涉及一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉及其制备方法

背景技术

LED由于具有光效高、体积小、节能、寿命长、无污染等诸多优点，目前已经在液晶显示器背光源、指示灯、普通照明灯诸多领域得到广泛应用，并有望取代目前使用的各式灯泡和荧光灯而成为新一代绿色照明光源。

白光LED可通过蓝色LED与荧光粉组合得到，目前，主要以YAG:Ce³⁺荧光材料与蓝光LED结合通过补色原理实现白光。但是，由于该荧光粉中红色成分不足，导致显色性较差。最近，这种利用“蓝光芯片+黄色荧光粉”来实现白光的理念已经逐渐的演变到“近紫外芯片+三基色荧光粉”，以提高白光的显色性与可调能力。伴随近紫外芯片效率的提高，这种实现白光的方式得到了更多的关注和研究，而开发能够与近紫外芯片相匹配的荧光材料就理所当然得成为其重要内容之一。

目前对与近紫外芯片相匹配的荧光材料的研究主要集中在氧化物基荧光材料，氮氧化物基发光材料由于其具有较高的电子云扩散效应和较强的共价型，可以实现较宽范围波段的发射，同时还具有良好的化学稳定性、热猝灭性能因而越来越受到业界的关注。由于氮氧化物基发光材料合成条件苛刻，起步较晚，目前研究主要集中在可被蓝光有效激发的氮化物体系上，而针对近紫外激发的高效氮氧化物基发光材料的报道相对较少。因此，针对氮氧化物基荧光材料，以得到能与近紫外LED相匹配的荧光粉是LED用发光材料面临的重要课题，相关发光材料的发展对工业应用有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉。

本发明的具体技术方案如下：

一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其化学结构式如下：

A_10-xD₂Si₃O₁₈N₄:Hx   （1）

其中，0〈x≤0.50，A选自Y、La、Gd、Lu中的一种或两种以上任意组合，D选自B、Al、Ga、In中的一种或两种以上任意组合；H为Ce,或者Ce和Tb、Eu、Pr、Dy的共掺。

上述“Ce和Tb、Eu、Pr、Dy的共掺”是指Ce与Tb、Eu、Pr、Dy中的一种或两种以上任意组合。

其中，x的优选范围为0.005～0.2；x选择这个范围时，所制得的荧光粉与近紫外芯片具有更高的匹配度。

本发明还涉及一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉的制备方法，包括如下步骤：

（1）以Y、La、Gd、Lu的氧化物、氢氧化物、硝酸盐、卤化物或者碳酸盐，B、Al、Ga、In的氧化物、氮化物、氢氧化物、含氧酸或者含氧酸盐，Si的氧化物、氮化物、含氧酸或者含氧酸盐，H的氧化物、氢氧化物、硝酸盐、卤化物或者碳酸盐为原料，并按上述化学结构式（1）的组成及化学计量比称取上述原料；

（2）将步骤（1）中称取好的原料作为前躯体，然后加入助熔剂混合均匀；

（3）将步骤（2）得到的混合物在还原气氛下，于1400～1800℃焙烧1～20小时；

（4）再经后处理，即可制成用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉。

步骤（4）中的后处理包括如下步骤：先研磨、然后用酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干。

所述酸溶液的质量浓度为2%-20%，本发明对具体的酸物质没有要求，只要质量浓度为2%-20%即可。

步骤（2）中的助熔剂选自氟化铵、氟化氢铵、氟化铝、碱金属氟化物、碱土金属氟化物、稀土金属氟化物中一种或两种以上任意组合，助熔剂的加入量占前躯体总重量的0.0001～5%，优选为0.003～2%。

步骤（3）中的还原气氛为H₂和N₂的混合气体，所述H₂的体积占混合气体总体积的5～25%。

在兼顾生产效率和产品性能的基础上，步骤（3）中的焙烧温度优选为1550～1650℃；焙烧时间优选为10～15h。

本发明具有如下优点：

1、本发明涉及的体系为氮氧化物，其物理、化学与热稳定性能优于传统氧化物体系；

2、本发明的荧光粉的有效激发波段覆盖350～420nm，而在380～410nm处有强吸收，恰好与商用近紫外芯片的发射光谱（370～400nm）几乎重叠，因而具有较高的匹配度；

