CN110591710A - 一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉及其制备方法 - Google Patents

一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110591710A
CN110591710A CN201810619657.4A CN201810619657A CN110591710A CN 110591710 A CN110591710 A CN 110591710A CN 201810619657 A CN201810619657 A CN 201810619657A CN 110591710 A CN110591710 A CN 110591710A
Authority
CN
China
Prior art keywords
terbium
heavily doped
doped gallium
fluorescent powder
green fluorescent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810619657.4A
Other languages
English (en)
Inventor
张绍安
李振彰
居桂方
李杨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Maritime University
Original Assignee
Guangzhou Maritime University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou Maritime University filed Critical Guangzhou Maritime University
Priority to CN201810619657.4A priority Critical patent/CN110591710A/zh
Publication of CN110591710A publication Critical patent/CN110591710A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7743—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing terbium
    • C09K11/775—Germanates

Abstract

本发明公开了一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉，其化学式为Sr2(1‑x)M3TbGe3O14：xTb3+(M＝Al,Ga)，其中M＝Ga与Al，0≤x≤0.30，x为Tb3+离子占据二价Sr离子的相对摩尔数。本发明还公开了一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉的制备方法。本发明的优点在于：(1)、该材料的制备工艺简单、目标产物颗粒均匀；(2)、本发明制备的样品在激光激发下发射出明亮的绿色荧光；(3)、该种绿色荧光粉不存在温度淬灭现象，随着温度的升高，发光强度反而加强，具有优异的抗热淬灭性能；(4)、在该基质中，铽可以实现重掺杂，具有较高的量子饱和吸收率。

