CN104403668A - 一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法 - Google Patents

一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法，荧光粉化学通式为：Ca3-x-y-zCexTbyAzSc2-mMgmSi3-nAlnO12，其中，A为元素Li、Na、K的一种或其任意组合；所述x、y、z、m、n为摩尔分数，其取值范围分别为：0.005≤x≤0.2，0.005≤y≤0.5，0≤z≤0.5,0≤m≤0.5,0≤n≤0.5，该荧光粉采用的制备方法是高温固相法，其通过Ce3+和Tb3+的共掺，利用Ce3+、Tb3+之间有效的能量传递来拓展发光离子Tb3+在紫外光区域的有效激发范围，实现了Tb3+的激发光谱由250～300nm到200～380nm的展宽，使之能够更好地与紫外LED芯片和荧光灯中汞蒸气的发射光谱匹配，可以作为一种基于紫外光LED芯片的白光LED或三基色荧光灯中的绿色荧光粉，且其制备工艺简单，无污染，易于操作。

Description

一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及发光材料领域，特别提供了一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法。
背景技术
白光LED由于具有节能环保、寿命长、体积小、响应时间短等优点，而被认为是有望取代传统照明的第四代照明光源。目前商用化的白光LED采取的实现方案是在蓝光LED芯片涂敷黄色荧光粉(主要是Y3Al5O12:Ce)，由LED芯片发出的蓝光一部分被荧光粉吸收后发射出黄光，另一部分直接逸出与黄光混合而形成白光。这种方案能够实现高效的白光输出，但是由于白光中红光成分缺乏，且LED芯片发射的蓝光参与合成白光，从而导致合成的白光显色指数低(Ra<80)，且存在色漂移。因此，人们提出了利用紫外光LED芯片与红、绿、蓝三基色荧光粉组合实现白光LED的方案，因人眼对紫外光不敏感，这种方案获得的白光的显色性好且色彩稳定，但是目前能与紫外LED芯片很好匹配且热稳定性好的荧光粉还很缺乏。
此外，在三基色荧光灯中，绿粉对灯的光通量的贡献最大。目前市场上使用的绿色荧光粉主要是CeMgAl11O19:Tb和LaPO4:Ce,Tb。前者的合成温度较高(大于1550℃)，而后者的合成工艺条件不易控制，产品的一致性差，且温度猝灭现象很严重。
因此，如何研发一种适于被紫外光有效激发且热稳定性好的绿色荧光粉成为人们亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种在紫外及近紫外激发的硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法，以至少解决以往绿色荧光粉存在的合成工艺条件不易控制、热稳定性差、发光效率低等问题。
本发明一方面提供了一种硅酸盐绿色荧光粉，其特征在于，所述荧光粉的化学通式为：
Ca3-x-y-zCexTbyAzSc2-mMgmSi3-nAlnO12  (1)
其中，A为元素Li、Na、K的一种或其任意组合；
所述x、y、z、m、n为摩尔分数，其取值范围分别为：0.005≤x≤0.2，0.005≤y≤0.5，0≤z≤0.5,0≤m≤0.5,0≤n≤0.5。
优选，所述A为元素Li。
进一步优选，所述x、y、z、m、n的取值范围分别为：0.01≤x≤0.1，0.05≤y≤0.2,0.01≤z≤0.2,0≤m≤0.2,0≤n≤0.2。
进一步优选，所述荧光粉的基质晶格具有石榴石晶体结构，属于立方晶系，空间群为Ia3d。
进一步优选，所述荧光粉在波长为200～380nm的紫外光激发下，发射峰值为542nm的窄带绿光。
本发明另一方面还提供了一种硅酸盐绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照化学通式(1)中各元素的化学计量比，分别称取含有Ca2+的化合物、含有A+的化合物、含有Ce3+的化合物、含有Tb3+的化合物、含有Sc3+的化合物、含有Mg2+的化合物、含有Si4+的化合物以及含有Al3+的化合物，在玛瑙研钵中研磨并混合均匀，得到混合物；
2)将所述混合物在空气气氛下，850℃～1000℃进行预烧结，烧结时间为1～6小时；
3)将烧结后的混合物自然冷却后，充分研磨，在还原气体气氛下高温烧结，烧结温度为1200℃～1450℃，烧结时间为2～12小时，将烧结所得产物自然冷却后，研磨，即得硅酸盐绿色荧光粉。
优选，所述含有Ca2+的化合物、所述含有Mg2+的化合物、所述含有Ce3+的化合物、所述含有Tb3+的化合物以及含有Sc3+的化合物均为含有相应离子的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、卤化物中的一种或其任意组合。
进一步优选，所述含有A+的化合物为含有A+的碳酸盐、硝酸盐、卤化物中的一种或其任意组合。
进一步优选，所述含有Al3+的化合物为含有Al3+的氧化物、硝酸盐、卤化物中的一种或其任意组合。
进一步优选，所述的含有Si4+的化合物为二氧化硅、正硅酸乙酯中的一种或其组合。
本发明提供的硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法，其通过Ce3+和Tb3+的共掺，利用Ce3+、Tb3+之间有效的能量传递来拓展发光离子Tb3+在紫外光区域的有效激发范围，实现了Tb3+的激发光谱由250～300nm到200～380nm的展宽，同时通过A、Mg、Al等离子的掺杂，在不改变其晶体结构的条件下，改变其晶场环境，进而调整荧光粉的激发光谱和发射强度，使之能够更好地与紫外LED芯片和荧光灯中汞蒸气的发射光谱匹配，可以作为一种基于紫外光LED芯片的白光LED或三基色荧光灯中的绿色荧光粉，且其制备工艺简单，无污染，易于操作。
