CN104449720B - 基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉及其制备方法，属于发光材料技术领域。该蓝色荧光粉的化学式为K_2‑x‑yNa_xEu_yAl₂B₂O₇，其中，x、y为摩尔分数，x、y的取值范围为：0≤x≤1，0.005≤y≤0.1，荧光粉的晶体结构为三角晶系，空间群为P321。该蓝色荧光粉在230‑420nm紫外及近紫外光激发下，发射出波长为420‑550nm的宽带强蓝光，通过调控K⁺、Na⁺的比例，可以使发光中心Eu²⁺的发射峰值在450‑480nm范围内连续移动，且热稳定性好、发光效率高，在白光LED照明领域具有广阔的应用前景。

Description

基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉及其制备方法

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种基于紫外及近紫外光(230-420nm)激发的蓝色荧光粉及其制备方法。

背景技术

照明作为一种世界性普及的辅助人类活动的措施，消耗着全世界将近四分之一的电量。照明工具经历过无数的变革，出现过火把、蜡烛、煤油灯到白炽灯、日光灯。1997年，日亚(Nichia)公司生产出了第一支商用的白光LED(LightingEmitting Dioxide)。由于白光LED照明具有节能环保、寿命长、体积小、响应时间短等优点，因此迅速受到众多科技工作者的重视，并被认为是有望取代传统照明的第四代照明光源。

现有技术中，商用化的白光LED的实现方法是在蓝光LED芯片上涂敷黄色荧光粉(主要是Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺)，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。由于蓝光LED芯片和黄色荧光粉的发光效率都很高，所以该方案能够实现高效白光LED。但是，该方案合成的白光缺少红光成分，导致合成的白光显色指数偏低(Ra<80)，色温较高。此外，由于LED芯片发射的蓝光参与合成白光，而LED芯片的蓝光发射随温度和电流密度而变化，这会导致合成的白光存在色漂移。这都限制了白光LED在低色温、高显色性的普通照明领域的应用。

为了解决上述问题，人们提出了利用紫外及近紫外LED芯片与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，该方案获得的白光的光色参数只由荧光粉决定，因此色彩稳定，封装的白光LED显色指数可达90以上，可以满足理想照明所需的高显色性要求，且色温可调，色彩不漂移。而能被紫外及近紫外光有效激发且热稳定性好的高效荧光粉还非常缺乏。因此，开发出高效的、热稳定性好的三基色荧光粉成为目前荧光粉研究领域的重点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉及其制备方法。

本发明的基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉的化学式为K_2-x-yNa_xEu_yAl₂B₂O₇，其中，x、y为摩尔分数，x、y的取值范围为：0≤x≤1，0.005≤y≤0.1，所述荧光粉的晶体结构为三角晶系，空间群为P321。

优选的是，所述x、y的取值范围为：0≤x≤0.5，0.005≤y≤0.06。

本发明还提供上述基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按化学式K_2-x-yNa_xEu_yAl₂B₂O₇中各元素的化学计量比，分别称取含钾离子(K⁺)的化合物，含有钠离子(Na⁺)的化合物、含有铕离子(Eu³⁺)的化合物、含有铝离子(Al³⁺)的化合物和含有硼离子(B³⁺)的化合物，研磨并混合均匀，得到混合物；

步骤二、将步骤一得到的混合物在空气气氛下，以350℃-700℃烧结1-10h，得到预烧结混合物；

步骤三、将步骤二得到的预烧结混合物自然冷却，充分研磨后，在CO或者H₂还原气氛下，以900℃-1100℃烧结2-24h，得到的固体经自然冷却、研磨后，即为基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉。

优选的是，所述含有K⁺的化合物、含有Na⁺的化合物及含有B³⁺的化合物的称取量分别为按K⁺、Na⁺及B³⁺化学计量比计算量的102℅-110℅。

优选的是，所述步骤三中得到的固体经研磨后，再依次经洗涤、烘干、过筛，得到基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉。

