CN105778903B - 一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于荧光粉体制备技术领域，尤其涉及一种冷冻干燥辅助燃烧合成硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：（1）按荧光材料化学配比称量原料粉体、PVB粘结剂；（2）将原料粉体与粘结剂加入到叔丁醇溶剂中，球磨，获得混合均匀的浆料；（3）将所得浆料冷冻固化2h至6h；（4）将固化的坯体放置于冷冻干燥机中真空干燥后获得多孔坯体；（5）将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入氮气，引发坯体发生燃烧合成反应。本发明制备的硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体粒径分布均匀，结晶良好，产物间无烧结团聚现象，无需后续破碎处理工序，制备成本上具有显著优势。
Description
技术领域
本发明属于荧光粉体制备技术领域，尤其涉及一种冷冻干燥辅助燃烧合成硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法。
背景技术
硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体具有十分丰富的晶体结构，通过改变激活离子周围的局部晶体结构，可使激活离子能级发生晶体场劈裂，从而获得近紫外和蓝光激发以及丰富的发射光谱，包括红、绿、黄、蓝色发光，因而受到了科学界和产业界的极大关注。
目前，硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的合成制备方法主要包括高温固相反应法、气相还原氮化法、碳热还原氮化法、直接氮化法、燃烧合成方法等，其中燃烧合成方法由于具备成本优势和适于产业化生产而受到广泛关注。对于荧光粉体材料而言，粉体的均匀性和结晶质量是其至关重要的两个评价指标。然而，传统燃烧合成方法，因采用原料粉体直接堆积布料方式，布料时粉体堆积密度不可控且难以获得较高的孔隙率来保证合成粉体的完全氮化与充分生长。通常燃烧合成粉体的形貌均一性差，且难以获得充分发育的高结晶度晶粒。
国内外采用燃烧合成方法制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体已有报道。YouZhou等(You Zhou et al.，″Combustion synthesis of LaSi3N5：Eu2+phosphorpowders″，Journal of the European Ceramic Society 31(2011)151-157.)以LaSi粉、Si粉、Si N粉和Eu O粉为原料，采用燃烧合成方法制备了La Eu Si N荧光粉体；崔猛等(“自蔓延高温合成法制备白光发光二极管用赛隆陶瓷荧光粉”，硅酸盐学报36(2008)54-57.)以Si粉、Al粉、Si N粉、AlN粉、Y O粉、CaO粉，Eu O粉和NH Cl为原料，采用燃烧合成方法制备了Ca-a-SiAlON：Eu和Y-a-SiAlON：Eu荧光粉体；从这些已有报道中不难发现，其燃烧合成工艺路线仍采用原料粉体直接堆积的布料方式，从其报道的结果可以看出，合成产物存在完全氮化困难，粉体的形貌均一性差的问题。Xianqing Piao等(Xianqing Piao et al.，″Preparation of CaAlSiN3：Eu2+Phosphors by the Self-Propagating High-Temperature Synthesis and Their Luminescent Properties″，Chem.Mater.19(2007)45924599.