附图说明
图1为本发明实施例3中荧光粉的XRD谱与标准卡片PDF#72-1969的比较；
图2为本发明实施例3中荧光粉的激发光谱；
图3为本发明实施例3和实施例13的发射光谱。
具体实施方式
为了解决以往绿色荧光粉存在的工艺条件不易控制，产品的一致性差，且温度猝灭现象很严重等问题，本发明提供了一种硅酸盐绿色荧光粉，其化学通式为：
Ca3-x-y-zCexTbyAzSc2-mMgmSi3-nAlnO12  (1)
其中，A为元素Li、Na、K的一种或其任意组合；
所述x、y、z、m、n为摩尔分数，其取值范围分别为：0.005≤x≤0.2，0.005≤y≤0.5，0≤z≤0.5,0≤m≤0.5,0≤n≤0.5。
本发明提供的硅酸盐绿色荧光粉，为一种发光效率高、热稳定性好的适于紫外光激发的绿色荧光粉，其中，稀土离子Tb3+能够在250～300nm的紫外光激发下发射出较强的峰值在540nm左右的窄带绿光。该激发带吸收强，但是此波长范围与紫外LED芯片和荧光灯中汞蒸气的发射光谱均不能很好的匹配。而Tb3+在300～350nm区域基本没有吸收，在350～480nm区域只有一些很弱的线状激发带，(因为这些激发带属于4f壳层内的f-f禁戒跃迁，其吸收很弱)。而稀土离子Ce3+能在200～380nm的紫外光激发下，发射出峰值在390nm左右的强紫光。由于Ce3+在390nm附近的发射光谱与Tb3+的激发光谱有明显交叠，Ce3+向Tb3+很有可能存在有效的能量传递。基于上述原理，我们通过Ce3+和Tb3+共掺，实现了Ce3+→Tb3+的能量传递，使得Tb3+离子在200～380nm激发下，发射542nm绿光，进而获得了一种适于紫外至近紫外光激发的新型绿色荧光粉。通过A、Mg、Al元素及其含量的改变可以调整晶场环境，提高发光强度，并适当调节激发光谱。
其中，优选，A为元素Li、所述x、y、z、m、n的取值范围分别为：0.01≤x≤0.1，0.05≤y≤0.2,0.01≤z≤0.2,0≤m≤0.2,0≤n≤0.2。
本发明提供的硅酸盐绿色荧光粉的基质晶格具有石榴石晶体结构，属于立方晶系，空间群为Ia3d，其在波长为200～380nm的紫外光激发下，发射峰值为542nm的窄带绿光。
本发明提供的硅酸盐绿色荧光粉的具体制备方法为，包括以下步骤：
1)按照化学通式(1)中各元素的化学计量比，分别称取含有Ca2+的化合物、含有A+的化合物、含有Ce3+的化合物、含有Tb3+的化合物、含有Sc3+的化合物、含有Mg2+的化合物、含有Si4+的化合物以及含有Al3+的化合物，在玛瑙研钵中研磨并混合均匀，得到混合物；
2)将所述混合物在空气气氛下，850℃～1000℃进行预烧结，烧结时间为1～6小时；
3)将烧结后的混合物自然冷却后，充分研磨，在还原气体气氛下高温烧结，烧结温度为1200℃～1450℃，烧结时间为2～12小时，将烧结所得产物自然冷却后，研磨，即得硅酸盐绿色荧光粉，其中还原气体可选用CO或H2。
其中，所述含有Ca2+的化合物、所述含有Mg2+的化合物、所述含有Ce3+的化合物、所述含有Tb3+的化合物以及含有Sc3+的化合物均为含有相应离子的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、卤化物中的一种或其任意组合；所述含有A+的化合物为含有A+的碳酸盐、硝酸盐、卤化物中的一种或其任意组合；所述含有Al3+的化合物为含有Al3+的氧化物、硝酸盐、卤化物中的一种或其任意组合；所述的含有Si4+的化合物为二氧化硅、正硅酸乙酯中的一种或其组合。
为了补偿A+在烧结过程中因挥发而导致的化学计量比减小，在步骤1)中加入含有A+的化合物的量为按照化学通式(1)中化学计量过量，优选为110℅～150℅。
本发明上述提供的硅酸盐绿色荧光粉的制备方法是高温固相法。然而，该荧光粉的合成方法并不局限于此，其中，溶胶凝胶法、燃烧法、乳液法等湿化学法均可合成该荧光粉。
下面结合附图和具体的实施例对本发明进行详细说明。
实施例中用分析纯CaCO3，K2CO3，Na2CO3，Li2CO3，高纯MgO，Al2O3，CeO2，Sc2O3，Tb4O7作原料，制备本发明各实施例荧光粉。
实施例1
Ca2.99Ce0.005Tb0.005Sc2Si3O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2993克，Sc2O3：0.1379克，SiO2：0.1802克，CeO2：0.0009克，Tb4O7：0.0009克。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1300℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.99Ce0.005Tb0.005Sc2Si3O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
实施例2
Ca2.7Ce0.1Tb0.05Li0.15Sc2Si3O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2702克，Li2CO3：0.0083克，Sc2O3：0.1379克，SiO2：0.1802克，CeO2：0.0172克，Tb4O7：0.0093克，其中，由于Li2CO3的熔点较低，易挥发，按计算量过量50℅。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1290℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.7Ce0.1Tb0.05Li0.15Sc2Si3O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