Description

一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉及 其制备方法
技术领域
本发明涉及光致发光的无机发光材料技术领域，尤其涉及一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉及其制备方法。
背景技术
目前，激光二极管(LD)白光照明作为照明领域新兴技术，已成为LED产业升级日益关注的焦点，在汽车车头灯、投影机、数字院线、舞台灯、大屏拼接等特殊领域具有重要的应用前景。在激光显示技术中，作为激发光源的LED芯片将被具有更高功率的LD发射单元所取代，高能量密度的LD光源能够提供更高的激发光功率密度，从而大幅提升光源照明亮度。虽然LED照明技术一直在进步，但受限于蓝光芯片的最大光通量、光照能度密度等问题，不能进一步满足市场对高亮度显示设备的要求。
激光照明技术最早被宝马公司实现，其团队“激光车灯-引领安全与未来”(由欧司朗与宝马联合组成)荣获2016年德国技术与创新最高奖项“德国未来奖”正式提名，充分证明了激光照明在汽车大灯领域的超前应用。宝马在其i8概念车上搭载的激光照明大灯比LED大灯亮1000倍，同时体积更小、更节能、照射距离更远。其次， LD照明为前大灯设计开启了全新的可能，其卓越性能不仅能使驾驶者广泛受益，而且能够显著提高道路安全水平。对此欧司朗、奥迪、松下等都不约而同地投入到激光照明车前大灯的研发中。同时，诺贝尔奖获得者中村修二多次提及激光照明技术必将引领全球照明与显示产业的发展趋势。虽然激光照明的研究起步不久，但已预示着激光照明将引领照明技术变革。因此，激光照明这一创新性技术必将推动我国照明与显示产业整体发展与产业升级，必能为我国经济发展培育新的增加点。
从研究者们的研究成果，我们不难发现荧光玻璃复合材料中采用的荧光粉都是目前与蓝光LED匹配的商用YAG黄粉或者氮化物发光材料。厦门大学解荣军教授研究发现氮氧化合物黄粉以及氮化物红粉在 LD高能量密度激发下都会达到饱和吸收，若继续增加LD激发功率，其发光效率反而降低。铝酸盐商用黄色荧光粉(Y3Al5O12：Ce)在高能量密度激光激发下也呈现热淬灭现象，随着温度的升高发光强度显著下降。在本发明中，研究发现在镓锗酸盐基质中可以实现铽(Tb)的重掺杂，具有较好的量子饱和吸收率。该种绿色荧光粉不存在温度淬灭现象，随着温度的升高，发光强度反而加强，具有优异的抗热淬灭性能。因此这种绿色荧光粉在激光照明应用方面具有潜在的应用价值。为此，我们提出了一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉及其制备方法。
发明内容
本发明提出了一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提出了一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉，其化学式为Sr2(1-x)M3TbGe3O14：xTb3+(M＝Al,Ga)，其中M＝Ga与Al，0≤x≤0.30，x为Tb3+离子占据二价Sr离子的相对摩尔数。
优选的，所述的二价锶(Sr)离子主要来源于硝酸盐、碳酸盐或者二者的混合物，镓(Ga)元素主要来源于其氧化物，铝(Al)元素主要来源于其氧化物；锗元素(Ge)主要来源于硝酸盐，诸如磷酸二氢氨、磷酸氢二氨或者二者混合物；稀土铽元素主要来源于其氧化物。
优选的，以Sr2-xGa3TbGe3O14：xTb3+为基体材料的基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉的制备方法，包括如下步骤：
S1、称量原料：选取SrCO3，Ga2O3，GeO2与Tb4O7，各原料对应的摩尔比为2-x：3：3：3+x(0≤x≤0.1)；
S2、合成样品：准确称取S1中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500-800摄氏度下保温2-5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀,然后放进高温管式炉中,在1200-1500 摄氏度下空气环境中保温6-8小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料Sr2-xGa3TbGe3O14：xTb3+。
优选的，SrCO3，Ga2O3，GeO2与Tb4O7的纯度等级均为分析纯。
优选的，以Sr2-xAl3TbGe3O14：xTb3+为基体材料的基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉的制备方法，包括如下步骤：
A、称量原料：选取SrCO3，Al2O3，GeO2与Tb4O7，各原料对应的摩尔比为2-x：3：3：3+x(0≤x≤0.1)；
B、合成样品：准确称取A中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500-800摄氏度下保温2-5个小时，自然冷却至室温。所得产物再次研磨均匀,然后放进高温管式炉中,在1200-1500 摄氏度下空气环境中保温6-8小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料Sr2-xAl3TbGe3O14：xTb3+。
优选的，SrCO3，Al2O3，GeO2与Tb4O7的纯度等级均为分析纯。
本发明的优点与有益效果：
(1)、该材料的制备工艺简单、目标产物颗粒均匀。
(2)、本发明制备的样品在激光激发下发射出明亮的绿色荧光。
(3)、该种绿色荧光粉不存在温度淬灭现象，随着温度的升高，发光强度反而加强，具有优异的抗热淬灭性能。
(4)、在该基质中，铽(Tb)可以实现重掺杂，具有较高的量子饱和吸收率。
因此这种绿色荧光粉在激光照明应用方面具有潜在的应用价值。
附图说明
图1为本发明中发光材料的Sr2-xM3TbGe3O14：xTb3+(M＝Al,Ga)的 XRD图谱；
图2为本发明中发光材料的Sr1.95Ga3TbGe3O14：0.05Tb3+发射光谱；
图3为本发明中发光材料的Sr1.95Ga3TbGe3O14：0.05Tb3+放射光谱积分强度与温度的关系。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
参考图1-3，本发明提出了一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉，其化学式为Sr1.95Ga3TbGe3O14：0.05Tb3+化学式为基础，各个化学元素严格按照摩尔比Sr：Ga：Tb：Ge＝1.95：3： 1.05：3。
所述的二价锶(Sr)离子主要来源于硝酸盐、碳酸盐或者二者的混合物，镓(Ga)元素主要来源于其氧化物，铝(Al)元素主要来源于其氧化物；锗元素(Ge)主要来源于硝酸盐，诸如磷酸二氢氨、磷酸氢二氨或者二者混合物；稀土铽元素主要来源于其氧化物。
以Sr1.95Ga3TbGe3O14：0.05Tb3+为基体材料的基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉的制备方法，包括如下步骤：