)以Si、Ca、Al、Eu为原料，利用氩弧熔炼炉将其混合熔炼、研磨后获得CaEuAlSi合金粉，之后利用射频感应炉持续加热6h后制得CaEuAlSiN荧光粉体，从该制备过程可以看出，其并非一般传统燃烧合成范畴，更近似于直接氮化反应。中国专利授权公告号CN101857441 B公开了一种制备b-氮化硅粉体的方法，该方法采用发泡法制备了多孔坯体进行燃烧合成，其通过添加引发剂和催化剂引发浆料中的机单体与交联剂发生交联反应进行固化粉体颗粒，通过将溶剂蒸发后来获得多孔坯体，而大量的高分子有机物仍留在坯体中，该专利是通过生成链状的高分子有机物来稳定多孔结构，本发明人发现在燃烧合成过程中，大量的有机物碳化、蒸发会严重影响合成过程中稀土离子的有效掺杂，另外，化学反应过程复杂，如ph值调节、机单体、交联剂、引发剂、催化剂间的溶度配比等控制因素复杂，因而操作性、稳定性、可重复性低，不适于工业应用。
本发明人期待研发一种合成粒径分布均匀，结晶质量良好的制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的燃烧合成方法。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提供了一种冷冻干燥辅助燃烧制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，其合成的硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体粒径分布均匀，结晶质量良好。
本发明人发现：燃烧合成过程中原料粉体的堆积密度不均匀，粉体间孔隙率不高是产物形貌均一性差、晶粒发育不好的直接原因。冷冻干燥技术常用来制备多孔陶瓷，研究表明通过冷冻干燥技术路线可以制备出孔径分布均匀、可控，粉体原料分布均匀的多孔陶瓷坯体。此外，相较于其他多孔陶瓷制备方法，可以避免在多孔坯体中添加造孔剂或大量高分子有机物，以保证荧光粉体制备过程中稀土离子的稳定掺杂。
本发明所采用的技术方案为：
一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
(1)按荧光材料化学配比称量原料粉体，按原料粉体总质量的0.1-2wt.％称量PVB粘结剂；
(2)将原料粉体与粘结剂加入到叔丁醇溶剂中，在空气中或氮气气氛下球磨，获得混合均匀的浆料；
(3)将所得浆料置于-1OC至-90C的低温环境或低温氮气保护环境中冷冻固化2h至6h；
(4)将固化的坯体放置于冷冻干燥机中真空干燥12h-48h，干燥后获得多孔坯体；
(5)将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入1-8MPa压力的氮气，用通电钨丝点燃引燃剂，引发坯体发生燃烧合成反应，反应后制得粒度分布均匀的高质量硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体材料。
所述步骤(1)中，所述荧光材料的基质材料为硅氮化物(M-Si-N，M＝碱土金属或镧系元素)、硅铝氮化物(M-Si-Al-N)、硅氧氮化物(M-Si-0-N)、硅铝氧氮化物(M-Si-Al-0-N)中的一种或几种。
所述步骤(1)中，所述荧光材料的激活剂为Eu，Ce，Yb中的一种或几种。
所述步骤(1)中，所述原料粉体为Si粉、Al粉、SiN粉、AlN粉、Al O粉、CaO粉、Ca N粉、Eu O粉、Ce O粉、Yb O粉中的一种或几种，具体粉体粒径为：Si粉，粒径D≤10um；Al粉，粒径D≤10um；Si N粉，粒径D≤5um；AlN粉，粒径D≤5um；Al O粉，粒径D≤5um；CaO粉，粒径D≤5um；Ca N粉，粒径D≤5um；Eu O粉，粒径D≤1um；Ce O粉，粒径D≤1um；Yb O粉，粒径D≤1um。
所述步骤(2)中，所述原料粉体的体积与叔丁醇的体积比为1∶9至1∶1之间。
本发明的有益效果为：
1、本发明能够获得原料粉体的均匀布料，保证了合成产物的均匀性和稳定性；
2、本发明能够获得孔径分布均匀、孔隙率在50％至90％之间可控的坯体，同时避免了使用造孔剂和大量的高分子有机添加剂，大量稳定可控的孔隙给晶粒的生长发育提供了充分的空间，避免造孔剂和大量的有机添加剂的使用保证了稀土离子掺杂过程的稳定性；
3、所获得的孔隙均为通孔结构，保证了合成过程中的氮气渗透，无需使用NH Cl或NH F等添加剂便可实现完全氮化；
4、本发明的冷冻干燥工艺简单、操作性、稳定性高；
