CN105542770A - 一种荧光材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种荧光材料及其制造方法，所述荧光材料由采用固相焙烧工艺制造的化学通式为Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺表示的组份组成，其中Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N为基质，Ce³⁺、Mn²⁺为在基质中共掺杂的发光离子；表示组份比的x、y分别为0＜x＜0.3、0＜y＜0.04，所述荧光材料具有320nm和355nm两个激发峰，其峰半宽度290nm～370nm，覆盖近紫外LED芯片的365nm发射峰。所述荧光材料具有602nm、673nm双发射峰，改变掺杂离子Mn²⁺的配比，可以调节发射峰的发射强度，演色性好，采用焙烧工艺，制造成本低。

Description

一种荧光材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种荧光材料，尤其涉及一种Ce³⁺、Mn²⁺共掺杂的MgLuSi₂O₅N基的适用于蓝光LED芯片的365nm发射峰的荧光材料，及其制造方法，属于发光材料领域。

背景技术

MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料，由于采用固相工艺制造，只需控制原料配比以及由烧制温度、真空度、气氛压力等构成的工艺参数，其制造工艺简单、成本低、产品一致性好，适合于工业化生产，倍受关注。Ce³⁺单掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料，其发射光谱在400nm位置的发射谱较宽，发射谱的半高宽度为370nm～430nm，且在400nm前后各有一个发射峰。Ce³⁺单掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料，其激发光谱在280nm～330nm处产生两个激发峰，激发峰的位置分别为289nm和324nm，激发光谱的半高宽度为250nm～340nm。Ce³⁺掺杂的MgLuSi₂O₅N基荧光材料在蓝光波段虽有较强的发射特性，若是把其应用于近紫外LED芯片激发的荧光粉，该荧光粉的激发波长与紫外LED芯片的365nm发射峰不相匹配，所以发光效率不高，使得Ce³⁺单掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料不能广泛地用作近紫外LED芯片的发光材料。因此，亟需开发一种包含Ce³⁺掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基的其激发光谱能覆盖近紫外LED芯片的365nm发射峰的荧光材料，以及开发一种可以降低制造成本、增强产品稳定性、环境友好的该荧光材料的制造方法，以使廉价的白光LED得以普及应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的Ce³⁺单掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料不能广泛地用作近紫外LED芯片的发光材料的技术问题，提供一种Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂的MgLu_{1- y}Si₂O₅N基荧光材料，其激发光谱的半高宽度290nm～370nm，能覆盖近紫外LED芯片的365nm发射峰，使得该荧光材料具有较高的发光效率。Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料是一种双发射峰(602nm，673nm)荧光材料，调节发射峰的发射强度，使得显色性好，色彩还原性高，不用再加入其它波长荧光材料，进行调节。该荧光材料采用真空高温焙烧工艺制造，只需控制原料配比以及由烧制温度、真空度、气氛压力等构成的工艺参数，其制造工艺简单、成本低、产品一致性好，不产生废液、废水，环境友好，适合于工业化生产。

本发明的技术方案是提供一种荧光材料，其设计要点在于，所述荧光材料由采用固相焙烧工艺制造的化学通式为Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺表示的组份组成，其中Mg_{1- x}Lu_1-ySi₂O₅N为所述荧光材料的基质，Ce³⁺、Mn²⁺为在基质Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N中共掺杂的发光离子；表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别为0＜x＜0.3、0＜y＜0.04，所述荧光材料具有两个激发峰，所述两个激发峰处于其激发光谱的320nm和355nm位置处。

本发明的一种荧光材料的技术方案，在应用中还有如下进一步优选的技术方案。

进一步地，所述表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别为0.05≤x≤0.2、0.002≤y≤0.02。

进一步地，所述表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别为0.1、0.02。

本发明的另一技术方案是提供一种上述荧光材料的制造方法，用于制造上述的荧光材料，其设计要点在于，包括以下步骤：

S1，按照化学通式Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺中的各种元素的配比分别称取MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃；

S2，将步骤S1中的MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃放入研磨装置中进行研磨，得到混合均匀的焙烧前料；

S3，将步骤S2中的所述焙烧前料放入焙烧炉进行焙烧，焙烧温度为1300-1400℃，并在1300-1400℃焙烧3-6小时，而后自然冷却到室温，得到块状样品；

S4，块状样品经研磨后得到化学通式为Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺表示的粉状的荧光材料，其中Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N为荧光材料的基质，Ce³⁺、Mn²⁺为在基质共掺杂的发光离子；表示组份比的x、y分别为0＜x＜0.3、0＜y＜0.04，所述荧光材料具有位于其激发光谱的320nm和355nm位置处的两个激发峰。

上述本发明的一种荧光材料的制造方法的技术方案，在应用中还有如下进一步优选的技术方案。

进一步地，所述步骤S3包括以下子步骤：

S31，将步骤S2中的所述焙烧前料放入焙烧炉；

S32，启动真空装置对焙烧炉抽真空，真空度不小于5Pa，并维持不少于1小时，以将焙烧前料中融入的氧气去除；

S33，通入氮气作为保护气，氮气流量为200-400ml/min；

S34，启动加热装置，以5℃/min的加热速率从室温加热至焙烧温度，所述焙烧温度为1300-1400℃，并在1300-1400℃焙烧3-6小时；

S35，关闭加热装置，自然冷却到室温，得到块状样品；

S36，停止保护气氮气的通入。

进一步地，所述步骤S2、步骤S3间还包括有筛选步骤：采用200-250目筛眼的筛子对焙烧前料进行筛选，从筛眼中漏下的粉料为用于步骤S3焙烧的焙烧前料。

进一步地，所述步骤S4之后还包括筛选步骤，采用400-600目筛眼的筛子对研磨后的粉状的荧光材料进行筛选，从筛眼中漏下的粉料为用于LED芯片的荧光材料产品。

进一步地，所述MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃粉料，其质量比为10.30：9.97：21.35：0.99：55.42：3.67，即对于每100克样品，其中MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃的质量分别为10.30、9.97、21.35、0.99、55.42、3.67克。