优选的是，所述含有K⁺的化合物为含有K⁺的碳酸盐、含有K⁺的硝酸盐、含有K⁺的卤化物中的一种或多种的组合。

优选的是，所述含有Na⁺的化合物为含有Na⁺的碳酸盐、含有Na⁺的硝酸盐、含有Na⁺的卤化物中的一种或多种的组合。

优选的是，所述含有Eu³⁺的化合物为含有Eu³⁺的氧化物、含有Eu³⁺的碳酸盐、含有Eu³⁺的硝酸盐、含有Eu³⁺的卤化物中的一种或多种的组合。

优选的是，所述含有Al³⁺的化合物为含有Al³⁺的氧化物、含有Al³⁺的硝酸盐、含有Al³⁺的卤化物中一种或多种的组合。

优选的是，所述的含有B³⁺离子的化合物为氧化硼、硼酸中的一种或两种。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明的蓝色荧光粉在230-420nm紫外及近紫外光激发下，发射出很强的波长范围为420-550nm的宽带蓝(绿)光，通过调控K⁺、Na⁺的比例和含量，可以使发光中心Eu²⁺的发射峰值在450-480nm范围内连续移动，在制备白光LED时可根据需要的光学参数提供不同发射波长的荧光粉；

2、本发明的蓝色荧光粉热稳定性好、发光效率高，在白光LED照明领域具有广阔的应用前景；

3、本发明的蓝色荧光粉的制备方法采用的原料便宜易得、无污染，过程简单、合成温度低。

附图说明

图1为本发明实施例1与实施例7中荧光粉与标准卡片PDF#53-1127的X射线衍射(XRD)谱图；

图2为本发明实施例2与实施例8中荧光粉的发射光谱及激发光谱；

图3为本发明实施例2、6、7、8中荧光粉的归一化发射光谱。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合具体实施方式对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明权利要求的限制。

基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉，化学式为K_2-x-yNa_xEu_yAl₂B₂O₇，其中，x、y为摩尔分数，x、y的取值范围为：0≤x≤1，0.005≤y≤0.1，优选0≤x≤0.5，0.005≤y≤0.06；该荧光粉的晶体结构为三角晶系，空间群为P321。

该基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉中的稀土离子Eu²⁺的5d电子能级结构受基质和晶格格位环境影响非常大，Na⁺在K_2-yEu_yAl₂B₂O₇中可以形成固溶体，当x、y的取值在取值范围内变化，即基质(K⁺、Na⁺)的组成、含量不同时，由于K⁺、Na⁺离子半径、电负性差异，导致晶场强度发生变化，Eu²⁺在K_2-x-yNa_xEu_yAl₂B₂O₇中占有的格位分布也发生变化，影响Eu²⁺在荧光粉中的发光性能，进而可以调控Eu²⁺的激发、发射光谱分布和强度，进而调控白光LED的显色指数、色温、色坐标等。所以本发明的荧光粉通过调控基质中K⁺、Na⁺含量比例，可以使荧光粉的激发波长在230-420nm范围内微调，发射420-550nm的宽带蓝(绿)光，发射中心波长在450-480nm范围内连续可调。

该荧光粉还具备发光效率高、热稳定性好的优点，所以可与紫外及近紫外管芯匹配，用于制备白光LED。由于激发光谱和发射光谱在一定范围连续可调，因此可以根据实际应用需要提供不同发射波长荧光粉，进而获得不同光学参数的白光LED。

上述基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按化学式K_2-x-yNa_xEu_yAl₂B₂O₇中各元素的化学计量比，其中0≤x≤1，0.005≤y≤0.1，优选0≤x≤0.5，0.005≤y≤0.06，分别称取含有K⁺的化合物，含有Na⁺的化合物、含有Eu³⁺的化合物、含有Al³⁺的化合物和含有B³⁺的化合物，然后在玛瑙研钵中研磨并混合均匀，得到混合物；

其中，在已知荧光粉结构式K_2-x-yNa_xEu_yAl₂B₂O₇及x、y取值的情况下，按化学式K_2-x-yNa_xEu_yAl₂B₂O₇中各元素的化学计量比，称取含有K⁺的化合物，含有Na⁺的化合物、含有Al³⁺的化合物、含有B³⁺的化合物、含有Eu³⁺的化合物的方式为本领域公知常识；优选在称取含有K⁺的化合物，含有Na⁺的化合物和含有B³⁺的化合物时，分别按K⁺、Na⁺及B³⁺化学计量比计算量的102℅-110℅配比，以补偿该化合物在烧结过程中可能因挥发而导致的K⁺、Na⁺或者B³⁺化学计量比减小；