5、本发明制备的硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体粒径分布均匀，结晶良好，产物间无烧结团聚现象，无需后续破碎处理工序，制备成本上具有显著优势；
6、本发明通过冷冻干燥手段来缓慢去除有机溶剂，通过从浆料中析出的粉体颗粒间相互挤压、吸附作用和少量的粘结剂来稳定多孔结构，另外，本发明避免了一系列复杂的化学反应过程，如ph值调节、机单体、交联剂、引发剂、催化剂间的溶度配比等控制因素，因而操作性、稳定性、可重复性高，适于工业应用。
附图说明
图1为本发明中冷冻干燥后多孔坯体的照片；
图2为本发明中产物Ca-a-Sialon：Eu电镜照片；
图3为本发明中产物b-Sialon：Eu电镜照片；
图4为本发明中产物AlN：Si，Eu电镜照片。
具体实施方式
一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，按照如下步骤进行：
(1)按荧光材料化学配比称量原料粉体，按原料粉体总质量的0.1-2wt.％称量PVB粘结剂；
(2)将原料粉体与粘结剂加入到叔丁醇溶剂中，在空气中或氮气气氛下球磨，以2h至8h为宜，获得混合均匀的浆料；通过湿混，保证了原料粉体间的混合均匀，通过改变原料粉体与叔丁醇的体积比，可以实现对坯体孔隙率的调控；
(3)将所得浆料置于-10℃至-90℃的低温环境或低温氮气保护环境中冷冻固化2h至6h；
(4)将固化的坯体放置于冷冻干燥机中真空干燥12h-48h，干燥后获得多孔坯体；叔丁醇溶剂在-10℃至-90℃的温度下将发生迅速的树枝状凝固结晶，通过控制凝固温度，可以调控树枝状晶体的大小；通过真空干燥处理，凝固的叔丁醇将发生升华变为气体而离开坯体，同时在坯体中留下相应孔隙；通过冷冻干燥手段来缓慢去除有机溶剂，通过从浆料中析出的粉体颗粒间相互挤压、吸附作用和少量的粘结剂可稳定多孔结构；
(5)将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置少量Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入1-8MPa压力的氮气，用通电钨丝点燃引燃剂，引发坯体发生燃烧合成反应，反应后制得粒度分布均匀的高质量硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体材料；在燃烧合成时，坯体中原料粉体的分布十分均匀，保证了合成后产物的均匀性，此外，坯体中孔隙率均匀可控，孔隙率可以高达90％，保证了合成过程中氮气的充分渗透和产物的结晶生长。
步骤(1)中，荧光材料的基质材料为硅氮化物(M-Si-N，M＝碱土金属或镧系元素)、硅铝氮化物(M-Si-Al-N)、硅氧氮化物(M-Si-O-N)、硅铝氧氮化物(M-Si-Al-O-N)中的一种或几种。
步骤(1)中，荧光材料的激活剂为Eu，Ce，Yb中的一种或几种。
步骤(1)中，原料粉体为Si粉、Al粉、Si N粉、AlN粉、Al O粉、CaO粉、Ca N粉、Eu O粉、Ce O粉、Yb O粉中的一种或几种，具体粉体粒径为：Si粉，粒径D≤10um；Al粉，粒径D≤10um；Si N粉，粒径D≤5um；AlN粉，粒径D≤5um；Al O粉，粒径D≤5um；CaO粉，粒径D≤5um；CaN粉，粒径D≤5um；；Eu O粉，粒径D≤1um；Ce O粉，粒径D≤1um；Yb O粉，粒径D≤1um。
步骤(2)中，原料粉体的体积与叔丁醇的体积比为1∶9至1∶1之间，冷冻干燥后获得的多孔坯体孔隙率在90％至50％之间。
冷冻干燥制得的坯体为孔径分布均匀、可控的通孔，坯体在燃烧合成过程中无需使用NH Cl或NH F添加剂可实现完全氮化。
以下用一系列实施例来对本发明进行更为详细的描述，但本发明绝不仅限于这些实施例。
实施例1
一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，该方法步骤如下：
(1)按化学通式：Ca Si Al ON：xEu，其中m值为3.5，n值为0.5，x＝0.08，称取原料。原料粉体为Si粉，粒度D50＝5um；a-Si N粉，粒度D＝1um；Al粉，粒度D＝5um；AlN粉，粒度D＝1um；CaO粉，粒度D＝5um；Ca N粉，粒度D＝5um；Eu O粉，粒度D＝1um；其中Si粉与a-Si N粉质量比为0.65，Al粉与AlN粉质量比为2.6；
(2)称量原料粉体总质量1％的PVB粘结剂；
(3)将原料粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂中，原料粉体的体积与叔丁醇的体积比为15∶85，使用行星式球磨机和氮气保护球磨2h，获得混合均匀浆料；