进一步地，所述焙烧炉为氧化铝管式炉，所述研磨装置内置有Si₃N₄材质的研钵，所述步骤S2中的焙烧前料用BN坩埚装盛暂存。

进一步地，所述焙烧温度为1350℃，在焙烧温度保温4小时；所述氮气流量为300ml/min。

本发明的一种荧光材料，所述荧光材料由化学通式为Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺表示的组份组成，为白色，其采用固相焙烧工艺制造，其中Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N为本发明荧光材料的基质，Ce³⁺、Mn²⁺为在上述基质中共掺杂的发光离子；表示Ce³⁺、Mn²⁺组份比的x、y分别为0＜x＜0.4、0＜y＜0.05。所述荧光材料具有320nm和355nm两个激发峰，其峰半宽度290nm～370nm，与近紫外LED芯片的365nm发射峰相匹配，可以用作近紫外LED芯片的荧光粉，由LED芯片的365nm发射峰激发而发射白色光。所述荧光材料具有602nm、673nm双发射峰，改变掺杂离子Mn²⁺的配比，可以调节发射峰的发射强度，使得该荧光材料的演色性好，色彩还原性高。本发明的Ce³⁺、Mn²⁺共掺杂的Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料，可以广泛应用于近紫外LED芯片的365nm发射峰激发，用于发射白光。该荧光材料通过固相焙烧工艺制造，只需控制原料配比及焙烧工艺，焙烧1350℃较低，对焙烧炉要求较低，有利于降低制造成本，且产品性能稳定，产品一致性好；制造过程中不产生废液、废水，环境友好，适合于工业化生产。

有益效果

Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料用于近紫外LED芯片的365nm发射峰激发发射白光，通过在Ce³⁺单掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料中掺入Mn²⁺，使Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料的激发峰的位置从Ce³⁺单掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料的280nm和325nm红移至320nm和355nm的位置，其峰半宽度290nm～370nm，覆盖近紫外LED芯片的365nm发射峰，所述荧光材料可用于近紫外LED芯片365nm发射峰激发发射白光，用于制造白光LED。

演色性好，色彩还原性高；通过改变Mn²⁺的配比，可以调节两个发射峰的发射强度，改变红光的强度，在不添加红光荧光粉的情况下，所述荧光材料具有更好的演色性及更高的色彩还原性。

制造工艺简单、环境友好，所述荧光材料通过固相焙烧工艺制造，只需控制原料配比及焙烧工艺，焙烧1350℃较低，制造成本低，产品一致性好，不产生废液、废水，环境友好，适合于工业化生产。

所述MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃原材料丰富，有利于降低制造成本。

附图说明

图1，实施例中MgLu_1-ySi₂O₅N基质、基质中掺Ce³⁺、基质中掺Ce³⁺、Mn²⁺的荧光材料吸收光谱。

图2，实施例中Mg_1-xMn_xLu_1-yCe_ySi₂O₅N的X射线衍射图，图中，(a)x＝0，y＝0；(b)x＝0.2，y＝0；(c)x＝0.2，y＝0.01；(d)x＝0.2，y＝0.02；(e)x＝0.2，y＝0.03。

图3，实施例中MgLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺的激发光谱图，其中y取值为y＝0.01，y＝0.02。

图4，实施例中MgLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺的发射光谱图，其中y取值为y＝0.005，y＝0.01，y＝0.015，y＝0.02，y＝0.025。

图5，实施例中MgLu_0.98Ce_0.02Si₂O₅N，Mg_0.95Mn_0.05Lu_0.98Ce_0.02Si₂O₅N激发发射光谱。

图6，实施例中Mg_1-xMn_xLu_0.98Ce_0.02Si₂O₅N的激发光谱(λ_em＝673nm)和发射(λ_ex＝350nm)光谱图，图中，(a)x＝0.20；(b)x＝0.15；(c)x＝0.10；(d)x＝0.05。

图7，实施例中Mg_0.9Mn_0.1Lu_1-yCe_ySi₂O₅N的激发光谱和发射光谱图，其中y＝0.002；0.005；0.01；0.02。

具体实施方式

为了阐明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的介绍。

本发明的一种荧光材料，由化学通式为Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺表示的组份组成，为白色粉末状，采用固相焙烧工艺制造，其中Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N为本发明荧光材料的基质，Ce³⁺、Mn²⁺为在基质Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N中共掺杂的发光离子；表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别为0＜x＜0.3、0＜y＜0.04。所述荧光材料具有两个激发峰，所述两个激发峰处于其激发光谱的320nm和355nm位置处。为了制造出无杂相的荧光材料，Ce³⁺含量低于0.03，即0＜y＜0.03，作为优选地，所述表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别为0.05≤x≤0.2、0.002≤y≤0.02；其中，当x、y分别为0.1、0.02时该荧光材料的性能最优异。本发明的Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂的MgLu_{1- y}Si₂O₅N基荧光材料，如图1和图5所示，MgLu_1-ySi₂O₅N基中共掺入Mn²⁺和Ce³⁺之后两激发峰的位置从MgLu_1-ySi₂O₅N基中单掺入Ce³⁺的280nm和325nm红移至320nm和355nm的位置，其激发光谱的半高宽度为290nm～370nm，能覆盖近紫外LED芯片的365nm发射峰，该荧光材料的激发峰和LED芯片的365nm发射峰相匹配，使得该荧光材料具有较高的发光效率。

本发明的上述荧光材料采用固相焙烧工艺制造，只需控制原料配比及焙烧工艺。焙烧温度1300-1400℃，优选地1350℃，其温度较低对焙烧炉要求不高，有利于降低制造成本。制造过程中只需控制原料配比及焙烧工艺，控制变参量少，使得产品性能稳定，产品一致性好；制造过程中不产生废液、废水，环境友好，适合于工业化生产。该荧光材料的制造方法具体包括以下步骤：

步骤1，按照化学通式Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺中的各种元素的配比分别称取MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃。