3、本发明的荧光粉发射光谱可以覆盖整个可见光区；

4、本发明涉及的荧光粉的制造方法简单可行，易于操作、易于量产、无污染、成本低。

附图说明

图1为实施例1制备的荧光粉的XRD谱图；

图2为实施例9制备的荧光粉的XRD谱图；

图3为实例1制备的荧光粉在365nm近紫外激发条件下的发射光谱；

图4为实施例1制备的荧光粉以460nm为监测条件得到的激发光谱；

图5为实施例7制备的荧光粉在365nm近紫外激发条件下的发射光谱；

图6为实施例7制备的荧光粉以460nm为监测条件得到的激发光谱；

图7为实施例7制备的荧光粉以542nm为监测条件得到的激发光谱；

图8为实施例9制备的荧光粉在365nm近紫外激发条件下的发射光谱；

图9为实施例9制备的荧光粉以460nm为监测条件得到的激发光谱；

图10为实施例13制备的荧光粉在365nm近紫外激发条件下的发射光谱。

图11为实施例13制备的荧光粉以542nm为监测条件得到的激发光谱。

图12为实施例13制备的荧光粉以607nm为监测条件得到的激发光谱。

具体实施方式

本发明实施例中的“%-H₂/N₂气氛”指的是H₂和N₂的混合气体中，H₂的体积占混合气体总体积的百分数。

实施例1

称取Y₂O₃55.89克，Al₂O₃5.10克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂0.86克，AlF₃1.36克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1550℃条件下，10%-H₂/N₂气氛下焙烧10小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为2%的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y_9.90Ce_0.10Al₂Si₃O₁₂N₄。该荧光粉的XRD谱图参见图1，发射光谱和激发光谱分别参见图3和图4。

实施例2

称取Y₂O₃55.61克，Al₂O₃5.10克，β-Si₃N₄7.01克，CeO₂1.29克，从0.1克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1500℃条件下，5%-H₂/N₂气氛下焙烧12小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为10%的硫酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y_9.85Ce_0.15Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例3

称取Y₂O₃55.89克，La₂O₃0.41克，Al₂O₃5.10克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂0.86克，NH₄F0.7克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1600℃条件下，20%-H₂/N₂气氛下焙烧8小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为3%的硫酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y_9.85La_0.05Ce_0.10Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例4

称取La₂O₃32.46克，Y₂O₃7.90克，Al₂O₃25.24克，SiO₂0.15克，CeO₂0.86克，MgF₂3.33克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1700℃条件下，20%-H₂/N₂气氛下焙烧9小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为5%的醋酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y_8.50Y_1.40Ce_0.10Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例5

称取Gd₂O₃88.81克，AlN4.10克，α-Si₃N₄3.51克，SiO₂4.51克，CeO₂1.75克，CaF₂0.1克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1500℃条件下，15%-H₂/N₂气氛下焙烧12小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为2%的醋酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Gd_9.80Ce_0.20Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例6

称取Gd₂O₃81.56克，La₂O₃6.92克，Al₂O₃5.10克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂1.29克，CaF₂0.1克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1550℃条件下，5%-H₂/N₂气氛下焙烧5小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为20%的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Gd_9.00La_0.85Ce_0.15Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例7

称取Y₂O₃55.75克，Tb₄O₇0.70克，AlCl₃13.33克，β-Si₃N₄7.01克，CeO₂0.43克，BaF₂0.1克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1600℃条件下，10%-H₂/N₂气氛下焙烧8小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为6%的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y_9.875Tb_0.075Ce_0.05Al₂Si₃O₁₂N₄。该荧光粉的发射光谱参见图5和图6，激发光谱参见图7。

实施例8

称取Gd(NO₃)₃163.05克，Eu₂O₃2.20克，AlN4.10克，β-Si₃N₄3.51克，SiO₂4.51克，CeO₂2.15克，BaF₂0.5克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1650℃条件下，25%-H₂/N₂气氛下焙烧5小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为6%的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Gd_9.50Eu_0.25Ce_0.25Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例9

称取Lu₂O₃98.49克，Al₂O₃5.10克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂0.86克，ScF ₃0.5克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1600℃条件下，20%-H₂/N₂气氛下焙烧8小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为6%的硫酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu_9.90Ce_0.10Al₂Si₃O₁₂N₄。该荧光粉的XRD谱图参见图2，发射光谱和激发光谱分别参见图8和图9。