(4)将所得浆料倒入模具中，抽真空后充入氮气，并置于-30℃的乙醇低温浴中冷冻固化2h；将固化的坯体再放置于冷冻干燥机中真空干燥12h，获得多孔坯体；
(5)将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置少量Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入4MPa压力的氮气，用通电钨丝点燃引燃剂，引发坯体发生燃烧合成反应，反应结束后即制得荧光粉体材料。反应结束后坯体照片如图1所示，产物粉体电镜照片如图2所示。所制得荧光粉体在用450nm的光激发时，荧光光谱的峰值波长为585nm、半峰宽度60nm以上、外部量子效率70％以上。
实施例2
一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，该方法步骤如下：
(1)按化学通式：Si Al ON：xEu，其中Z为0.5，x为0.03，称取原料；原料粉体为Si粉，粒度D＝5um；a-Si N粉，粒度D＝1um；Al O粉，粒度D＝5um；AlN粉，粒度D＝1um；Eu O粉，粒度D＝1um；其中Si粉与a-Si N粉质量比为2.3；
(2)称量原料粉体总质量0.2％的PVB粘结剂；
(3)将原料粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂中，原料粉体的体积与叔丁醇的体积比为3∶7，使用行星式球磨机在氮气保护下球磨8h，获得混合均匀浆料；
(4)将所得浆料倒入模具中并置于-60℃的乙醇低温浴中冷冻固化2h；将固化的坯体再放置于冷冻干燥机中真空干燥24h，获得多孔坯体；
(5)将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置少量Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入7MPa压力的氮气，用通电钨丝点燃引燃剂，引发坯体发生燃烧合成反应，反应结束后即制得荧光粉体材料。产物粉体电镜照片如图3所示。所制得粉体在用450nm的光激发时，荧光光谱的峰值波长为541nm、半峰宽度50nm以上、外部量子效率50％以上。
实施例3
一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，该方法步骤如下：
(1)按化学通式：Al Si Eu N，其中为y为0.03，x为0.003，称取原料；原料粉体为Al粉，粒度D＝5um；AlN粉，粒度D＝1um；Si粉，粒度D＝5um；Eu O粉，粒度D＝1um；其中Al粉与AlN粉质量比为3∶2；
(2)称量原料粉体总质量0.5％的PVB粘结剂；
(3)将原料粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂中，原料粉体的体积与叔丁醇的体积比为1∶4，使用行星式球磨机在氮气保护下球磨8h，获得混合均匀浆料；
(4)将所得浆料倒入模具中并置于-40℃的乙醇低温浴中冷冻固化2h；将固化的坯体再放置于冷冻干燥机中真空干燥12h，获得多孔坯体；
(5)将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置少量Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入5MPa压力的氮气，用通电钨丝点燃引燃剂，引发坯体发生燃烧合成反应，反应结束后即制得荧光粉体材料。产物粉体电镜照片如图4所示。所制得粉体在用327nm的光激发时，荧光光谱的峰值波长为413nm、半峰宽度30nm以上、外部量子效率70％以上。
实施例4
一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，该方法步骤如下：
(1)按化学通式：Ca Eu Si N，其中x为0.04，称取原料；原料粉体为Ca N粉，粒度D＝5um；Si粉，粒度D＝5um；a-Si N粉，粒度D＝1um；Eu O粉，粒度D＝1um；其中Si粉与a-Si N粉质量比为1；
(2)称量原料粉体总质量0.5％的PVB粘结剂；
(3)将原料粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂中，原料粉体的体积与叔丁醇的体积比为1∶4，使用行星式球磨机在氮气保护下球磨2h，获得混合均匀浆料；