步骤2，将步骤1中的MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃放入内置有Si₃N₄材质的研钵的研磨装置中进行研磨，得到混合均匀的研磨粉料；采用200-250目，优选地240目筛眼的筛子对该研磨粉料进行筛选，把不能从筛眼中漏下的粉料进行再次研磨，直至其可以全部从筛眼中漏下，把从筛眼中漏下的粉料为用作焙烧前料，并用BN坩埚装盛暂存，以防被污染。筛选的作用是一方面可以使各种原材料混合更均匀，另一方面可以确保焙烧前料的颗粒大小更均匀，消除大颗粒物料对产品性能产生不良影响。

步骤3，将步骤2中用BN坩埚装盛的焙烧前料放入焙烧炉进行焙烧，用BN坩埚装盛焙烧前料可以减少焙烧前料被污染，焙烧温度为1300-1400℃，优选地1350℃，并在该温度焙烧3-6小时，优选地4小时，而后自然冷却到室温，得到块状样品；其中焙烧炉为氧化铝管式炉；该步骤具体包括以下子步骤：

子步骤31，将步骤2中的BN坩埚装盛的焙烧前料放入焙烧炉的氧化铝管内；

子步骤32，启动真空装置，如机械泵，对焙烧炉的氧化铝管抽真空，真空度不大于10Pa，优选地不大于5Pa，并维持0.5-2小时，优先地1小时，以将焙烧前料中融入的氧气去除；

子步骤33，通入氮气作为保护气，氮气流量为200-400ml/min，优选地300ml/min；

子步骤34，启动加热装置，以5℃/min的加热速率从室温加热至焙烧温度，所述焙烧温度为1300-1400℃，优选地1350℃，并在该温度焙烧3-6小时，优选地4小时；

子步骤35，关闭加热装置，自然冷却到室温，得到块状样品；

子步骤36，停止保护气氮气的通入。

步骤4，将上述块状样品经研磨后得到化学通式为Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺表示的白色粉状的荧光材料，其中Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N为荧光材料的基质，Ce³⁺、Mn²⁺为在基质共掺杂的发光离子；表示组份比的x、y分别为0＜x＜0.3、0＜y＜0.04，所述荧光材料具有位于其激发光谱的320nm和355nm位置处的两个激发峰。采用400-600目筛眼的筛子对研磨后的粉状的荧光材料进行筛选，从筛眼中漏下的粉料为用于LED芯片的荧光材料的白色粉状产品。

如图2所示，为在1350℃、焙烧4小时制备出的白色Mg_1-xMn_xLu_1-yCe_ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺的粉末状的荧光材料样品的X射线衍射图。所述荧光材料样品中的Mn²⁺的含量x为0～0.2，Ce³⁺的含量y为0～0.03。当Ce³⁺含量低于0.03时样品与MgLuSi₂O₅N(JCPDS：48-1632)一致并无杂相出现，但是当Ce含量达到0.03时有杂峰出现(如图2示)，这是由于Ce³⁺的离子半径为比Lu³⁺的离子半径要大，当掺杂量较大时会引起晶格结构的改变，为了保持样品的纯相，Ce³⁺掺杂的最大量小于0.03，优选地为0.02。图2显示，随着Mn²⁺和Ce³⁺含量的增加X射线衍射图的衍射峰向着2θ减小的方向偏移，根据布拉格方程可以知道晶格常数d值在增加，说明了Mn²⁺和Ce³⁺成功地掺入到MgLu_1-ySi₂O₅N基质的晶格中，并且由于半径比Lu³⁺和Mg²⁺要大而引起了晶格的扩张。

为了让本领域的技术人员能够更好地理解本发明的技术方案及本发明的优点，下面通过具体实施例进行详细说明。

实施例1

制备Ce³⁺单掺杂荧光材料MgLu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺。

荧光材料的化学通式Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺中，表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别取值为x＝0、y＝0.02，则化学通式为MgLu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，也可以表示为MgLu_0.98Ce_0.02Si₂O₅N。根据化学式MgLu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺中各元素的配比，对于每100克样品，分别称取纯度为分析纯的MgO11.56克、纯度为分析纯的Si₃N₄10.06克、纯度为分析纯的SiO₂21.54克、纯度为分析纯的CeO₂0.99克、纯度为分析纯的Lu₂O₃55.91克。把上述称量的MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃放入研磨装置内置的Si₃N₄材质的研钵中进行研磨，采用200目筛眼的筛子对研磨后的粉料进行筛选，把不能从筛眼中漏下的粉料进行再次研磨，直至其可以全部从筛眼中漏下，把从筛眼中漏下的粉料为用作焙烧前料，并用BN坩埚装盛暂存。将BN坩埚装盛的所述焙烧前料放入焙烧炉的氧化铝管中，关好炉门；开启真空装置对焙烧炉的氧化铝管抽真空，真空度为5Pa，并维持1小时。通入氮气作为保护气，氮气流量为350ml/min。启动加热装置，以5℃/min的加热速率从室温加热至焙烧温度，所述焙烧温度为1350℃，并在该温度焙烧4小时，而后自然冷却到室温，得到块状样品；将块状样品经研磨后，采用400目筛眼的筛子对研磨后的粉状的荧光材料进行筛选，从筛眼中漏下的白色粉状的粉料为所制造的Ce³⁺单掺杂荧光材料产品。

制备Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料Mg_0.95Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.05Mn²⁺。