实施例10

称取Lu₂O₃48.75克，LaCl₃61.32克，Al₂O₃5.10克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂0.86克，ScF ₃ 0.5克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1700℃条件下，10%-H₂/N₂气氛下焙烧10小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为3%的碳酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu_4.90La_5.00Ce_0.10Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例11

称取Lu₂O₃48.75克，Tb₄O₇61.32克，Al₂O₃5.10克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂0.86克，ScF ₃0.5克，BaF₂0.1克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1750℃条件下，10%-H₂/N₂气氛下焙烧6小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为3%的碳酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu_9.875Tb_0.075Ce_0.05Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例12

称取Lu₂O₃49.24克，Tb₄O₇46.73克，Al₂O₃5.10克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂0.43克，ScF ₃0.5克，NH₄F0.1克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1550℃条件下，15%-H₂/N₂气氛下焙烧8小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为7%的碳酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu_4.95Tb_5.00Ce_0.05Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例13

称取Lu₂O₃48.75克，Tb₄O₇46.73克，Eu₂O₃0.44克，Al₂O₃5.10克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂0.43克，ScF ₃1克，NH₄F0.5克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1540℃条件下，8%-H₂/N₂气氛下焙烧8小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为7%的硝酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu_4.90Tb_5.00Eu_0.05Ce_0.05Al₂Si₃O₁₂N₄。该荧光粉的发射光谱参见图10，激发光谱参见图11和图12。

实施例14

称取Y₂O₃25.40克，La₂O₃40.73克，Dy₂O₃2.33克，Al₂O₃5.10克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂2.15克，ScF ₃1克，NH₄F0.5克，NH₄F0.5克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1620℃条件下，15%-H₂/N₂气氛下焙烧12小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为10%的硝酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y_4.50La_5.00Dy_0.25Ce_0.25Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例15

称取Lu₂O₃24.87克，Gd₂O₃63.44克，Pr₆O₁₁1.92克，Al₂O₃5.10克，β-Si₃N₄7.01克，CeO₂1.94克，ScF ₃1克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1800℃条件下，5%-H₂/N₂气氛下焙烧15小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为15%的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu_2.50Gd_7.00Pr_0.225Ce_0.225Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例16

称取Y₂O₃55.89克，Al₂O₃3.82克，H₃BO₃1.55克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂0.86克，NH₄F0.5克进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1550℃条件下，10%-H₂/N₂气氛下焙烧10小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为15%的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y_9.90Ce_0.10Al_1.50B_0.50Si₃O₁₂N₄。

实施例17

称取Gd₂O₃86.09克，Ga₂O₃9.37克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂4.30克，NH₄F2克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1450℃条件下，5%-H₂/N₂气氛下焙烧14小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为15%的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Gd_9.50Ce_0.50Ga₂Si₃O₁₂N₄。

实施例18

称取La₂O₃37.47克，Lu₂O₃49.74克，Al₂O₃2.55克，Ga₂O₃4.69克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂3.44克，ScF ₃5.2克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1530℃条件下，15%-H₂/N₂气氛下焙烧14小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为10%的碳酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu_5.00La_4.60Ce_0.40AlGaSi₃O₁₂N₄。

实施例19

称取Lu₂O₃94.51克，Al₂O₃2.55克，Ga₂O₃2.35克，In₂O₃3.47克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂4.30克，ScF ₃2克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1480℃条件下，25%-H₂/N₂气氛下焙烧9小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为5%的碳酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu_9.5Ce_0.5AlGa_0.50In_0.5Si₃O₁₂N₄。

实施例20

称取Y₂O₃55.32克，Tb₄O₇0.93克，Al₂O₃5.10克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂0.86克，NaF0.06克，NH₄HF₂0.10克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1500℃条件下，10%-H₂/N₂气氛下焙烧8小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为5%的碳酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y_9.80Tb_0.10Ce_0.10Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例21

称取Gd₂O₃87.91克，Dy₂O₃1.87克，Al₂O₃2.55克，Ga₂O₃4.69克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂0.86克，CaF₂0.16克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1500℃条件下，15%-H₂/N₂气氛下焙烧6小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为5%的醋酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Gd_9.70Dy_0.20Ce_0.10AlGaSi₃O₁₂N₄。

实施例22

称取Lu₂O₃87.91克，Eu₂O₃0.88克，Tb₄O₇0.93克，Ga₂O₃9.37克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂0.86克，SrF₂0.20克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1450℃条件下，10%-H₂/N₂气氛下焙烧10小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为12%的醋酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu_9.70Eu_0.10Tb_0.10Ce_0.10Ga₂Si₃O₁₂N₄。