(4)将所得浆料倒入模具中并置于-40℃的乙醇低温浴中冷冻固化2h；将固化的坯体再放置于冷冻干燥机中真空干燥12h，获得多孔坯体；
(5)将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置少量Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入5MPa压力的氮气，用通电钨丝点燃引燃剂，引发坯体发生燃烧合成反应，反应结束后即制得荧光粉体材料。所制得粉体在用450nm的光激发时，荧光光谱的峰值波长为618nm和678nm，半峰宽度60nm以上，外部量子效率70％以上。
实施例5
一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，该方法步骤如下：
(1)按化学通式：Ca Eu AlSiN，其中x为0.01，称取原料；原料粉体为Ca N粉，粒度D＝5um；a-Si N粉，粒度D＝1um；Al粉，粒度D＝1um；Eu 0粉，粒度D＝1um；
(2)称量原料粉体总质量0.8％的PVB粘结剂；
(3)将原料粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂中，原料粉体的体积与叔丁醇的体积比为1∶4，使用行星式球磨机在氮气保护下球磨3h，获得混合均匀浆料；
(4)将所得浆料倒入模具中并置于-40℃的乙醇低温浴中冷冻固化2h；将固化的坯体再放置于冷冻干燥机中真空干燥12h，获得多孔坯体；
(5)将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置少量Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入5MPa压力的氮气，用通电钨丝点燃引燃剂，引发坯体发生燃烧合成反应，反应结束后即制得荧光粉体材料。所制得粉体在用450nm的光激发时，荧光光谱的峰值波长为655nm，半峰宽度60nm以上，外部量子效率80％以上。
实施例6
一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，该方法步骤如下：
(1)按化学通式：Ca Si Al ON：xCe，其中m值为2，n值为1，x＝0.05，称取原料。原料粉体为Si粉，粒度D＝5um；a-Si N粉，粒度D＝1um；Al粉，粒度D＝5um；AlN粉，粒度D＝1um；CaO粉，粒度D＝5um；Ce O粉，粒度D＝1um；其中Si粉与a-Si N粉质量比为0.65，Al粉与AlN粉质量比为2.6；
(2)称量原料粉体总质量1％的PVB粘结剂；
(3)将原料粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂中，原料粉体的体积与叔丁醇的体积比为15∶85，使用行星式球磨机和氮气保护球磨6h，获得混合均匀浆料；
(4)将所得浆料倒入模具中，抽真空后充入氮气，并置于-30℃的乙醇低温浴中冷冻固化2h；将固化的坯体再放置于冷冻干燥机中真空干燥12h，获得多孔坯体；
(5)将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置少量Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入4MPa压力的氮气，用通电钨丝点燃引燃剂，引发坯体发生燃烧合成反应，反应结束后即制得荧光粉体材料。所制得荧光粉体在用390nm的光激发时，荧光光谱的峰值波长为495nm、半峰宽度60nm以上，外部量子效率70％以上。
实施例7
一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，该方法步骤如下：
(1)按化学通式：Ca Si Al ON：xYb，其中m值为2，n值为1，x＝0.005，称取原料。原料粉体为Si粉，粒度D＝5um；a-Si N粉，粒度D＝1um；Al粉，粒度D＝5um；AlN粉，粒度D＝1um；Ca0粉，粒度D＝5um；Yb O粉，粒度D＝1um；其中Si粉与a-Si N粉质量比为0.7，Al粉与AlN粉质量比为2.6；
(2)称量原料粉体总质量1％的PVB粘结剂；
(3)将原料粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂中，原料粉体的体积与叔丁醇的体积比为15∶85，使用行星式球磨机和氮气保护球磨6h，获得混合均匀浆料；