荧光材料的化学通式Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺中，表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别取值为x＝0.05、y＝0.02，则化学通式为Mg_0.95Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.05Mn²⁺，也可以表示为Mg_0.95Mn_0.05Lu_0.98Ce_0.02Si₂O₅N。根据化学式Mg_0.95Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.05Mn²⁺中各元素的配比，对于每100克样品，分别称取纯度为分析纯的MgO10.93克、纯度为分析纯的Si₃N₄10.01克、纯度为分析纯的SiO₂21.44克、纯度为分析纯的CeO₂0.98克、纯度为分析纯的Lu₂O₃55.66克、纯度为分析纯的MnCO₃1.64克。把上述称量的MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃放入研磨装置内置有Si₃N₄材质的研钵中进行研磨，采用240目筛眼的筛子对研磨后的粉料进行筛选，把不能从筛眼中漏下的粉料进行再次研磨，直至其可以全部从筛眼中漏下，把从筛眼中漏下的粉料为用作焙烧前料，并用BN坩埚装盛暂存。将BN坩埚装盛的所述焙烧前料放入焙烧炉的氧化铝管中，关好炉门，开启真空装置对焙烧炉的氧化铝管抽真空，真空度为5Pa，并维持1小时。通入氮气作为保护气，氮气流量为300ml/min。启动加热装置，以5℃/min的加热速率从室温加热至焙烧温度，所述焙烧温度为1350℃，并在该温度焙烧5小时，而后关闭加热装置，自然冷却到室温，得到块状样品；将块状样品经研磨后，采用500目筛眼的筛子对研磨后的粉状的荧光材料进行筛选，从筛眼中漏下的粉料为的本发明的白色粉状的Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料产品。

图1为MgLuSi₂O₅N，MgLu_0.98Ce_0.02Si₂O₅N，Mg_0.95Mn_0.05Lu_0.98Ce_0.02Si₂O₅N的吸收光谱。Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料，如图1所示，MgLu_1-ySi₂O₅N基中共掺入Mn²⁺和Ce^{3 +}之后两激发峰的位置从MgLu_1-ySi₂O₅N基中单掺入Ce³⁺的280nm和325nm红移至320nm和355nm的位置，其激发光谱的半高宽度为290nm～370nm，能覆盖近紫外LED芯片的365nm发射峰，该荧光材料的激发峰和LED芯片的365nm发射峰相匹配，使得该荧光材料可以应用到近紫外LED芯片激发发射白光，且具有较高的发光效率。

实施例2

制备Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料Mg_0.9Lu_0.98Si₂O₅N：0.002Ce³⁺，0.1Mn²⁺。

荧光材料的化学通式Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺中，表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别取值为x＝0.1、y＝0.02，则化学通式为Mg_0.9Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.1Mn²⁺，也可表示为Mg_0.9Mn_0.1Lu_0.98Ce_0.02Si₂O₅N。根据化学式Mg_0.9Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.1Mn²⁺中各元素的配比，对于每100克样品，分别称取纯度为分析纯的MgO10.29克、纯度为分析纯的Si₃N₄9.95克、纯度为分析纯的SiO₂21.31克、纯度为分析纯的CeO₂0.1克、纯度为分析纯的Lu₂O₃56.34克、纯度为分析纯的MnCO₃3.26克。把上述称量的MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃放入研磨装置内置有Si₃N₄材质的研钵中进行研磨，采用250目筛眼的筛子对研磨后的粉料进行筛选，把不能从筛眼中漏下的粉料进行再次研磨，直至其可以全部从筛眼中漏下，把从筛眼中漏下的粉料为用作焙烧前料，并用BN坩埚装盛暂存。将BN坩埚装盛的所述焙烧前料放入焙烧炉的氧化铝管中，关好炉门，开启真空装置对焙烧炉的氧化铝管抽真空，真空度为4Pa，并维持1小时。通入氮气作为保护气，氮气流量为300ml/min。启动加热装置，以5℃/min的加热速率从室温加热至焙烧温度，所述焙烧温度为1300℃，并在该温度焙烧5小时，而后关闭加热装置，自然冷却到室温，得到块状样品；将块状样品经研磨后，采用600目筛眼的筛子对研磨后的粉状的荧光材料进行筛选，从筛眼中漏下的粉料为的本发明的白色粉状的Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料产品。

图7为Mg_0.9Mn_0.1Lu_1-yCe_ySi₂O₅N的激发光谱和发射光谱图，取y＝0.002，即Mg_0.9Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.1Mn²⁺的激发光谱和发射光谱图。图7显示共掺入Mn²⁺和Ce³⁺之后两激发峰在320nm和355nm的位置，其激发光谱的半高宽度为290nm～370nm，能覆盖近紫外LED芯片的365nm发射峰，该荧光材料的激发峰和LED芯片的365nm的发射峰相匹配。

实施例3

制备Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料Mg_0.9Lu_0.995Si₂O₅N：0.005Ce³⁺，0.1Mn²⁺。

荧光材料的化学通式Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺，其中表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别取值为x＝0.1、y＝0.005，则化学通式为Mg_0.9Lu_0.995Si₂O₅N：0.005Ce³⁺，0.1Mn²⁺，也可以表示为Mg_0.9Mn_0.1Lu_0.995Ce_0.005Si₂O₅N。根据化学式Mg_0.9Lu_0.995Si₂O₅N：0.005Ce³⁺，0.1Mn²⁺中各元素的配比，对于每100克样品，分别称取纯度为分析纯的MgO10.30克、纯度为分析纯的Si₃N₄9.53克、纯度为分析纯的SiO₂21.32克、纯度为分析纯的CeO₂0.24克、纯度为分析纯的Lu₂O₃56.19克、纯度为分析纯的MnCO₃3.26克。把上述称量的MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃放入研磨装置内置有Si₃N₄材质的研钵中进行研磨，采用200目筛眼的筛子对研磨后的粉料进行筛选，把不能从筛眼中漏下的粉料进行再次研磨，直至其可以全部从筛眼中漏下，把从筛眼中漏下的粉料为用作焙烧前料，并用BN坩埚装盛暂存。将BN坩埚装盛的所述焙烧前料放入焙烧炉的氧化铝管中，关好炉门，开启真空装置对焙烧炉的氧化铝管抽真空，真空度为5Pa，并维持1.5小时。通入氮气作为保护气，氮气流量为300ml/min。启动加热装置，以5℃/min的加热速率从室温加热至焙烧温度，所述焙烧温度为1400℃，并在该温度焙烧3小时，而后关闭加热装置，自然冷却到室温，得到块状样品；将块状样品经研磨后，采用550目筛眼的筛子对研磨后的粉状的荧光材料进行筛选，从筛眼中漏下的粉料为的本发明的白色粉状的Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料产品。

