CN108865122B - 一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉及其制备方法 - Google Patents

一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉及其制备方法，属于稀土发光材料技术领域，其表示成分及摩尔组成的化学式为Ca19.96‑ 2xAl26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,xTb3+,(0.2+x)A+，其中，A+为电荷补偿剂，为Li、Na或K；x表示铽离子掺杂的摩尔数，0≤x≤0.4。本发明是采用高温固相法合成一系列荧光粉，合成上述产品时使用相应的氧化物、氢氧化物、硝酸盐、碳酸盐等为原料，在N2、H2混合气体的还原气氛下于1350℃～1400℃煅烧2～3h，冷却后处理得到铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉。本发明制得的荧光粉具有吸收范围广、发射强度高、热稳定性强，可与紫外LED芯片结合制备高发光性能白光LED，具有良好的应用前景。

Description

一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉及其制备方法
技术领域
本发明属于稀土发光材料技术领域，具体涉及一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉及其制备方法。
背景技术
近年来，固态照明光源发光二极管(LED)由于其使用寿命长、高效、节能、绿色环保无污染等优点，受到世界各国的广泛关注。目前，主要的白光LED实现方式是将LED芯片与荧光粉组合，利用LED芯片激发荧光粉混合形成白光。具体方式有两种:一是用蓝光LED激发发射黄光的荧光粉，二是用近紫外LED激发红、绿、蓝三种荧光粉。1996年，日本日亚公司推出了Y3Al5O12：Ce荧光粉+蓝光芯片的组合，这一研究成果的出现，成为了蓝光芯片与黄色荧光粉的组合实现白光LED最广泛、应用层面最广的方式，已经成为各大企业厂家主要使用的方法。该方式技术十分成熟，并且实现商业化多年，至今仍占据的大量市场。然而由于蓝光芯片激发的荧光粉需要吸收的波长为420～470nm的可见光，符合该条件的荧光粉少之又少。相比之下，紫外光波长小、能量高，受激发产生可见光的荧光粉种类较多，且发光性质稳定，故紫外LED芯片+三色荧光粉的方式实现白光具有优秀的发展前景。而目前能被紫外光高效激发的白光成分中单一基质的蓝绿色荧光粉还很少，因此本专利提供一种可实现被紫外激发的铈、铽共掺激活的硅铝酸盐高效荧光粉，改变掺杂铽的含量可实现从蓝光到绿光的多色发光荧光粉。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可被紫外光激发、具有良好发光性能和热稳定性的用于白光LED的铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉及其制备方法，该蓝绿色荧光粉可以作为白光LED的光转换材料。
本发明所述的铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉，其特征在于：其表示成分及摩尔组成的化学式为Ca19.96-2xAl26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,xTb3+,(0.2+x)A+，其中，A+为电荷补偿剂，为Li、Na或K；x表示铽离子掺杂的摩尔数，0≤x≤0.4。
本发明所述的铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉的制备方法，其步骤如下：
(1)按化学式Ca19.96-2xAl26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,xTb3+,(0.2+x)A+，称取所需摩尔量的反应物转移入玛瑙研钵中，在玛瑙研钵中加入与原料体积相同的乙醇，研磨后混合均匀；
其中含Ca的反应物为氧化钙(CaO)、硝酸钙(Ca(NO3)2·4H2O)、氢氧化钙(Ca(OH)2)或碳酸钙(CaCO3)中至少一种；
含Mg的反应物为氧化镁(MgO)、硝酸镁(Mg(NO3)2·6H2O)、氢氧化镁(Mg(OH)2)或碳酸镁(MgCO3)中至少一种；
含Al的反应物为三氧化二铝(A12O3)或硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)中至少一种；
含Si的反应物为二氧化硅(SiO2)；
含A+离子的反应物为碳酸锂(Li2CO3)、碳酸钾(K2CO3)、碳酸钠(Na2CO3)中至少一种；
含铈、铽的反应物为氧化物(CeO2，Tb4O7)、硝酸盐(Ce(NO3)3·6H2O，Tb(NO3)3·6H2O)、氢氧化物(Ce(OH)3，Tb(OH)3)或碳酸盐(Ce2(CO3)3，Tb2(CO3)3)中至少一种；
(2)将步骤(1)混合均匀的反应物在N2和H2混合气体的还原气氛下煅烧，N2和H2混合气体中H2的体积分数为5～10％，煅烧温度为1350～1400℃，煅烧时间为2～3h；
(3)将步骤(2)产物在N2和H2混合气体的还原气氛中降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉。
该荧光粉能被320～390nm范围内的紫外光和近紫外光有效激发，吸收范围广、发射强度高、热稳定性和色稳定性优良，可与紫外LED芯片结合制备高发光性能白光LED，是一种具备良好发光特性和稳定性的光转换材料。本发明所方法具有原料易得、工艺流程简单、制备成本低廉、可批量生产等特点，本发明制得的荧光粉具有良好的应用前景。
附图说明
图1为荧光粉Ca19.96Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.2Li+的激发光谱(监测波长为541nm)。
图2为荧光粉Ca19.96Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.2Li+的发射光谱(激发波长为374nm)。
图3为荧光粉Ca19.94Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.1Tb3+,0.3Li+的激发光谱(监测波长为541nm)。
图4为荧光粉Ca19.94Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.1Tb3+,0.3Li+的发射光谱(激发波长为374nm)。
图5为荧光粉Ca19.92Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.2Tb3+,0.4Li+的激发光谱(监测波长为541nm)。
图6为荧光粉Ca19.92Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.2Tb3+,0.4Li+的发射光谱(激发波长为374nm)。
图7为荧光粉Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+的激发光谱(监测波长为541nm)。
图8为荧光粉Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+的发射光谱(激发波长为374nm)。
图9为荧光粉Ca19.88Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.4Tb3+,0.6Li+的激发光谱(监测波长为541nm)。
图10为荧光粉Ca19.88Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.4Tb3+,0.6Li+的发射光谱(激发波长为374nm)。
图11为荧光粉Ca19.94Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.1Tb3+,0.3Li+的变温光谱图(温度变化范围：25℃～150℃)。
图12为荧光粉Ca19.94Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.1Tb3+,0.3Li+的发光强度随温度变化图(温度变化范围：25℃～150℃)。
图13为荧光粉Ca19.96-2xAl26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,xTb3+,(0.2+x)Li+的色度坐标图，其中点1对应：x＝0.0；点2对应：x＝0.1；点3对应：x＝0.2；点4对应：x＝0.3；点5对应：x＝0.4。
如图所示，在374nm激发下Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+的发射光谱既包含有Ce3+的蓝光区宽带发射又包含Tb3+的窄带绿光发射。随着Tb3+的掺杂浓度从x＝0.1逐渐增加，Tb3+的发光强度逐渐增强，掺杂浓度为x＝0.3时发光强度最强，之后随着掺杂浓度的进一步增加，发光强度减弱，发射光颜色也逐渐从蓝光到蓝绿最后到绿光区，实现多色发光，说明该荧光粉是可应用于白光LED可调光颜色的蓝绿色荧光粉。
如图所示，在374nm激发下Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+的不同温度监测下发射光谱，随着温度的升高发光强度减弱，在150℃时达到常温(25℃)下发光强度82％。说明该荧光粉具有优良热稳定，是可应用于白光LED商业照明的蓝绿色荧光粉。
如图所示，在色度坐标图中，随着Tb3+的掺杂浓度的逐渐增加，荧光粉Ca19.96- 2xAl26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,xTb3+,0.2+xLi+的色度坐标逐渐从蓝光区经过冷白光区最终到达绿光区，说明该荧光粉可以通过调节Tb3+的掺杂浓度，实现从蓝光区到绿光区的多色发光。
具体实施方式
实施例1:Ca19.96Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.2Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9809g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Li2CO3(分析纯)0.0037g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.3877g，样品在365nm紫外灯下发蓝光。