实施例3
Ca2.75Ce0.05Tb0.2Sc2Si3O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2752克，Sc2O3：0.1379克，SiO2：0.1802克，CeO2：0.0086克，Tb4O7：0.0374克。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1300℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.75Ce0.05Tb0.2Sc2Si3O12。
附图1是本实施例制备的样品的XRD图谱，从附图1可知，除了少量未反应完的Sc2O3，样品的衍射峰值与标准卡片PDF#72-1969匹配，说明该荧光粉的晶体结构属于立方晶系，空间群为Ia3d。
附图2和附图3的曲线1分别是本实施例样品的激发、发射光谱。从附图2可知，该荧光粉的激发位于为200～380nm，激发光谱覆盖了很宽的紫外光区域。从附图3的曲线1可知，该荧光粉在紫外光激发下发射峰值为542nm的窄带绿光。
实施例4
Ca2.7Ce0.05Tb0.1Li0.15Sc2Si3O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2702克，Li2CO3：0.0083克，Sc2O3：0.1379克，SiO2：0.1802克，CeO2：0.0086克，Tb4O7：0.0187克，其中，由于Li2CO3的熔点较低，易挥发，按计算量过量50℅。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1290℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.7Ce0.05Tb0.1Li0.15Sc2Si3O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
实施例5
Ca2.6Ce0.1Tb0.1Li0.2Sc2Si3O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2602克，Li2CO3：0.0111克，Sc2O3：0.1379克，SiO2：0.1802克，CeO2：0.0172克，Tb4O7：0.0187克，其中，由于Li2CO3的熔点较低，易挥发，按计算量过量50℅。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1280℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.6Ce0.1Tb0.1Li0.2Sc2Si3O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
实施例6
Ca2.7Ce0.05Tb0.1Na0.15Sc2Si3O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2702克，Na2CO3：0.0095克，Sc2O3：0.1379克，SiO2：0.1802克，CeO2：0.0086克，Tb4O7：0.0187克，其中，由于Na2CO3的熔点较低，易挥发，按计算量过量20℅。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1290℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.7Ce0.05Tb0.1Na0.15Sc2Si3O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
实施例7
Ca2.7Ce0.05Tb0.1K0.15Sc2Si3O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2702克，K2CO3：0.0114克，Sc2O3：0.1379克，SiO2：0.1802克，CeO2：0.0086克，Tb4O7：0.0187克，其中，由于K2CO3的熔点较低，易挥发，按计算量过量10℅。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1290℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.7Ce0.05Tb0.1K0.15Sc2Si3O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
实施例8
Ca2.7Ce0.05Tb0.1Li0.1Na0.05Sc2Si3O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2702克，Li2CO3：0.0055克，Na2CO3：0.0032克，Sc2O3：0.1379克，SiO2：0.1802克，CeO2：0.0086克，Tb4O7：0.0187克，其中，由于Li2CO3和Na2CO3的熔点较低，易挥发，分别按计算量过量50％和20℅。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1290℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.7Ce0.05Tb0.1Li0.1Na0.05Sc2Si3O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
实施例9