步骤二、将步骤一得到的混合物在空气气氛下，350℃-700℃进行预烧结，烧结时间为1-10h，得到预烧结混合物；

步骤三、将预烧结混合物自然冷却后，充分研磨，在CO或者H₂还原气氛下高温烧结，烧结温度为900℃-1100℃，烧结时间为2-24h，将烧结所得固体自然冷却后，依次经过研磨、洗涤、烘干、过筛，即得基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉。

本发明对含有K⁺的化合物没有特殊限制，以本领域技术人员公知采用的含有K⁺的化合物即可，一般采用含有K⁺的碳酸盐、含有K⁺的硝酸盐、含有K⁺的卤化物中的一种，或者多种的任意组合；如K₂CO₃等。

本发明对含有Na⁺的化合物没有特殊限制，以本领域技术人员公知采用的含有Na⁺的化合物即可，一般采用含有Na⁺的碳酸盐、含有Na⁺的硝酸盐、含有Na⁺的卤化物中的一种，或者多种的任意组合；如Na₂CO₃等。

本发明对含有Eu³⁺的化合物没有特殊限制，以本领域技术人员公知采用的含有Eu³⁺的化合物即可，一般采用含有Eu³⁺的氧化物、含有Eu³⁺的碳酸盐、含有Eu³⁺的硝酸盐、含有Eu³⁺的卤化物中的一种，或者多种的任意组合，如Eu₂O₃等，其中，含有Eu³⁺的硝酸盐也可以通过Eu₂O₃和HNO₃替代。

本发明对含有Al³⁺的化合物没有特殊限制，以本领域技术人员公知采用的含有Al³⁺的化合物即可，一般采用含有Al³⁺的氧化物、含有Al³⁺的硝酸盐、含有Al³⁺的卤化物中一种，或者多种的任意组合；如高纯Al₂O₃、Al(NO₃)₃·9H₂O等。

本发明对含有B³⁺的化合物没有特殊限制，以本领域技术人员公知采用的含有B³⁺的化合物即可，一般采用含有B³⁺的化合物为氧化硼、硼酸(H₃BO₃)中的一种，或者两种的组合。

实施例中用高纯Al₂O₃，Eu₂O₃，优级纯HNO₃，分析纯K₂CO₃，Na₂CO₃，H₃BO₃，Al(NO₃)₃·9H₂O作原料，制备本发明各实施例荧光粉。

以下结合实施例及附图进一步说明本发明。

实施例1

结合图1说明实施例1

荧光粉的化学式为：K_1.995Eu_0.005Al₂B₂O₇，即x＝0，y＝0.005。

上述荧光粉K_1.995Eu_0.005Al₂B₂O₇的制备：

称取K₂CO₃：0.4343克，Al₂O₃：0.3059克，H₃BO₃：0.4081克，Eu₂O₃：0.0026克，其中，由于K₂CO₃和H₃BO₃的熔点较低，易挥发，分别按化学计量比计算量过量5℅和10℅。然后在玛瑙研钵中研磨混合均匀后，放入刚玉坩埚中，加盖，置于高温炉中，在空气气氛下，350℃下进行预烧结，烧结时间为2h，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在CO或者H₂还原气氛条件下，1050℃下烧结8h，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉K_1.995Eu_0.005Al₂B₂O₇。其晶体结构如图1所示，激发光谱和发射光谱与实施例2的荧光粉相似。

实施例2

结合图2、3说明实施例2

荧光粉的化学式为：K_1.97Eu_0.03Al₂B₂O₇，即x＝0，y＝0.03。

上述荧光粉K_1.97Eu_0.03Al₂B₂O₇的制备：

称取K₂CO₃：0.4291克，Al₂O₃：0.3059克，H₃BO₃：0.4081克，Eu₂O₃：0.0158克，其中，由于K₂CO₃和H₃BO₃的熔点较低，易挥发，分别按化学计量比计算量过量5℅和10℅。然后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，350℃下进行预烧结，烧结时间为2h，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在CO或者H₂还原气氛条件下，1050℃下烧结8h，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉K_1.97Eu_0.03Al₂B₂O₇。其晶体结构与实施例1的荧光粉相似，其激发光谱和发射光谱如图2和图3所示。

