CN105238403B

CN105238403B - 一种荧光粉及其制备方法

Info

Publication number: CN105238403B
Application number: CN201510729425.0A
Authority: CN
Inventors: 曹仕秀; 彭玲玲; 韩涛; 朱达川
Original assignee: Sichuan University; Chongqing University of Arts and Sciences
Current assignee: Sichuan University; Chongqing University of Arts and Sciences
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2017-05-03
Anticipated expiration: 2032-06-25
Also published as: CN105238403A; CN102703078A; CN102703078B

Abstract

本发明涉及一种二次激发型荧光粉及其制备方法，属于发光材料技术领域。荧光粉的组成为Sr_x‑a‑cAl_3+2x‑zY_5‑b‑yRE_yM_zO_12+4x:aEu²⁺,bCe³⁺,cDy³⁺，其中RE为Tb、Gd、Lu中的至少一种；M为 Ga、Zn、Ge、Si中的至少一种；0<x<100；0<y<1；0<z<1；0<a<0.8；0<b<0.5；0<c<0.5。该荧光粉设计思路为：存在两个发光中心，Eu²⁺和Ce³⁺，其发光存在交互作用；外界入射光激发Eu²⁺发光，Eu²⁺发射光再激发Ce³⁺发光，形成二次激发型发光；Eu²⁺和Ce³⁺的相对比例决定了发射光的颜色；Dy³⁺的浓度决定了二次激发型荧光粉的余辉时间。所涉及的制备方法为：按结构式各元素的计量比称取各种氧化物原料，加入助熔剂经球磨混匀后，置还原性气氛下煅烧，产物经破碎筛分得到所需的荧光粉。该二次激发型荧光粉可发出绿色至橙黄色的荧光，余辉时间可达8‑12小时。

Description

一种荧光粉及其制备方法

本申请是针对申请号为201210210412.9、申请日为2012年06月25日、发明名称为“一种二次激发型黄绿色荧光粉及其制备方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种二次激发型荧光粉及其制备方法。

背景技术

目前获得实际应用的长余辉发光材料，主要是SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺绿光长余辉材料，Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺，Dy³⁺蓝绿光长余辉材料，Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺，Dy³⁺蓝光长余辉材料，Y₂O₂S:Eu³⁺，Ln³⁺ 红光长余辉材料，以及传统的硫化物长余辉材料。长余辉发光材料的合成方法主要有高温固相法、化学共沉淀法、溶胶凝胶法、微波合成法、燃烧法、水热（溶剂）合成法、微乳液法、喷雾热解法、爆轰法等。发展颜色更加丰富的长余辉发光材料，开发新型高性能长余辉发光材料十分有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二次激发型的长余辉荧光粉及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所述的二次激发型荧光粉，组成为Sr_x-a-cAl_3+2x-zY_5-b-yRE_yM_zO_12+4x:aEu²⁺, bCe³⁺, cDy³⁺，其中RE为Tb、Gd、Lu中的至少一种；M为Ga、Zn、Ge、Si中的至少一种；0<x<100；0<y<1；0<z<1；0<a<0.8；0<b<0.5；0<c<0.5。该粉体的设计思路是存在两个发光中心，Eu²⁺和Ce³⁺，其发光存在交互作用；外界入射光激发Eu²⁺发光，Eu²⁺发射光再激发Ce³⁺发光，形成二次激发型发光；Eu²⁺和Ce³⁺的相对比例决定了发射光的颜色；Dy³⁺的浓度决定了二次激发型荧光粉的余辉时间。具体步骤如下：

（1）根据结构式Sr_x-a-cAl_3+2x-zY_5-b-yRE_yM_zO_12+4x:aEu²⁺, bCe³⁺, cDy³⁺，按摩尔比分别称取SrCO₃、Al₂O₃、Y₂O₃、RE₂O₃、MO₂或M₂O₃、Eu₂O₃、CeO₂和Dy₂O₃；