Ca2.88Ce0.01Tb0.1Li0.01Na0.05K0.05Sc2Si3O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2883克，Li2CO3：0.0006克，Na2CO3：0.0032克，K2CO3：0.0038克，Sc2O3：0.1379克，SiO2：0.1802克，CeO2：0.0017克，Tb4O7：0.0187克，其中，由于Li2CO3、Na2CO3和K2CO3的熔点较低，易挥发，分别按计算量过量50％、20℅和10％。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1290℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.88Ce0.01Tb0.1Li0.01Na0.05K0.05Sc2Si3O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
实施例10
Ca2.85Ce0.05Tb0.1Sc1.85Mg0.15Si3O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2852克，MgO：0.0060克，Sc2O3：0.1276克，SiO2：0.1802克，CeO2：0.0086克，Tb4O7：0.0187克。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为6小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1290℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.85Ce0.05Tb0.1Sc1.85Mg0.15Si3O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
实施例11
Ca2.85Ce0.05Tb0.1Sc2Si2.85Al0.15O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2852克，Al2O3：0.0076克，Sc2O3：0.1379克，SiO2：0.1712克，CeO2：0.0086克，Tb4O7：0.0187克。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1300下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.85Ce0.05Tb0.1Sc2Si2.85Al0.15O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
实施例12
Ca2.7Ce0.05Tb0.2Li0.05Sc1.8Mg0.2Si3O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2702克，Li2CO3：0.0028克，MgO：0.0081克，Sc2O3：0.1241克，SiO2：0.1802克，CeO2：0.0086克，Tb4O7：0.0374克，其中，由于Li2CO3的熔点较低，易挥发，按计算量过量50％。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1300℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.7Ce0.05Tb0.2Li0.05Sc1.8Mg0.2Si3O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
实施例13
Ca2.7Ce0.05Tb0.2Li0.05Sc1.8Mg0.2Si2.8Al0.2O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2702克，Li2CO3：0.0028克，MgO：0.0081克，Al2O3：0.0102克，Sc2O3：0.1241克，SiO2：0.1682克，CeO2：0.0086克，Tb4O7：0.0374克，其中，由于Li2CO3的熔点较低，易挥发，按计算量过量50％。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1280℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.7Ce0.05Tb0.2Li0.05Sc1.8Mg0.2Si2.8Al0.2O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。附图3中的曲线2为本实施例的发射光谱。从附图3可知，该实施例的发光强度相比于实施例3明显提高。
实施例14
Ca2.6Ce0.05Tb0.2Li0.15Sc2Si2.8Al0.2O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2602克，Li2CO3：0.0083克，Al2O3：0.0102克，Sc2O3：0.1379克，SiO2：0.1682克，CeO2：0.0086克，Tb4O7：0.0374克，其中，由于Li2CO3的熔点较低，易挥发，按计算量过量50％。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1290℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.6Ce0.05Tb0.2Li0.05Sc2Si2.8Al0.2O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
实施例15