S1、称量原料：以2mmol目标产物Sr1.95Ga3TbGe3O14：0.05Tb3+为例，根据以上摩尔比分别称取0.576g的SrCO3，0.562g的Ga2O3，0.392g 的Tb4O7和0.628g的GeO2；
S2、合成样品：准确称取S1中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500-800摄氏度下保温2-5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀,然后放进高温管式炉中,在1200-1500 摄氏度下空气环境中保温6-8小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料。
SrCO3，Ga2O3，GeO2与Tb4O7的纯度等级均为分析纯。
实施例2
参考图1-3，本发明提出了一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉，其化学式为Sr1.95Ga3TbGe3O14：0.05Tb3+化学式为基础，各个化学元素严格按照摩尔比Sr：Al：Tb：Ge＝1.95：3： 1.05：3。
所述的二价锶(Sr)离子主要来源于硝酸盐、碳酸盐或者二者的混合物，镓(Ga)元素主要来源于其氧化物，铝(Al)元素主要来源于其氧化物；锗元素(Ge)主要来源于硝酸盐，诸如磷酸二氢氨、磷酸氢二氨或者二者混合物；稀土铽元素主要来源于其氧化物。
以Sr1.95Al3TbGe3O14：0.05Tb3+为基体材料的基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉的制备方法，包括如下步骤：
A、称量原料：以2mmol目标产物Sr1.95Al 3TbGe3O14：0.05Tb3+为例，根据以上摩尔比分别称取0.576g的SrCO3，0.306g的Al2O3， 0.392g的Tb4O7和0.628g的GeO2；
B、合成样品：准确称取A中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500-800摄氏度下保温2-5个小时，自然冷却至室温。所得产物再次研磨均匀,然后放进高温管式炉中,在1200-1500 摄氏度下空气环境中保温6-8小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料。
SrCO3，Al2O3，GeO2与Tb4O7的纯度等级均为分析纯。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉，其特征在于，其化学式为Sr2(1-x)M3TbGe3O14：xTb3+(M＝Al,Ga)，其中M＝Ga与Al，0≤x≤0.30，x为Tb3+离子占据二价Sr离子的相对摩尔数。
2.根据权利要求1所述的基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉，其特征在于，所述的二价锶(Sr)离子主要来源于硝酸盐、碳酸盐或者二者的混合物，镓(Ga)元素主要来源于其氧化物，铝(Al)元素主要来源于其氧化物；锗元素(Ge)主要来源于硝酸盐，诸如磷酸二氢氨、磷酸氢二氨或者二者混合物；稀土铽元素主要来源于其氧化物。
3.根据权利要求2所述的基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉，其特征在于，以Sr2-xGa3TbGe3O14：xTb3+为基体材料的基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉的制备方法，包括如下步骤：
S1、称量原料：选取SrCO3，Ga2O3，GeO2与Tb4O7，各原料对应的摩尔比为2-x：3：3：3+x(0≤x≤0.1)；
S2、合成样品：准确称取S1中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500-800摄氏度下保温2-5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀,然后放进高温管式炉中,在1200-1500摄氏度下空气环境中保温6-8小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料Sr2-xGa3TbGe3O14：xTb3+。
4.根据权利要求3所述的基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉，其特征在于，SrCO3，Ga2O3，GeO2与Tb4O7的纯度等级均为分析纯。
5.根据权利要求2所述的基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉，其特征在于，以Sr2-xAl3TbGe3O14：xTb3+为基体材料的基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉的制备方法，包括如下步骤：
A、称量原料：选取SrCO3，Al2O3，GeO2与Tb4O7，各原料对应的摩尔比为2-x：3：3：3+x(0≤x≤0.1)；
B、合成样品：准确称取A中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500-800摄氏度下保温2-5个小时，自然冷却至室温。所得产物再次研磨均匀,然后放进高温管式炉中,在1200-1500摄氏度下空气环境中保温6-8小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料Sr2-xAl3TbGe3O14：xTb3+。
6.根据权利要求5所述的基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉，其特征在于，SrCO3，Al2O3，GeO2与Tb4O7的纯度等级均为分析纯。
CN201810619657.4A 2018-06-13 2018-06-13 一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉及其制备方法 Pending CN110591710A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810619657.4A CN110591710A (zh) 2018-06-13 2018-06-13 一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810619657.4A CN110591710A (zh) 2018-06-13 2018-06-13 一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110591710A true CN110591710A (zh) 2019-12-20