（2）再分别称取以上药品总质量0.001 wt%~10.0 wt%的助熔剂，助熔剂为H₃BO₃、BaF₂、NaF中的至少一种；

（3）将原料和助熔剂通过研磨混合均匀，在还原性气氛下950 ℃~1600 ℃，煅烧时间为2~8 h，即得目标产物。

本发明中，所述还原性气氛由活性碳粉、炭黑燃烧法提供，或使用氮/氢混合气体。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明制备荧光粉采用新的设计思路，与传统的长余辉荧光粉相比，颜色更丰富，可发射绿色至橙黄色的荧光。本发明制备的荧光粉颗粒大，亮度高，结晶性和涂覆性能好，且具有良好的重现性。

附图说明

图1是本发明Sr_0.88Al_6.5Y_4.89Gd_0.5Si_0.05O₁₆:0.06Eu²⁺, 0.06Ce³⁺, 0.06Dy³⁺的X射线衍射谱图；

图2是本发明Sr_0.88Al_6.5Y_4.89Gd_{0. 5}Si_0.05O₁₆:0.06Eu²⁺, 0.06Ce³⁺, 0.06Dy³⁺的激发与发射光谱图。

具体实施方式

实施例1

根据结构式Sr_0.88Al_6.5Y_4.89Gd_0.5Si_0.05O₁₆:0.06Eu²⁺, 0.06Ce³⁺, 0.06Dy³⁺分别称取SrCO₃ (A.R.) 0.88 mol、Al₂O₃ (A.R.) 3.25 mol、Y₂O₃(A.R.) 2.445 mol、Gd₂O₃(A.R.)0.25 mol、SiO₂(A.R.) 0.025 mol、Eu₂O₃(A.R.) 0.03 mol、CeO₂(A.R.) 0.06 mol和Dy₂O₃(A.R.) 0.03 mol，再分别称取以上药品总质量5 wt%的助熔剂H₃BO₃；将上述称取的原料混合均匀，然后在活性碳粉燃烧提供还原性气氛下煅烧，煅烧温度为1300 ℃，煅烧时间为8h，即得目标产物。

实施例2

根据结构式Sr_1.98Al_8.95Y_4.9Tb_0.05Ga_0.05O₂₀:0.01Eu²⁺, 0.05Ce³⁺, 0.01Dy³⁺分别称取SrCO₃ (A.R.) 1.98 mol、Al₂O₃ (A.R.) 4.475 mol、Y₂O₃(A.R.) 2.45 mol、Tb₂O₃(A.R.)0.025 mol、Ga₂O₃(A.R.) 0.025 mol、Eu₂O₃(A.R.) 0.005 mol、CeO₂(A.R.) 0.01 mol和Dy₂O₃(A.R.) 0.005 mol，再分别称取以上药品总质量3wt%的助熔剂BaF₂；将上述称取的原料混合均匀，然后在H₂-N₂（体积比5:95）还原性气氛下煅烧，煅烧温度为1450 ℃，煅烧时间为6 h，即得目标产物。

实施例3

根据结构式Sr_9.5Al_24.9Y_4.1Lu_0.8Zn_0.1O₅₂:0.4Eu²⁺, 0.1Ce³⁺, 0.1Dy³⁺分别称取SrCO₃(A.R.) 9.5 mol、Al₂O₃ (A.R.) 10.95 mol、Y₂O₃(A.R.) 2.05mol、Lu₂O₃(A.R.) 0.4 mol、ZnO₂(A.R.) 0.1mol、Eu₂O₃(A.R.) 0.2mol、CeO₂(A.R.) 0.1 mol和Dy₂O₃(A.R.) 0.05mol，再分别称取以上药品总质量0.5wt%的助熔剂NaF；将上述称取的原料混合均匀，然后在H₂-N₂（体积比10:90）还原性气氛下煅烧，煅烧温度为1500 ℃，煅烧时间为2 h，即得目标产物。

实施例4

根据结构式Sr_0.47Al_5.6Y_4.6Gd_0.2Ge_0.4O₁₄:0.01Eu²⁺, 0.2Ce³⁺, 0.02Dy³⁺分别称取SrCO₃ (A.R.) 0.47 mol、Al₂O₃ (A.R.) 2.8 mol、Y₂O₃(A.R.) 2.3 mol、Gd₂O₃(A.R.) 0.1mol、GeO₂(A.R.) 0.4 mol、Eu₂O₃(A.R.) 0.005 mol、CeO₂(A.R.) 0.2 mol和Dy₂O₃(A.R.)0.01 mol，再分别称取以上药品总质量1wt%的助熔剂H₃BO₃和1wt%的助熔剂BaF₂；将上述称取的原料混合均匀，然后在活性碳粉燃烧提供还原性气氛下煅烧，煅烧温度为1000 ℃，煅烧时间为8 h，即得目标产物。