实施例2:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4114g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例3:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaO(分析纯)0.5325g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4110g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例4:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取Ca(NO3)2·4H2O(分析纯)2.8337g、A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4118g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例5:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取Ca(OH)2(分析纯)0.7037g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4110g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例6:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，Al(NO3)3·9H2O(分析纯)2.4364g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4114g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例7:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，Mg(NO3)2·6H2O(分析纯)0.3866g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4116g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例8:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgCO3(分析纯)0.1268g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4117g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例9:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，Mg(OH)2(分析纯)0.0876g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4109g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例10:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，CeO2(99.99％)0.0116g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4113g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例11:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce(NO3)3·6H2O(99.99％)0.0294g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4121g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例12:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce(OH)3(99.99％)0.0129g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4112g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例13:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb(NO3)3·6H2O(99.99％)0.0170g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4115g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例14:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb(OH)3(99.99％)0.0079g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4111g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例15:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb2(CO3)3(99.99％)0.0186g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4114g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例16:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Na+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Na2CO3(分析纯)0.0132g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4119g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例17:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5K+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，K2CO3(分析纯)0.0172g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4115g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例18:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2.5小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4113g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例19:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧3小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4119g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例20:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下5％(体积)H2、95％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4114g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例21:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1375℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4108g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例22:Ca19.90Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.3Tb3+,0.5Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9509g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0280g，Li2CO3(分析纯)0.0092g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1400℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4114g，样品在365nm紫外灯下发绿光。
实施例23:Ca19.94Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.1Tb3+,0.3Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9709g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0093g，Li2CO3(分析纯)0.0055g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.3959g，样品在365nm紫外灯下发蓝光。
实施例24:Ca19.92Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.2Tb3+,0.4Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9609g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0187g，Li2CO3(分析纯)0.0074g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4038g，样品在365nm紫外灯下发白光。
实施例25:Ca19.88Al26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,0.4Tb3+,0.6Li+；
称取CaCO3(分析纯)0.9409g，A12O3(分析纯)0.6627g，MgO(分析纯)0.0604g，SiO2(分析纯)0.0902g，Ce2(CO3)3(99.99％)0.0230g，Tb4O7(99.99％)0.0373g，Li2CO3(分析纯)0.0111g。将上述原料在玛瑙研钵中，加入与原料量体积相同的乙醇，研磨30分钟，使原料充分混合。将混合均匀的反应物转移入刚玉坩埚，放入高温管式炉内，在1350℃下10％(体积)H2、90％(体积)N2混合气体中煅烧2小时。在高温管式炉内还原气氛下降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到所需荧光粉，质量为1.4196g，样品在365nm紫外灯下发绿光。