图7为Mg_0.9Mn_0.1Lu_1-yCe_ySi₂O₅N的激发光谱和发射光谱图，取y＝0.005，即Mg_0.9Lu_0.98Si₂O₅N：0.05Ce³⁺，0.1Mn²⁺的激发光谱和发射光谱图。图7显示共掺入Mn²⁺和Ce³⁺之后两激发峰在320nm和355nm的位置，其激发光谱的半高宽度为290nm～370nm，能覆盖近紫外LED芯片的365nm发射峰，该荧光材料的激发峰和LED芯片的365nm的发射峰相匹配。

实施例4

制备Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料Mg_0.9Lu_0.99Si₂O₅N：0.01Ce³⁺，0.1Mn²⁺。

荧光材料的化学通式Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺，中表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别取值为x＝0.1、y＝0.01，则化学通式为Mg_0.9Lu_0.99Si₂O₅N：0.01Ce³⁺，0.1Mn²⁺，也可以表示为Mg_0.9Mn_0.1Lu_0.99Ce_0.01Si₂O₅N。根据化学式Mg_0.9Lu_0.99Si₂O₅N：0.01Ce³⁺，0.1Mn²⁺中各元素的配比，对于每100克样品，分别称取纯度为分析纯的MgO10.30克、纯度为分析纯的Si₃N₄9.96克、纯度为分析纯的SiO₂21.33克、纯度为分析纯的CeO₂0.49克、纯度为分析纯的Lu₂O₃55.93克、纯度为分析纯的MnCO₃3.26克。把上述称量的MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃放入研磨装置内置有Si₃N₄材质的研钵中进行研磨，采用200目筛眼的筛子对研磨后的粉料进行筛选，把不能从筛眼中漏下的粉料进行再次研磨，直至其可以全部从筛眼中漏下，把从筛眼中漏下的粉料为用作焙烧前料，并用BN坩埚装盛暂存。将BN坩埚装盛的所述焙烧前料放入焙烧炉的氧化铝管中，关好炉门，开启真空装置对焙烧炉的氧化铝管抽真空，真空度为3Pa，并维持1小时。通入氮气作为保护气，氮气流量为300ml/min。启动加热装置，以5℃/min的加热速率从室温加热至焙烧温度，所述焙烧温度为1300℃，并在该温度焙烧6小时，而后关闭加热装置，自然冷却到室温，得到块状样品；将块状样品经研磨后，采用400目筛眼的筛子对研磨后的粉状的荧光材料进行筛选，从筛眼中漏下的粉料为的本发明的白色粉状的Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料产品。

图7为Mg_0.9Mn_0.1Lu_1-yCe_ySi₂O₅N的激发光谱和发射光谱图，取y＝0.005，即Mg_0.9Lu_0.99Si₂O₅N：0.01Ce³⁺，0.1Mn²⁺的激发光谱和发射光谱图。图7显示共掺入Mn²⁺和Ce³⁺之后两激发峰在320nm和355nm的位置，其激发光谱的半高宽度为290nm～370nm，能覆盖近紫外LED芯片的365nm发射峰，该荧光材料的激发峰和LED芯片的365nm的发射峰相匹配。

实施例5

制备Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料Mg_0.9Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.1Mn²⁺。

荧光材料的化学通式Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺中，表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别取值为x＝0.1、y＝0.02，则化学通式为Mg_0.9Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.1Mn²⁺，也可以表示为Mg_0.9Mn_0.1Lu_0.98Ce_0.02Si₂O₅N。根据化学式Mg_0.9Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.1Mn²⁺中各元素的配比，对于每100克样品，分别称取纯度为分析纯的MgO10.31克、纯度为分析纯的Si₃N₄9.97克、纯度为分析纯的SiO₂21.35克、纯度为分析纯的CeO₂0.98克、纯度为分析纯的Lu₂O₃55.42克、纯度为分析纯的MnCO₃3.27克。把上述称量的MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃放入研磨装置内置有Si₃N₄材质的研钵中进行研磨，采用250目筛眼的筛子对研磨后的粉料进行筛选，把不能从筛眼中漏下的粉料进行再次研磨，直至其可以全部从筛眼中漏下，把从筛眼中漏下的粉料为用作焙烧前料，并用BN坩埚装盛暂存。将BN坩埚装盛的所述焙烧前料放入焙烧炉的氧化铝管中，关好炉门，开启真空装置对焙烧炉的氧化铝管抽真空，真空度为4Pa，并维持1.5小时。通入氮气作为保护气，氮气流量为300ml/min。启动加热装置，以5℃/min的加热速率从室温加热至焙烧温度，所述焙烧温度为1350℃，并在该温度焙烧4小时，而后关闭加热装置，自然冷却到室温，得到块状样品；将块状样品经研磨后，采用550目筛眼的筛子对研磨后的粉状的荧光材料进行筛选，从筛眼中漏下的粉料为的本发明的白色粉状的Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料产品。

图7为Mg_0.9Mn_0.1Lu_1-yCe_ySi₂O₅N的激发光谱和发射光谱图，取y＝0.005，即Mg_0.9Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.1Mn²⁺的激发光谱和发射光谱图。图7显示共掺入Mn²⁺和Ce³⁺之后两激发峰在320nm和355nm的位置，其激发光谱的半高宽度为290nm～370nm，能覆盖近紫外LED芯片的365nm发射峰，该荧光材料的激发峰和LED芯片的365nm的发射峰相匹配。

实施例6

制备Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料Mg_0.85Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.15Mn²⁺。