(4)将所得浆料倒入模具中，抽真空后充入氮气，并置于-30℃的乙醇低温浴中冷冻固化2h；将固化的坯体再放置于冷冻干燥机中真空干燥12h，获得多孔坯体；
(5)将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置少量Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入4MPa压力的氮气，用通电钨丝点燃引燃剂，引发坯体发生燃烧合成反应，反应结束后即制得荧光粉体材料。所制得荧光粉体在用444nm的光激发时，荧光光谱的峰值波长为549nm、半峰宽度60nm以上，外部量子效率70％以上。
实施例8
一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，该方法步骤如下：
(1)按化学通式：Ca Si Al ON：xEu，其中m值为3.5，n值为0.5，x＝0.08，称取原料。原料粉体为Si粉，粒度D＝10um；a-Si N粉，粒度D＝5um；Al粉，粒度D＝10um；AlN粉，粒度D＝5um；CaO粉，粒度D＝3um；Ca N粉，粒度D＝1um；Eu O粉，粒度D＝0.5um；其中Si粉与a-Si N粉质量比为0.65，Al粉与AlN粉质量比为2.6；
(2)称量原料粉体总质量2％的PVB粘结剂；
(3)将原料粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂中，原料粉体的体积与叔丁醇的体积比为15∶85，使用行星式球磨机和氮气保护球磨2h，获得混合均匀浆料；
(4)将所得浆料倒入模具中，抽真空后充入氮气，并置于-30℃的乙醇低温浴中冷冻固化2h；将固化的坯体再放置于冷冻干燥机中真空干燥12h，获得多孔坯体；
(5)将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置少量Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入8MPa压力的氮气，用通电钨丝点燃引燃剂，引发坯体发生燃烧合成反应，反应结束后即制得荧光粉体材料。所制得荧光粉体在用450nm的光激发时，荧光光谱的峰值波长为580nm、半峰宽度60nm以上、外部量子效率70％以上。
实施例9
一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，该方法步骤如下：
(1)按化学通式：Si Al ON：xEu，其中Z为0.5，x为0.03，称取原料；原料粉体为Si粉，粒度D＝3um；a-Si N粉，粒度D＝3um；Al O粉，粒度D＝1um；AlN粉，粒度D＝2um；Eu O粉，粒度D＝1um；其中Si粉与a-Si N粉质量比为2.3；
(2)称量原料粉体总质量0.2％的PVB粘结剂；
(3)将原料粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂中，原料粉体的体积与叔丁醇的体积比为3∶7，使用行星式球磨机在氮气保护下球磨8h，获得混合均匀浆料；
(4)将所得浆料倒入模具中并置于-40℃的乙醇低温浴中冷冻固化4h；将固化的坯体再放置于冷冻干燥机中真空干燥24h，获得多孔坯体；
(5)将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置少量Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入7MPa压力的氮气，用通电钨丝点燃引燃剂，引发坯体发生燃烧合成反应，反应结束后即制得荧光粉体材料。所制得粉体在用450nm的光激发时，荧光光谱的峰值波长为545nm、半峰宽度50nm以上、外部量子效率50％以上。
实施例10
一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，该方法步骤如下：
(1)按化学通式：Si Al ON：xEu，其中Z为0.5，x为0.03，称取原料；原料粉体为Si粉，粒度D＝5um；a-Si N粉，粒度D＝1um；Al O粉，粒度D＝5um；AlN粉，粒度D＝1um；Eu O粉，粒度D＝1um；其中Si粉与a-Si N粉质量比为2.3；
(2)称量原料粉体总质量0.1％的PVB粘结剂；
(3)将原料粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂中，原料粉体的体积与叔丁醇的体积比为1∶1，使用行星式球磨机在氮气保护下球磨8h，获得混合均匀浆料；