实施例5

根据结构式Sr_0.88Al_6.9Y_4.89Gd_0.05Ga_0.05Si_0.05O₁₆:0.06Eu²⁺, 0.06Ce³⁺, 0.06Dy³⁺分别称取SrCO₃ (A.R.) 0.88 mol、Al₂O₃ (A.R.) 3.45mol、Y₂O₃(A.R.) 2.445 mol、Gd₂O₃(A.R.) 0.025 mol、Ga₂O₃(A.R.) 0.025 mol、SiO₂(A.R.) 0.05 mol、Eu₂O₃(A.R.) 0.03mol、CeO₂(A.R.) 0.06mol和Dy₂O₃(A.R.) 0.03 mol，再分别称取以上药品总质量5 wt%的助熔剂H₃BO₃和0.1wt%的助熔剂NaF；将上述称取的原料混合均匀，然后在活性碳粉燃烧提供还原性气氛下煅烧，煅烧温度为1550 ℃，煅烧时间为3 h，即得目标产物。

实施例6

根据结构式Sr_0.88Al_6.95Y_4.84Gd_0.05Tb_0.05Si_0.05O₁₆:0.06Eu²⁺, 0.06Ce³⁺, 0.06Dy³⁺分别称取SrCO₃ (A.R.) 0.88 mol、Al₂O₃ (A.R.) 3.45mol、Y₂O₃(A.R.) 2.42 mol、Gd₂O₃(A.R.) 0.025 mol、Tb₂O₃(A.R.) 0.025 mol、SiO₂(A.R.) 0.05 mol、Eu₂O₃(A.R.) 0.03mol、CeO₂(A.R.) 0.06mol和Dy₂O₃(A.R.) 0.03 mol，再分别称取以上药品总质量0.5 wt%的助熔剂H₃BO₃和8wt%的助熔剂BaF₂；将上述称取的原料混合均匀，然后在H₂-N₂（体积比5:95）还原性气氛下煅烧，煅烧温度为1400 ℃，煅烧时间为5 h，即得目标产物。

Claims

1.一种二次激发型荧光粉的制备方法，其特征在于根据结构式Sr_0.88Al_6.5Y_4.89Gd_0.5Si_0.05O₁₆:0.06Eu²⁺, 0.06Ce³⁺, 0.06Dy³⁺分别称取SrCO₃为0.88 mol、Al₂O₃ 3.25 mol、Y₂O₃2.445 mol、Gd₂O₃0.25 mol、SiO₂ 0.025 mol、Eu₂O₃0.03 mol、CeO₂0.06mol和Dy₂O₃ 0.03 mol，再分别称取以上药品总质量5 wt%的助熔剂H₃BO₃；将上述称取的原料混合均匀，然后在活性碳粉燃烧提供还原性气氛下煅烧，煅烧温度为1300 ℃，煅烧时间为8 h，即得目标产物。

2.一种二次激发型荧光粉的制备方法，其特征在于根据结构式Sr_0.88Al_6.95Y_4.84Gd_0.05Tb_0.05Si_0.05O₁₆:0.06Eu²⁺, 0.06Ce³⁺, 0.06Dy³⁺分别称取SrCO₃ 0.88mol、Al₂O₃ 3.45mol、Y₂O₃2.42 mol、Gd₂O₃ 0.025 mol、Tb₂O₃ 0.025 mol、SiO₂ 0.05 mol、Eu₂O₃ 0.03 mol、CeO₂ 0.06mol和Dy₂O₃0.03 mol，再分别称取以上药品总质量0.5 wt%的助熔剂H₃BO₃和8wt%的助熔剂BaF₂；将上述称取的原料混合均匀，然后在体积比5:95的H₂-N₂还原性气氛下煅烧，煅烧温度为1400 ℃，煅烧时间为5 h，即得目标产物。