Ca2.5Ce0.2Tb0.3Sc2Si2.5Al0.5O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2522克，Al2O3：0.0255克，Sc2O3：0.1379克，SiO2：0.1502克，CeO2：0.0344克，Tb4O7：0.0561克。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1300℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.5Ce0.2Tb0.3Sc2Si2.5Al0.5O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
实施例16
Ca2Ce0.2Tb0.3Li0.5Sc2Si3O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2002克，Li2CO3：0.0277克，Sc2O3：0.1379克，SiO2：0.1803克，CeO2：0.0344克，Tb4O7：0.0561克。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1250℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2Ce0.2Tb0.3Li0.5Sc2Si3O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
实施例17
Ca2.3Ce0.1Tb0.5Li0.1Sc1.5Mg0.5Si3O12的制备
按化学计量比称取CaCO3：0.2302克，Li2CO3：0.0055克，MgO：0.0202克，Sc2O3：0.1034克，SiO2：0.1802克，CeO2：0.0172克，Tb4O7：0.0935克，其中，由于Li2CO3的熔点较低，易挥发，按计算量过量50％。在玛瑙研钵中研磨混合均匀，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，900℃下进行预烧结，烧结时间为2小时，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在一氧化碳CO或者氢气H2还原气氛条件下，1250℃下烧结4小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉Ca2.3Ce0.1Tb0.5Li0.1Sc1.5Mg0.5Si3O12。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例3相似。
显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明所作的举例，在上述说明的基础上还可以做出其他形式的变动或变化。因此，由此所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅酸盐绿色荧光粉，其特征在于，所述荧光粉的化学通式为：
Ca3-x-y-zCexTbyAzSc2-mMgmSi3-nAlnO12  (1)
其中，A为元素Li、Na、K的一种或其任意组合；
所述x、y、z、m、n为摩尔分数，其取值范围分别为：0.005≤x≤0.2，0.005≤y≤0.5，0≤z≤0.5,0≤m≤0.5,0≤n≤0.5。
2.按照权利要求1所述硅酸盐绿色荧光粉，其特征在于：所述A为元素Li。
3.按照权利要求1所述硅酸盐绿色荧光粉，其特征在于，所述x、y、z、m、n的取值范围分别为：0.01≤x≤0.1，0.05≤y≤0.2,0.01≤z≤0.2,0≤m≤0.2,0≤n≤0.2。
4.按照权利要求1～3任一所述硅酸盐绿色荧光粉，其特征在于：所述荧光粉的基质晶格具有石榴石晶体结构，属于立方晶系，空间群为Ia3d。
5.按照权利要求1～3任一所述硅酸盐绿色荧光粉，其特征在于：所述荧光粉在波长为200～380nm的紫外光激发下，发射峰值为542nm的窄带绿光。
6.一种按照权利要求1所述硅酸盐绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照化学通式(1)中各元素的化学计量比，分别称取含有Ca2+的化合物、含有A+的化合物、含有Ce3+的化合物、含有Tb3+的化合物、含有Sc3+的化合物、含有Mg2+的化合物、含有Si4+的化合物以及含有Al3+的化合物，在玛瑙研钵中研磨并混合均匀，得到混合物；
2)将所述混合物在空气气氛下，850℃～1000℃进行预烧结，烧结时间为1～6小时；
3)将烧结后的混合物自然冷却后，充分研磨，在还原气体气氛下高温烧结，烧结温度为1200℃～1450℃，烧结时间为2～12小时，将烧结所得产物自然冷却后，研磨，即得硅酸盐绿色荧光粉。
7.按照权利要求6所述硅酸盐绿色荧光粉的制备方法，其特征在于：所述含有Ca2+的化合物、所述含有Mg2+的化合物、所述含有Ce3+的化合物、所述含有Tb3+的化合物以及含有Sc3+的化合物均为含有相应离子的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、卤化物中的一种或其任意组合。
8.按照权利要求6所述硅酸盐绿色荧光粉的制备方法，其特征在于：所述含有A+的化合物为含有A+的碳酸盐、硝酸盐、卤化物中的一种或其任意组合。
9.按照权利要求6所述硅酸盐绿色荧光粉的制备方法，其特征在于：所述含有Al3+的化合物为含有Al3+的氧化物、硝酸盐、卤化物中的一种或其任意组合。