实施例23

称取Gd(NO₃)₃163.05克，Pr₆O₁₁2.13克，AlN4.10克，β-Si₃N₄3.51克，SiO₂4.51克，CeO₂2.15克，LiF0.05克，SrF₂0.15克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1400℃条件下，20%-H₂/N₂气氛下焙烧5小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为15%的醋酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Gd_9.50Pr_0.25Ce_0.25Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例24

称取La₂O₃77.38克，Dy₂O₃3.73克，AlN4.10克，α-Si₃N₄3.51克，H₂SiO₃5.86克，CeO₂0.86克，LaF₃0.12克，NH₄HF₂0.15克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1500℃条件下，15%-H₂/N₂气氛下焙烧7小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为10%的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为La_9.50Dy_0.40Ce_0.10Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例25

称取Y₂O₃2.26克，Gd₂O₃52.56克，AlN4.10克，β-Si₃N₄3.51克，SiO₂4.51克，CeO₂1.75克，NH₄F0.10克，BaF₂0.15克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1520℃条件下，15%-H₂/N₂气氛下焙烧7小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为5%的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y_4.00Gd_5.80Ce_0.20Al₂Si₃O₁₂N₄。

实施例26

称取Y₂O₃39.52克，Lu₂O₃28.35克，Ga₂O₃9.37克，α-Si₃N₄7.01克，CeO₂1.29克，AlF₃0.14克，GdF₃0.06克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，20%-H₂/N₂气氛下，在1480℃条件下焙烧5小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为3%的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y_7.00Lu_2.85Ce_0.15Ga₂Si₃O₁₂N₄。

实施例27

称取Lu₂O₃48.75克，La₂O₃40.73克，Tb₄O₇0.47克，Al₂O₃5.10克，β-Si₃N₄7.01克，CeO₂0.43克，AlF₃0.14克，GdF₃0.06克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1450℃条件下，20%-H₂/N₂气氛下焙烧4小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为3%的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu_4.90La_5.00Tb_0.05Ce_0.05Al₂Si₃O₁₂N₄。

如图4、图6、图7、图9、图11和图12所示，本发明制得的氮氧化物荧光粉的有效激发波段覆盖350～420nm，而在380～410nm处有强吸收，恰好与商用近紫外芯片的发射光谱（370～400nm）几乎重叠，因而具有较高的匹配度。

Claims (8)

1.一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其特征在于其化学结构式如下：

A_10-xD₂Si₃O₁₈N₄:Hx   （1）

其中，0〈x≤0.50，A选自Y、La、Gd、Lu中的一种或两种以上任意组合，D选自B、Al、Ga、In中的一种或两种以上任意组合；H为Ce,或者Ce和Tb、Eu、Pr、Dy的共掺。

2.如权利要求1所述的用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其特征在于0.005≤x≤0.2。

3.权利要求1或2所述的用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）以Y、La、Gd、Lu的氧化物、氢氧化物、硝酸盐、卤化物或者碳酸盐，B、Al、Ga、In的氧化物、氮化物、氢氧化物、含氧酸或者含氧酸盐，Si的氧化物、氮化物、含氧酸或者含氧酸盐，H的氧化物、氢氧化物、硝酸盐、卤化物或者碳酸盐为原料，并按上述化学结构式（1）的组成及化学计量比称取上述原料；

（2）将步骤（1）中称取好的原料作为前躯体，然后加入助熔剂混合均匀；

（3）将步骤（2）得到的混合物在还原气氛下，于1400～1800℃焙烧1～20小时；

（4）再经后处理，即可制成用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤（4）中的后处理包括如下步骤：先研磨、然后用酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述酸溶液的质量浓度为2%-20%。

6.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于步骤（2）中的助熔剂选自氟化铵、氟化氢铵、氟化铝、碱金属氟化物、碱土金属氟化物、稀土金属氟化物中一种或两种以上任意组合，助熔剂的加入量占前躯体总重量的0.0001～5%。

7.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于步骤（3）中的还原气氛为H₂和N₂的混合气体，所述H₂的体积占混合气体总体积的5～25%。

8.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于步骤（3）中的焙烧温度为1550～1650℃；焙烧时间为10～15h。

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