荧光材料的化学通式Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺，中表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别取值为x＝0.15、y＝0.02，则化学通式为Mg_0.85Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.15Mn²⁺，也可以表示为Mg_0.85Mn_0.15Lu_0.98Ce_0.02Si₂O₅N。根据化学式Mg_0.85Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.15Mn²⁺中各元素的配比，对于每100克样品，分别称取纯度为分析纯的MgO9.70克、纯度为分析纯的Si₃N₄9.93克、纯度为分析纯的SiO₂21.26克、纯度为分析纯的CeO₂0.97克、纯度为分析纯的Lu₂O₃55.18克、纯度为分析纯的MnCO₃4.88克。把上述称量的MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃放入研磨装置内置有Si₃N₄材质的研钵中进行研磨，采用200目筛眼的筛子对研磨后的粉料进行筛选，把不能从筛眼中漏下的粉料进行再次研磨，直至其可以全部从筛眼中漏下，把从筛眼中漏下的粉料为用作焙烧前料，并用BN坩埚装盛暂存。将BN坩埚装盛的所述焙烧前料放入焙烧炉的氧化铝管中，关好炉门，开启真空装置对焙烧炉的氧化铝管抽真空，真空度为5Pa，并维持1.5小时。通入氮气作为保护气，氮气流量为300ml/min。启动加热装置，以5℃/min的加热速率从室温加热至焙烧温度，所述焙烧温度为1350℃，并在该温度焙烧4小时，而后关闭加热装置，自然冷却到室温，得到块状样品；将块状样品经研磨后，采用500目筛眼的筛子对研磨后的粉状的荧光材料进行筛选，从筛眼中漏下的粉料为的本发明的白色粉状的Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料产品。

图6为Mg_1-xMn_xLu_0.98Ce_0.02Si₂O₅N的激发(λ_em＝673nm)和发射(λ_ex＝350nm)光谱图，取x＝0.15，即为Mg_0.85Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.15Mn²⁺的激发光谱和发射光谱图。图6显示共掺入Mn²⁺和Ce³⁺之后两激发峰在320nm和355nm的位置，其激发光谱的半高宽度为290nm～370nm，能覆盖近紫外LED芯片的365nm发射峰，该荧光材料的激发峰和LED芯片的365nm的发射峰相匹配。

实施例7

制备Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料Mg_0.8Lu_0.99Si₂O₅N：0.01Ce³⁺，0.2Mn²⁺。

荧光材料的化学通式Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺，中表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别取值为x＝0.2、y＝0.01，则化学通式为Mg_0.8Lu_0.99Si₂O₅N：0.01Ce³⁺，0.2Mn²⁺，也可以表示为Mg_0.8Mn_0.2Lu_0.99Ce_0.01Si₂O₅N。根据化学式Mg_0.8Lu_0.99Si₂O₅N：0.01Ce³⁺，0.2Mn²⁺中各元素的配比，对于每100克样品，分别称取纯度为分析纯的MgO9.08克、纯度为分析纯的Si₃N₄9.87克、纯度为分析纯的SiO₂21.14克、纯度为分析纯的CeO₂0.48克、纯度为分析纯的Lu₂O₃55.45克、纯度为分析纯的MnCO₃6.47克。把上述称量的MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃放入研磨装置内置有Si₃N₄材质的研钵中进行研磨，采用250目筛眼的筛子对研磨后的粉料进行筛选，把不能从筛眼中漏下的粉料进行再次研磨，直至其可以全部从筛眼中漏下，把从筛眼中漏下的粉料为用作焙烧前料，并用BN坩埚装盛暂存。将BN坩埚装盛的所述焙烧前料放入焙烧炉的氧化铝管中，关好炉门，开启真空装置对焙烧炉的氧化铝管抽真空，真空度为3Pa，并维持1小时。通入氮气作为保护气，氮气流量为300ml/min。启动加热装置，以5℃/min的加热速率从室温加热至焙烧温度，所述焙烧温度为1350℃，并在该温度焙烧4小时，而后关闭加热装置，自然冷却到室温，得到块状样品；将块状样品经研磨后，采用450目筛眼的筛子对研磨后的粉状的荧光材料进行筛选，从筛眼中漏下的粉料为的本发明的白色粉状的Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料产品。

实施例8

制备Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料Mg_0.8Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.2Mn²⁺。

荧光材料的化学通式Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺，中表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别取值为x＝0.2、y＝0.02，则化学通式为Mg_0.8Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.2Mn²⁺，也可以表示为Mg_0.8Mn_0.2Lu_0.98Ce_0.02Si₂O₅N。根据化学式Mg_0.8Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.2Mn²⁺中各元素的配比，对于每100克样品，分别称取纯度为分析纯的MgO9.09克、纯度为分析纯的Si₃N₄9.88克、纯度为分析纯的SiO₂21.16克、纯度为分析纯的CeO₂0.97克、纯度为分析纯的Lu₂O₃54.94克、纯度为分析纯的MnCO₃6.47克。把上述称量的MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃放入研磨装置内置有Si₃N₄材质的研钵中进行研磨，采用250目筛眼的筛子对研磨后的粉料进行筛选，把不能从筛眼中漏下的粉料进行再次研磨，直至其可以全部从筛眼中漏下，把从筛眼中漏下的粉料为用作焙烧前料，并用BN坩埚装盛暂存。将BN坩埚装盛的所述焙烧前料放入焙烧炉的氧化铝管中，关好炉门，开启真空装置对焙烧炉的氧化铝管抽真空，真空度为4Pa，并维持1.3小时。通入氮气作为保护气，氮气流量为300ml/min。启动加热装置，以5℃/min的加热速率从室温加热至焙烧温度，所述焙烧温度为1350℃，并在该温度焙烧5小时，而后关闭加热装置，自然冷却到室温，得到块状样品；将块状样品经研磨后，采用400目筛眼的筛子对研磨后的粉状的荧光材料进行筛选，从筛眼中漏下的粉料为的本发明的白色粉状的Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料产品。

图6Mg_1-xMn_xLu_0.98Ce_0.02Si₂O₅N的激发(λ_em＝673nm)和发射(λ_ex＝350nm)光谱图，取x＝0.15，即为Mg_0.8Lu_0.98Si₂O₅N：0.02Ce³⁺，0.2Mn²⁺的激发光谱和发射光谱图。图6显示共掺入Mn²⁺和Ce³⁺之后两激发峰在320nm和355nm的位置，其激发光谱的半高宽度为290nm～370nm，能覆盖近紫外LED芯片的365nm发射峰，该荧光材料的激发峰和LED芯片的365nm的发射峰相匹配。

实施例9

制备Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料Mg_0.8Lu_0.97Si₂O₅N：0.03Ce³⁺，0.2Mn²⁺。