实施例3

荧光粉的化学式为：K_1.94Eu_0.06Al₂B₂O₇，即x＝0，y＝0.06。

上述荧光粉K_1.94Eu_0.06Al₂B₂O₇的制备：

称取K₂CO₃：0.4229克，Al₂O₃：0.3059克，H₃BO₃：0.4081克，Eu₂O₃：0.0317克，其中，由于K₂CO₃和H₃BO₃的熔点较低，易挥发，分别按化学计量比计算量过量5℅和10℅。然后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，350℃下进行预烧结，烧结时间为2h，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在CO或者H₂还原气氛条件下，1050℃下烧结8h，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉K_1.94Eu_0.06Al₂B₂O₇。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例2的荧光粉相似。

实施例4

荧光粉的化学式为：K_1.9Eu_0.1Al₂B₂O₇，即x＝0，y＝0.01。

上述荧光粉K_1.9Eu_0.1Al₂B₂O₇的制备：

称取K₂CO₃：0.4136克，Al₂O₃：0.3059克，H₃BO₃：0.4081克，Eu₂O₃：0.0529克，其中，由于K₂CO₃和H₃BO₃的熔点较低，易挥发，分别按化学计量比计算量过量5℅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，350℃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CO或者H₂还原气氛条件下，1050℃下烧结8小时，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉K_1.94Eu_0.1Al₂B₂O₇。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例2的荧光粉相似。

实施例5

荧光粉的化学式为：K_1.98Eu_0.02Al₂B₂O₇，即x＝0，y＝0.02。

上述荧光粉K_1.98Eu_0.02Al₂B₂O₇的制备：

称取K₂CO₃：0.4312克，Al(NO₃)₃·9H₂O：0.3059克，H₃BO₃：0.4081克，Eu₂O₃：0.0106克，其中，由于K₂CO₃和H₃BO₃的熔点较低，易挥发，分别按化学计量比计算量过量5℅和10℅。先把上述原料溶于适量的硝酸(HNO₃)中，搅拌处理1h，放入烘箱中，在95℃烘干，150℃下去掉结晶水，然后，然后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，550℃下进行预烧结，烧结时间为2h，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在CO或者H₂还原气氛条件下，1000℃下烧结8h，自然冷却后，适当研磨即得到蓝色荧光粉K_1.98Eu_0.02Al₂B₂O₇。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例2的荧光粉相似。

实施例6

结合图3说明实施例6

荧光粉的化学式为：K_1.77Na_0.2Eu_0.03Al₂B₂O₇，即x＝0.2，y＝0.03。

上述荧光粉K_1.77Na_0.2Eu_0.03Al₂B₂O₇的制备：

称取K₂CO₃：0.3853克，Na₂CO₃:0.0334克，Al₂O₃：0.3059克，H₃BO₃：0.4081克，Eu₂O₃：0.0158克，其中，由于K₂CO₃、Na₂CO₃和H₃BO₃的熔点较低，易挥发，分别按化学计量比计算量过量5℅、5℅和10℅。然后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，350℃下进行预烧结，烧结时间为2h，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在CO或者H₂还原气氛条件下，1000℃下烧结8h，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉K_1.77Na_0.2Eu_0.03Al₂B₂O₇。其晶体结构、激发光谱与实施例2的荧光粉相似，发射光谱如图3所示。

实施例7

结合图1、3说明实施例7

荧光粉的化学式为：K_1.47Na_0.5Eu_0.03Al₂B₂O₇，即x＝0.5，y＝0.03。

上述荧光粉K_1.47Na_0.5Eu_0.03Al₂B₂O₇的制备：

称取K₂CO₃：0.3200克，Na₂CO₃:0.0835克，Al₂O₃：0.3059克，H₃BO₃：0.4081克，Eu₂O₃：0.0158克，其中，由于K₂CO₃、Na₂CO₃和H₃BO₃的熔点较低，易挥发，分别按化学计量比计算量过量5℅、5℅和10℅。然后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，350℃下进行预烧结，烧结时间为2h，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在CO或者H₂还原气氛条件下，980℃下烧结8h，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉K_1.47Na_0.5Eu_0.03Al₂B₂O₇。其激发光谱与实施例2相似，发射光谱如图3所示。

图1为本发明实施例1与实施例7中荧光粉与标准卡片PDF#53-1127的X射线衍射(XRD)谱图；从图1可以看出，实施例1的荧光粉K_1.995Eu_0.005Al₂B₂O₇的晶体结构属于三角晶系，空间群为P321。实施例7的荧光粉K_1.47Na_0.5Eu_0.03Al₂B₂O₇相对于实施例1的荧光粉K_1.995Eu_0.005Al₂B₂O₇，XRD衍射峰值整体向大角度方向有移动，引起晶格收缩，荧光粉形成三角晶系K₂Al₂B₂O₇(PDF#53-1127)结构，未出现杂质晶相。