10.按照权利要求6所述硅酸盐绿色荧光粉的制备方法，其特征在于：所述的含有Si4+的化合物为二氧化硅、正硅酸乙酯中的一种或其组合。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107848830A (zh) * 2015-07-22 2018-03-27 松下知识产权经营株式会社 石榴石化合物和其制造方法、使用了该石榴石化合物的发光装置和装饰物及该石榴石化合物的使用方法
CN110642624A (zh) * 2019-10-31 2020-01-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种蓝绿光发射的荧光透明陶瓷及其制备方法
CN110668803A (zh) * 2019-10-31 2020-01-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种蓝绿光发射的钪硅酸盐荧光陶瓷及其制备方法
CN113249125A (zh) * 2021-04-02 2021-08-13 杭州电子科技大学 Ce3+掺杂的硅酸盐基绿色荧光粉及其制备方法和应用
CN115368893A (zh) * 2022-08-30 2022-11-22 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所 一种钠钆镓锗石榴石基青光荧光粉及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006109759A1 (ja) * 2005-04-07 2006-10-19 Sumitomo Chemical Company, Limited 蛍光体、蛍光体ペースト及び発光素子
CN103275718A (zh) * 2013-06-18 2013-09-04 中国地质大学（北京） 一种绿光型硅酸盐荧光粉及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006109759A1 (ja) * 2005-04-07 2006-10-19 Sumitomo Chemical Company, Limited 蛍光体、蛍光体ペースト及び発光素子
CN103275718A (zh) * 2013-06-18 2013-09-04 中国地质大学（北京） 一种绿光型硅酸盐荧光粉及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JUN QIAO等: "Red emission of additional Pr3+ and adjusting effect of additional Mg2+ in Ca3Sc2Si3O12:Ce3+, Mn2+ phosphor", 《OPTICS LETTERS》 *
LI NAIXU等: "Luminescent properties and energy transfer of color-tunable Sr3Y2(SiO3)6:Ce3+,Tb3+ phosphors", 《JOURNAL OF RARE EARTHS》 *
YIBO CHEN等: "Low thermal quenching and high-efficiency Ce3+, Tb3+-co-doped Ca3Sc2Si3O12 green phosphor for white light-emitting diodes", 《JOURNAL OF LUMINESCENCE》 *
YIBO CHEN等: "Low thermal quenching and high-efficiency Ce3+, Tb3+-co-doped Ca3Sc2Si3O12 green phosphor for white light-emitting diodes", 《JOURNAL OF LUMINESCENCE》, vol. 131, 31 December 2011 (2011-12-31), pages 1589 - 1593 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107848830A (zh) * 2015-07-22 2018-03-27 松下知识产权经营株式会社 石榴石化合物和其制造方法、使用了该石榴石化合物的发光装置和装饰物及该石榴石化合物的使用方法
CN107848830B (zh) * 2015-07-22 2020-03-03 松下知识产权经营株式会社 石榴石化合物和其制造方法、使用了该石榴石化合物的发光装置和装饰物及该石榴石化合物的使用方法
CN110642624A (zh) * 2019-10-31 2020-01-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种蓝绿光发射的荧光透明陶瓷及其制备方法
CN110668803A (zh) * 2019-10-31 2020-01-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种蓝绿光发射的钪硅酸盐荧光陶瓷及其制备方法
CN113249125A (zh) * 2021-04-02 2021-08-13 杭州电子科技大学 Ce3+掺杂的硅酸盐基绿色荧光粉及其制备方法和应用
CN115368893A (zh) * 2022-08-30 2022-11-22 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所 一种钠钆镓锗石榴石基青光荧光粉及其制备方法
CN115368893B (zh) * 2022-08-30 2023-06-02 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所 一种钠钆镓锗石榴石基青光荧光粉及其制备方法

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