荧光材料的化学通式Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺，中表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别取值为x＝0.2、y＝0.03，则化学通式为Mg_0.8Lu_0.97Si₂O₅N：0.03Ce³⁺，0.2Mn²⁺，也可以表示为Mg_0.8Mn_0.2Lu_0.97Ce_0.03Si₂O₅N。根据化学式Mg_0.8Lu_0.97Si₂O₅N：0.03Ce³⁺，0.2Mn²⁺中各元素的配比，对于每100克样品，分别称取纯度为分析纯的MgO9.05克、纯度为分析纯的Si₃N₄9.84克、纯度为分析纯的SiO₂21.08克、纯度为分析纯的CeO₂1.44克、纯度为分析纯的Lu₂O₃54.72克、纯度为分析纯的MnCO₃6.45克。把上述称量的MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃放入研磨装置内置有Si₃N₄材质的研钵中进行研磨，采用250目筛眼的筛子对研磨后的粉料进行筛选，把不能从筛眼中漏下的物料进行再次研磨，直至其可以全部从筛眼中漏下，把从筛眼中漏下的粉料为用作焙烧前料，并用BN坩埚装盛暂存。将BN坩埚装盛的所述焙烧前料放入焙烧炉的氧化铝管中，关好炉门，开启真空装置对焙烧炉的氧化铝管抽真空，真空度为10Pa，并维持2小时。通入氮气作为保护气，氮气流量为300ml/min。启动加热装置，以5℃/min的加热速率从室温加热至焙烧温度，所述焙烧温度为1350℃，并在该温度焙烧4.5小时，而后关闭加热装置，自然冷却到室温，得到块状样品；将块状样品经研磨后，采用500目筛眼的筛子对研磨后的粉状的荧光材料进行筛选，从筛眼中漏下的粉料为的本发明的白色粉状的Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂荧光材料产品。

对实施例1-实施例9制备的荧光材料样品进行综合性分析。在MgLuSi₂O₅N基质中单掺入Mn²⁺以后并没有发现发光的现象，在MgLuSi₂O₅N基质中的Mn²⁺的d→d跃迁是完全禁止的。而在MgLuSi₂O₅N基质中单独掺入Ce³⁺后，可以在紫外灯下看到蓝色的发光现象。如图4所示，Ce³⁺单掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料，其发射光谱在400nm位置的发射谱较宽，发射谱的半高宽度为370nm～430nm，且在400nm前后各有一个发射峰。图4显示随着Ce³⁺的增加发射光的强度也会随之增加，当Ce³⁺达到0.02的时候发射强度达到最大值，这个是由Ce³⁺的浓度大于0.02时发生淬灭引起的；当Ce³⁺浓度过大时，发光离子(Ce³⁺→Mn²⁺)之间的能量传递导致的用于发光的能量减少，发光强度随着Ce³⁺发光离子的增加而减小。如图3所示，Ce³⁺单掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料，其激发光谱在280nm～330nm处产生两个激发峰，激发峰的位置分别为289nm和324nm，激发光谱的半高宽度为250nm～340nm。图3还显示在不同的Ce³⁺浓度(如0.01、0.02)下的激发光谱几乎没有发生红移或者蓝移，可知其晶格刚性较强，通过稀土离子浓度的改变很难使其激发光谱发生偏移。虽然，Ce³⁺掺杂的MgLuSi₂O₅N基的荧光材料在蓝光波段虽有较强的发射特性，若是把其应用于近紫外LED芯片激发的荧光粉，该荧光粉的激发波长与紫外LED芯片的365nm发射峰不相匹配，发光效率不高，使得Ce³⁺单掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料不能广泛地用作近紫外LED芯片的发光材料。

本发明的Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料，如图1和图5所示，MgLu_{1- y}Si₂O₅N基中共掺入Mn²⁺和Ce³⁺之后两激发峰的位置从MgLu_1-ySi₂O₅N基中单掺入Ce³⁺的280nm和325nm红移至320nm和355nm的位置，其激发光谱的半高宽度为290nm～370nm，能覆盖近紫外LED芯片的365nm发射峰，该荧光材料的激发峰和LED芯片的365nm发射峰相匹配，使得该荧光材料具有较高的发光效率。共掺入Mn²⁺和Ce³⁺后相对于单掺Ce³⁺的发射光谱在蓝光波段的发射光谱没有发生明显的红移或者蓝移，如图5所示，在600nm左右出现了一个发射波段，由发射波的位置显示为红光发射，因为Mn²⁺在MgLuSi₂O₅N中的处于6配位的环境中，所以可以确定这个红色的发射波段是由Mn²⁺发出的。由于Ce³⁺的激发能级和Mn²⁺的激发能级较为接近，所以，通过能量传递(EnergyTransfer)作用，将能量由Ce³⁺的激发态转移至Mn²⁺的激发态，Mn²⁺激发态上的电子通过振动弛豫跃迁至Mn²⁺的稳定的激发态⁴T₁(⁴G)上，激发态上的电子跃迁回Mn²⁺的基态⁶A₁(⁶S)，通过⁴T₁(⁴G)→⁶A₁(⁶S)的跃迁以辐射发光的方式发射出红光，则Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基的荧光材料具有蓝光、红光两个发射峰，如图5、图6、图7所示。在共掺入Mn²⁺后，虽然Ce³⁺所吸收的能量一部分被传递给了Mn²⁺，图5显示，Ce³⁺的发射光强度并没有比未掺入Mn²⁺时的强度低，反而有着近30％的增强；这是由于当Mn²⁺掺入时，影响了发光离子Ce³⁺之间的能量传递，导致Ce³⁺的浓度淬灭的作用减弱，使得Ce³⁺的发光强度得到了增强。图5、图6、图7显示Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料是一种红光发射峰具有双发射峰的荧光材料，红光双发射峰分别位于发射光谱的红光波段的602nm，673nm位置处；图6显示随着Mn²⁺浓度升高，673nm处的发射峰强度逐渐增加，在Mn²⁺浓度达到0.2的样品中只能发现673nm的发射光谱，而602nm位置处的发射峰消退。控制Mn²⁺浓度，调节蓝光、红光两发射峰的发射强度，使得该荧光材的演色性好，色彩还原性高，不用再加入其它波长(如红光)荧光材料，进行显色调节。通过改变掺杂离子Ce³⁺、Mn²⁺的配比，可以调节两个发射峰的发射强度，改变红光的强度，在不添加红光荧光粉的情况下，所述荧光材料具有更好的演色性及更高的色彩还原性