Claims (9)

1.一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉，其特征在于：其表示成分及摩尔组成的化学式为Ca19.96-2xAl26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,xTb3+,(0.2+x)A+，其中，A+为电荷补偿剂，为Li、Na或K；x表示铽离子掺杂的摩尔数，0.1≤x≤0.4。
2.权利要求1所述的一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉的制备方法，其步骤如下：
(1)按化学式Ca19.96-2xAl26Mg3Si3O68:0.2Ce3+,xTb3+,(0.2+x)A+，称取所需摩尔量的反应物转移入玛瑙研钵中，在玛瑙研钵中加入与原料体积相同的乙醇，研磨后混合均匀；
(2)将步骤(1)混合均匀的反应物在N2和H2混合气体的还原气氛下煅烧，N2和H2混合气体中H2的体积分数为5～10％，煅烧温度为1350～1400℃，煅烧时间为2～3h；
(3)将步骤(2)产物在N2和H2混合气体的还原气氛中降到室温，将煅烧得到的块状样品在玛瑙研钵中研磨成粉末，即得到铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉。
3.如权利要求2所述的一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉的制备方法，其特征在于：含Ca的反应物为CaO、Ca(NO3)2·4H2O、Ca(OH)2或CaCO3中的至少一种。
4.如权利要求2所述的一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉的制备方法，其特征在于：含Mg的反应物为MgO、Mg(NO3)2·6H2O、Mg(OH)2或MgCO3中的至少一种。
5.如权利要求2所述的一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉的制备方法，其特征在于：含Al的反应物为Al2O3或Al(NO3)3·9H2O中的至少一种。
6.如权利要求2所述的一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉的制备方法，其特征在于：含Si的反应物为SiO2。
7.如权利要求2所述的一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉的制备方法，其特征在于：含A+离子的反应物为Li2CO3、K2CO3、Na2CO3中的至少一种。
8.如权利要求2所述的一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉的制备方法，其特征在于：含铈的反应物为CeO2、Ce(NO3)3·6H2O、Ce(OH)3、Ce2(CO3)3中的至少一种。
9.如权利要求2所述的一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉的制备方法，其特征在于：含铽的反应物为Tb4O7、Tb(NO3)3·6H2O、Tb(OH)3、Tb2(CO3)3中的至少一种。
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