(4)将所得浆料倒入模具中并置于-90℃的乙醇低温浴中冷冻固化2h；将固化的坯体再放置于冷冻干燥机中真空干燥24h，获得多孔坯体；
(5)将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置少量Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入1MPa压力的氮气，用通电钨丝点燃引燃剂，引发坯体发生燃烧合成反应，反应结束后即制得荧光粉体材料。所制得粉体在用450nm的光激发时，荧光光谱的峰值波长为543nm、半峰宽度60nm以上、外部量子效率60％以上。
实施例11
一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，该方法步骤如下：
(1)按化学通式：Al Si Eu N，其中为y为0.03，x为0.003，称取原料；原料粉体为Al粉，粒度D＝5um；AlN粉，粒度D＝1um；Si粉，粒度D＝5um；Eu O粉，粒度D＝1um；其中Al粉与AlN粉质量比为3∶2；
(2)称量原料粉体总质量0.5％的PVB粘结剂；
(3)将原料粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂中，原料粉体的体积与叔丁醇的体积比为1∶9，使用行星式球磨机在氮气保护下球磨8h，获得混合均匀浆料；
(4)将所得浆料倒入模具中并置于-10℃的乙醇低温浴中冷冻固化6h；将固化的坯体再放置于冷冻干燥机中真空干燥48h，获得多孔坯体；
(5)将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置少量Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入5MPa压力的氮气，用通电钨丝点燃引燃剂，引发坯体发生燃烧合成反应，反应结束后即制得荧光粉体材料。所制得粉体在用327nm的光激发时，荧光光谱的峰值波长为410nm、半峰宽度50nm以上、外部量子效率70％以上。
以上对本发明的11个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (2)
1.一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
(1)按荧光材料化学配比称量原料粉体，按原料粉体总质量的0.1-2wt.％称量PVB粘结剂；
(2)将原料粉体与粘结剂加入到叔丁醇溶剂中，在空气中或氮气气氛下球磨，获得混合均匀的浆料；
(3)将所得浆料置于-10℃至-90℃的低温环境或低温氮气保护环境中冷冻固化2h至6h；
(4)将固化的坯体放置于冷冻干燥机中真空干燥12h-48h，干燥后获得多孔坯体；
(5)将多孔坯体置于燃烧合成反应釜中，在坯体前端上表面放置Ti粉作为引燃剂，抽真空后充入3-8MPa压力的氮气，用通电钨丝点燃引燃剂，引发坯体发生燃烧合成反应，反应后制得粒度分布均匀的高质量硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体材料；
所述步骤(1)中，所述荧光材料的基质材料为硅氮化物M-Si-N、硅铝氮化物M-Si-Al-N、硅氧氮化物M-Si-O-N、硅铝氧氮化物M-Si-Al-O-N中的一种或几种，其中M＝碱土金属或镧系元素；
所述步骤(1)中荧光材料的激活剂为Eu2+，Ce3+，Yb2+中的一种或几种；
所述步骤(2)中，所述原料粉体的体积与叔丁醇的体积比为1：9至1：1之间；
所述步骤(4)多孔坯体的孔隙率为90％～50％。
2.根据权利要求1所述的一种制备硅铝基氮化物或氮氧化物荧光粉体的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述原料粉体为Si粉、Al粉、Si3N4粉、AlN粉、Al2O3粉、CaO粉、Ca3N2粉、Eu2O3粉、Ce2O3粉、Yb2O3粉中的一种或几种，具体粉体粒径为：Si粉，粒径D50≤10um；Al粉，粒径D50≤10um；Si3N4粉，粒径D50≤5um；AlN粉，粒径D50≤5um；Al2O3粉，粒径D50≤5um；CaO粉，粒径D50≤5um；Ca3N2粉，粒径D50≤5um；Eu2O3粉，粒径D50≤1um；Ce2O3粉，粒径D50≤1um，Yb2O3粉，粒径D50≤1um。
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