调节Mn²⁺的浓度来改变荧光粉的红光波段和蓝光波段的比例以及红光波段发射光谱的宽度范围，从而可以根据所需要的白光的色温，显色指数的指标来确定所需要Mn²⁺的浓度、Ce³⁺的浓度。在Mn²⁺的浓度为0.1、Ce³⁺的浓度为0.02的时，Ce³⁺、Mn²⁺共掺的Mg_1-xLu_{1- y}Si₂O₅N基的荧光材料性能最好，其发射光谱在红光波段的发射光光谱较宽，覆盖了550nm～750nm的波段，因而用于照明时将会得到更好的演色性，该荧光材料的化学式为Mg_0.9Mn_0.1Lu_0.98Ce_0.02Si₂O₅N。

和现有技术相比，本发明具有如下技术进步性。

1)Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料用于近紫外LED芯片的365nm发射峰激发发射白光，通过在Ce³⁺单掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料中掺入Mn²⁺，使Mn²⁺、Ce³⁺共掺杂的MgLu_{1- y}Si₂O₅N基荧光材料的激发峰的位置从Ce³⁺单掺杂的MgLu_1-ySi₂O₅N基荧光材料的280nm和325nm红移至320nm和355nm的位置，其峰半宽度290nm～370nm，覆盖近紫外LED芯片的365nm发射峰，所述荧光材料可用于近紫外LED芯片365nm发射峰发射白光，用于制造白光LED。

2)演色性好，色彩还原性高；通过改变Ce³⁺、Mn²⁺的配比，可以调节两个发射峰的发射强度，改变红光的强度，在不添加红光荧光粉的情况下，所述荧光材料具有更好的演色性及更高的色彩还原性。

3)制造工艺简单、环境友好，所述荧光材料通过固相焙烧工艺制造，只需控制原料配比及焙烧工艺，焙烧1350℃较低，制造成本低，产品一致性好，不产生废液、废水，环境友好，适合于工业化生产。

4)所述MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO2、Lu₂O₃、MnCO₃原材料丰富，有利于降低制造成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种荧光材料，其特征在于：所述荧光材料由采用固相焙烧工艺制造的化学通式为Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺表示的组份组成，其中Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N为所述荧光材料的基质，Ce³⁺、Mn²⁺为在基质Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N中共掺杂的发光离子；表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别为0＜x＜0.3、0＜y＜0.04，所述荧光材料具有两个激发峰，所述两个激发峰处于其激发光谱的320nm和355nm位置处。

2.根据权利要求1所述的一种荧光材料，其特征在于：所述表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别为0.05≤x≤0.2、0.002≤y≤0.02。

3.根据权利要求2所述的一种荧光材料，其特征在于：所述表示Mn²⁺、Ce³⁺组份比的x、y分别为0.1、0.02。

4.一种荧光材料的制造方法，用于制造权利要求1所述的荧光材料，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

S1，按照化学通式Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺中的各种元素的配比分别称取MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃；

S2，将步骤S1中的MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃放入研磨装置中进行研磨，得到混合均匀的焙烧前料；

S3，将步骤S2中的焙烧前料放入焙烧炉进行焙烧，焙烧温度为1300-1400℃，并在1300-1400℃焙烧3-6小时，而后自然冷却到室温，得到块状样品；

S4，块状样品经研磨后得到化学通式为Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N：yCe³⁺，xMn²⁺表示的粉状的荧光材料，其中Mg_1-xLu_1-ySi₂O₅N为荧光材料的基质，Ce³⁺、Mn²⁺为在基质共掺杂的发光离子；表示组份比的x、y分别为0＜x＜0.3、0＜y＜0.04，所述荧光材料具有位于其激发光谱的320nm和355nm位置处的两个激发峰。

5.根据权利要求4所述的一种荧光材料的制造方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下子步骤：

S31，将步骤S2中的所述焙烧前料放入焙烧炉；

S32，启动真空装置对焙烧炉抽真空，真空度不大于5Pa，并维持不少于1小时，以将焙烧前料中融入的氧气去除；

S33，通入氮气作为保护气，氮气流量为200-400ml/min；

S34，启动加热装置，以5℃/min的加热速率从室温加热至焙烧温度，所述焙烧温度为1300-1400℃，并在1300-1400℃焙烧3-6小时；

S35，关闭加热装置，自然冷却到室温，得到块状样品；

S36，停止保护气氮气的通入。

6.根据权利要求5所述的一种荧光材料的制造方法，其特征在于，所述步骤S2、步骤S3间还包括有筛选步骤：采用200-250目筛眼的筛子对焙烧前料进行筛选，从筛眼中漏下的粉料为用于步骤S3焙烧的焙烧前料。

7.根据权利要求6所述的一种荧光材料的制造方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括筛选步骤，采用400-600目筛眼的筛子对研磨后的粉状的荧光材料进行筛选，从筛眼中漏下的粉料为用于LED芯片的荧光材料产品。

8.根据权利要求5-7任一权利要求所述的一种荧光材料制造方法，其特征在于：所述MgO、Si₃N₄、SiO₂、CeO₂、Lu₂O₃、MnCO₃粉料，其质量比分别为10.30∶9.97∶21.35∶0.99∶55.42∶3.67。

9.根据权利要求8所述的一种荧光材料的制造方法，其特征在于：所述焙烧炉为氧化铝管式炉，所述研磨装置内置有Si₃N₄材质的研钵，所述步骤S2中的焙烧前料用BN坩埚装盛暂存。

10.根据权利要求9所述的一种荧光材料的制造方法，其特征在于：所述焙烧温度为1350℃，在焙烧温度保温4小时；所述氮气流量为300ml/min。