CN103937499B - 非稀土离子激活的黄色荧光粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非稀土离子激活的黄色荧光粉，该荧光粉是由物质A、Y2O3 、物质B按摩尔比为2:1:8经高温固相反应生成的固溶体，其中物质A为BaCO3、BaO中的一种或两种任意比例的混合物，物质B为ZnCO3、ZnO中的一种或两者任意比例的混合物，当为混合物时，其摩尔份数总和按化学计量比保持不变。同时，本发明公开了该荧光粉的制备方法：将物质A、Y2O3和物质B按上述摩尔比混合，在1100-1500℃的高温下反应1-5小时，即得黄色荧光粉。本发明制备工艺简单，操作性好，原材料成本低，无须消耗稀土资源就能制备出发光性能良好的荧光粉，其环保系数高，易于工业生产及推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及荧光粉及其制备方法，具体地说是一种非稀土离子激活的发黄光的荧光粉及其制备方法。
背景技术
荧光粉，也被称为夜光粉，是一种在紫外线、可见辐射和电场作用下引起发光的物质，其具有多种颜色，已广泛应用于日光灯、节能灯、LED灯、显示屏、仪表以及应急指示牌等多个领域。目前，黄色荧光粉主要有两类，一类是以Ce3+或Tb3+作为稀土离子激活剂制备的Y3Al5O12荧光粉，另一类是用Ce3+作为敏化剂，以Dy3+作为激活剂制备的BaLaB9O16的荧光粉。这些荧光粉在使用时虽具有很好的发光效果，但其制备均依赖稀土离子激活基质促使能级跃迁而实现发光的，故稀土资源消耗较大，成本较高；而且稀土离子在基质中存在浓度淬灭现象及能量传递，因此稀土离子配比要求十分严格，制备工艺比较复杂，工业生产中操作稳定性较差。因此，不含稀土离子激活剂的荧光粉是目前行业内积极探索的课题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种非稀土离子激活的黄色荧光粉及其制备方法，以解决现有发黄光的荧光粉必须依靠稀土资源，材料成本高、制备工艺复杂，生产控制性差的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种非稀土离子激活的黄色荧光粉，其特征在于，该荧光粉为高温固相反应生成的固溶体，其是由以下摩尔比的物质组成：
物质A 2
Y2O3 1
物质B 8
其中物质A为Ba2+的碳酸盐、氧化物中的一种或两种任意比例的混合物，物质B为Zn2+的碳酸盐、氧化物中的一种或两种任意比例的混合物；当为混合物时，阳离子按等价替代，其摩尔份数总和按化学计量比保持不变。
本发明上述荧光粉的制备方法为：将所述物质A、Y2O3和物质B按摩尔比为2:1:8混合，在1100-1500℃的高温下反应1-5小时，即得发黄光的荧光粉。
本发明中所述物质A为BaCO3、BaO或两者任意比例的混合物，所述物质B为ZnO、ZnCO3或两者任意比例的混合物。
本发明所述高温固相反应的优选温度为1250-1350℃，其意义在于在优选温度条件下制备的荧光粉在保证发光性能的前提下，节约制备能耗，使用时也便于研磨。
本发明通过选择适宜的非稀土原料、独特的配方比例及特定的加工工艺一步合成了可发黄光的Ba2Y2Zn8O13荧光粉。该制备方法摆脱了传统荧光材料必须依赖稀土离子激活才能发光的困境，减小了稀土资源的消耗，降低了原材料成本，其制备的荧光粉能够在紫外300-370nm激发下发出明亮的黄光，发光性能良好，亮度高，工艺简单，操作性好，环境友好，易于工业化生产及推广应用。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的荧光粉样品的X射线衍射图，经和Ba2Y2Zn8O13（JCPDF 01-084-2476）标准卡对比，说明按照本发明提供的方法成功合成了Ba2Y2Zn8O13荧光粉。
图2是本发明实施例1所制备的荧光粉的激发和发射光谱图，其激发主峰在368nm，发射峰在540nm。
图3是本发明实施例1所制备的荧光粉样品在不同波段紫外激发下的发光及色坐标图，当用300-370nm紫外激发下，发出明亮的黄光，色坐标为（0.344，0.428）。
具体实施方式
下面实施例用于进一步详细说明本发明，但不以任何形式限制本发明。
实施例1
按如下摩尔比称量原料：BaCO3∶Y2O3∶ZnO = 2∶1∶8，将各组分按比例混合均匀后，在1250℃下高温固相反应2小时得到可黄色荧光粉。
实施例2
按如下摩尔比称量原料：BaO∶Y2O3∶ZnCO3 = 2∶1∶8，将各组分按比例混合均匀后，在1250℃下高温固相反应2小时得到黄色荧光粉。
实施例3
按金属阳离子摩尔比称量原料：（BaO+BaCO3）∶Y2O3∶ZnO = 2∶1∶8，将各组分按比例混合均匀后，在1250℃下高温固相反应2小时得到黄色荧光粉。
实施例4
按金属阳离子摩尔比称量原料：（BaO+BaCO3）∶Y2O3∶（ZnO +ZnCO3 ）= 2∶1∶8，将各组分按比例混合均匀后，在1250℃下高温固相反应2小时得到黄色荧光粉。
实施例5
按金属阳离子摩尔比称量原料：BaO∶Y2O3∶（ZnO +ZnCO3 ）= 2∶1∶8，将各组分按比例混合均匀后，在1100℃下高温固相反应1小时得到黄色荧光粉。
实施例6
按如下摩尔比称量原料：BaO∶Y2O3∶ZnO= 2∶1∶8，将各组分按比例混合均匀后，在1350℃下高温固相反应5小时得到黄色荧光粉。
实施例7
按如下摩尔比称量原料：（BaO+BaCO3）∶Y2O3∶ZnCO3 = 2∶1∶8，将各组分按比例混合均匀后，在1500℃下高温固相反应3小时得到黄色荧光粉。
本发明中所用原料均为市售商品。
Claims (4)
1.一种非稀土离子激活的黄色荧光粉，其特征在于，该荧光粉为高温固相反应生成的固溶体，其是由以下摩尔比的物质组成：
物质A 2
Y2O3 1
物质B 8
其中物质A为Ba2+的碳酸盐、氧化物中的一种或两种任意比例的混合物；物质B为Zn2+的碳酸盐、氧化物中的一种或两种任意比例的混合物；当为混合物时，阳离子按等价替代，其摩尔份数总和按化学计量比保持不变；
其制备方法是将所述物质A、Y2O3和物质B按摩尔比为2:1:8混合，在1100-1500℃的高温下反应1-5小时，即得黄色荧光粉；其制备的荧光粉在紫外300-370nm激发下发出黄光。
2.根据权利要求1所述的非稀土离子激活的黄色荧光粉，其特征在于，所述物质A为BaCO3、BaO或两者任意比例的混合物。
3.根据权利要求1所述的非稀土离子激活的黄色荧光粉，其特征在于，所述物质B为ZnO、ZnCO3或两者任意比例的混合物。
4.根据权利要求1、2或3所述的非稀土离子激活的黄色荧光粉，其特征在于，所述高温固相反应的温度为1250-1350℃。
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