实施例8

结合图2、3说明实施例8

荧光粉的化学式为：K_0.97NaEu_0.03Al₂B₂O₇，即x＝1，y＝0.03。

上述荧光粉K_0.97NaEu_0.03Al₂B₂O₇的制备：

称取K₂CO₃：0.2112克，Na₂CO₃：0.1669克，Al₂O₃：0.3059克，H₃BO₃：0.4081克，Eu₂O₃：0.0158克，其中，由于K₂CO₃、Na₂CO₃和H₃BO₃的熔点较低，易挥发，分别按化学计量比计算量过量5℅、5℅和10℅。然后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，350℃下进行预烧结，烧结时间为2h，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在CO或者H₂还原气氛条件下，920℃下烧结8h，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉K_0.97NaEu_0.03Al₂B₂O₇。其晶体结构与实施例6的荧光粉相似。

图2为本发明实施例2与实施例8中荧光粉的发射光谱及激发光谱(激发波长均为325nm)；其中，曲线1和曲线2分别为实施例2的荧光粉K_1.97Eu_0.03Al₂B₂O₇的激发光谱和发射光谱，可以看出，实施例2的荧光粉的激发波长为230-410nm，发射波长为420-480nm的蓝光，中心波长为450nm，激发谱覆盖了紫外及近紫外区；图2中曲线3和曲线4分别为实施例8的荧光粉K_0.97NaEu_0.03Al₂B₂O₇的激发光谱和发射光谱，可以看出，实施例8的荧光粉在230-420nm波长激发下,发射波长为440-550nm的蓝绿光，中心波长为480nm，激发光谱覆盖了紫外及近紫外区。实施例8与实施例2的荧光粉相比，实施例8的荧光粉的激发光谱发生了红移和展宽。

图3为本发明实施例2、6、7、8中荧光粉的归一化发射光谱(激发波长均为325nm)，其中，曲线1为实施例2的荧光粉K_1.97Eu_0.03Al₂B₂O₇的发射光谱，从曲线1可以看出，实施例2的荧光粉的发射波长为420-480nm的蓝光，发射峰值为450nm；曲线2为实施例6制备的K_1.77Na_0.2Eu_0.03Al₂B₂O₇的发射光谱，从曲线2可以看出，实施例2的荧光粉的发射波长为420-500nm的蓝光，发射峰值为455nm；曲线3为实施例7的荧光粉K_1.47Na_0.5Eu_0.03Al₂B₂O₇的发射光谱，从曲线3可以看出，实施例3的荧光粉的发射波长为430-530nm的蓝光，发射峰值为465nm；曲线4为实施例8的荧光粉K_0.97NaEu_0.03Al₂B₂O₇的发射光谱，从曲线4可以看出，实施例3的荧光粉的发射波长为440-550nm的蓝光，发射峰值为480nm。从图3可以看出，实施例2、6、7、8的荧光粉的发射光谱的峰值分别为450nm、455nm、465nm、480nm，即随着Na⁺含量的增加，发射光谱发生了明显的红移，覆盖了蓝光到蓝绿光，可以通过调节Na⁺的含量，实现荧光粉的发射中心波长在450-480nm范围内连续可调。

实施例9

荧光粉的化学式为：K_1.74Na_0.2Eu_0.06Al₂B₂O₇，即x＝0.2，y＝0.06。

上述荧光粉K_1.74Na_0.2Eu_0.06Al₂B₂O₇的制备：

称取K₂CO₃：0.3788克，Na₂CO₃:0.0334克，Al₂O₃：0.3059克，H₃BO₃：0.4081克，Eu₂O₃：0.0317克，其中，由于K₂CO₃、Na₂CO₃和H₃BO₃的熔点较低，易挥发，分别按化学计量比计算量过量5℅、5℅和10℅。然后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，350℃下进行预烧结，烧结时间为2h，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在CO或者H₂还原气氛条件下，1000℃下烧结8h，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉K_1.74Na_0.2Eu_0.06Al₂B₂O₇。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例6的荧光粉相似。

实施例10

荧光粉的化学式为：K_1.44Na_0.5Eu_0.06Al₂B₂O₇，即x＝0.5，y＝0.06。

上述荧光粉K_1.44Na_0.5Eu_0.06Al₂B₂O₇的制备：

称取K₂CO₃：0.3134克，Na₂CO3:0.0835克，Al₂O₃：0.3059克，H₃BO₃：0.4081克，Eu₂O₃：0.0317克，其中，由于K₂CO₃、Na₂CO₃和H₃BO₃的熔点较低，易挥发，分别按化学计量比计算量过量5℅、5℅和10℅。然后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，350℃下进行预烧结，烧结时间为2h，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在CO或者H₂还原气氛条件下，980℃下烧结8h，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉K_1.44Na_0.5Eu_0.06Al₂B₂O₇。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例7的荧光粉相似。

实施例11

荧光粉的化学式为：K_0.94NaEu_0.06Al₂B₂O₇，即x＝1，y＝0.06。

上述荧光粉K_0.94NaEu_0.06Al₂B₂O₇的制备：

称取K₂CO₃：0.2046克，Na₂CO₃:0.1669克，Al₂O₃：0.3059克，H₃BO₃：0.4081克，Eu₂O₃：0.0317克，其中，由于K₂CO₃、Na₂CO₃和H₃BO₃的熔点较低，易挥发，分别按化学计量比计算量过量5℅、5℅和10℅。然后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，350℃下进行预烧结，烧结时间为2h，待自然冷却后取出；再次研磨后，放入刚玉坩埚中，在CO或者H₂还原气氛条件下，920℃下烧结8h，自然冷却后，适当研磨即得到荧光粉K_0.94NaEu_0.06Al₂B₂O₇。其晶体结构、激发光谱和发射光谱与实施例8的荧光粉相似。

显然，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于所述技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉，其特征在于，该蓝色荧光粉的化学式为K_2-x-yNa_xEu_yAl₂B₂O₇，其中，x、y为摩尔分数，x、y的取值范围为：0≤x≤1，0.005≤y≤0.1，所述荧光粉的晶体结构为三角晶系，空间群为P321。

2.根据权利要求1所述的基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉，其特征在于，所述x、y的取值范围为：0≤x≤0.5，0.005≤y≤0.06。

3.权利要求1所述的基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、按化学式K_2-x-yNa_xEu_yAl₂B₂O₇中各元素的化学计量比，分别称取含有K⁺的化合物，含有Na⁺的化合物、含有Eu³⁺的化合物、含有Al³⁺的化合物和含有B³⁺的化合物，研磨并混合均匀，得到混合物；

或者按化学式K_2-x-yNa_xEu_yAl₂B₂O₇中各元素的化学计量比，称取含有Eu³⁺的化合物和含有Al³⁺的化合物，按K⁺、Na⁺及B³⁺化学计量比计算量的102℅-110℅称取含有K⁺的化合物、含有Na⁺的化合物及含有B³⁺的化合物，研磨并混合均匀，得到混合物；

步骤二、将步骤一得到的混合物在空气气氛下，以350℃-700℃烧结1-10h，得到预烧结混合物；

步骤三、将步骤二得到的预烧结混合物自然冷却，充分研磨后，在CO或者H₂还原气氛下，以900℃-1100℃烧结2-24h，得到的固体经自然冷却、研磨后，即为基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉。

4.根据权利要求3所述的基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述步骤三中得到的固体经研磨后，再依次经洗涤、烘干、过筛，得到基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉。

5.根据权利要求3或4所述的基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述含有K⁺的化合物为含有K⁺的碳酸盐、含有K⁺的硝酸盐、含有K⁺的卤化物中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求3或4所述的基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述含有Na⁺的化合物为含有Na⁺的碳酸盐、含有Na⁺的硝酸盐、含有Na⁺的卤化物中的一种或多种的组合。

7.根据权利要求3或4所述的基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述含有Eu³⁺的化合物为含有Eu³⁺的氧化物、含有Eu³⁺的碳酸盐、含有Eu³⁺的硝酸盐、含有Eu³⁺的卤化物中的一种或多种的组合。

8.根据权利要求3或4所述的基于紫外及近紫外光激发的蓝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、含有Al³⁺的硝酸盐、含有Al³⁺的卤化物中一种或多种的组合。

9.根据权利要求3或4所述的基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述的含有B³⁺离子的化合物为氧化硼、硼酸中的一种或两种。