Family

ID=68849543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810619657.4A Pending CN110591710A (zh) 2018-06-13 2018-06-13 一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110591710A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114836211A (zh) * 2022-05-11 2022-08-02 合肥工业大学 一种Cu离子掺杂镓锗酸盐基绿色长余辉材料及其制备方法
CN115991993A (zh) * 2022-12-09 2023-04-21 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所 一种防伪用钠镥镓锗石榴石基绿光荧光粉及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002212553A (ja) * 2001-01-19 2002-07-31 Kasei Optonix Co Ltd 真空紫外線用燐酸ランタン蛍光体及び希ガス放電ランプ
CN102703078A (zh) * 2012-06-25 2012-10-03 重庆文理学院 一种二次激发型黄绿色荧光粉及其制备方法
CN106544024A (zh) * 2016-11-08 2017-03-29 河北利福光电技术有限公司 一种镓铝酸盐荧光粉及其制备方法
CN106995702A (zh) * 2017-03-10 2017-08-01 广东工业大学 一种镓锗酸盐基深红色发光材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002212553A (ja) * 2001-01-19 2002-07-31 Kasei Optonix Co Ltd 真空紫外線用燐酸ランタン蛍光体及び希ガス放電ランプ
CN102703078A (zh) * 2012-06-25 2012-10-03 重庆文理学院 一种二次激发型黄绿色荧光粉及其制备方法
CN106544024A (zh) * 2016-11-08 2017-03-29 河北利福光电技术有限公司 一种镓铝酸盐荧光粉及其制备方法
CN106995702A (zh) * 2017-03-10 2017-08-01 广东工业大学 一种镓锗酸盐基深红色发光材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
O. A. LIPINA ET AL.,: "Synthesis, Crystal Structure, and Luminescence Propertiesof CaY2Ge3O10:Ln3+, Ln=Eu, Tb", 《OPTICS AND SPECTROSCOPY》 *
QIANG WANG ET AL.,: "The synthesis and the luminescence properties of Sr2Ga3La1-xDyxGe3O14", 《PHYSICA B: PHYSICS OF CONDENSED MATTER》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114836211A (zh) * 2022-05-11 2022-08-02 合肥工业大学 一种Cu离子掺杂镓锗酸盐基绿色长余辉材料及其制备方法
CN114836211B (zh) * 2022-05-11 2023-08-18 合肥工业大学 一种Cu离子掺杂镓锗酸盐基绿色长余辉材料及其制备方法
CN115991993A (zh) * 2022-12-09 2023-04-21 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所 一种防伪用钠镥镓锗石榴石基绿光荧光粉及其制备方法
CN115991993B (zh) * 2022-12-09 2024-01-26 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所 一种防伪用钠镥镓锗石榴石基绿光荧光粉及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shang et al. How to produce white light in a single-phase host?
Wu et al. Bismuth activated high thermal stability blue-emitting phosphor Na 2 Y 2 B 2 O 7: Bi used for near-UV white-light LEDs
US7648650B2 (en) Aluminum-silicate based orange-red phosphors with mixed divalent and trivalent cations
Zhang et al. High efficiency and broadband blue-emitting NaCaBO3: Ce3+ phosphor for NUV light-emitting diodes
Mao et al. Tricolor emission Ca3Si2O7: Ln (Ln Ce, Tb, Eu) phosphors for near-UV white light-emitting-diode
Yang et al. Luminescence properties of phosphate phosphor Ba3Y (PO4) 3: Sm3+
Guo et al. A tunable warm-white-light Sr 3 Gd (PO 4) 3: Eu 2+, Mn 2+ phosphor system for LED-based solid-state lighting
Guo et al. Two-color emitting of Eu2+ and Mn2+ co-doped Sr2Mg3P4O15 for UV LEDs
Xu et al. Preparation and luminescence properties of orange–red Ba3Y (PO4) 3: Sm3+ phosphors
Sun et al. Luminescence properties and energy transfer investigations of Sr2B2O5: Ce3+, Tb3+ phosphors
Chen et al. Low thermal quenching and high-efficiency Ce3+, Tb3+-co-doped Ca3Sc2Si3O12 green phosphor for white light-emitting diodes
Dillip et al. The luminescence and structural characteristics of Eu3+-doped NaSrB5O9 phosphor
Lv et al. A potential single-phased emission-tunable silicate phosphor Ca3Si2O7: Ce3+, Eu2+ excited by ultraviolet light for white light emitting diodes
CN102391861B (zh) 一种氮化合物发光材料及其制法以及由其制成的照明光源
Wang et al. A white emitting phosphor BaMg2 (PO4) 2: Ce3+, Mn2+, Tb3+: luminescence and energy transfer
Zhang et al. Sr3. 5Mg0. 5Si3O8Cl4: Eu2+ bluish–green-emitting phosphor for NUV-based LED
Ju et al. Photoluminescence properties of color-tunable SrMgAl10O17: Eu2+, Mn2+ phosphors for UV LEDs
Zhu et al. Phase transformation and luminescence properties of Y2. 94Al5-xGaxO12: 0.06 Ce3+ phosphors
JP5752257B2 (ja) 窒素化合物発光材料及びそれによって製造された白色ｌｅｄ照明光源
Kohale et al. Eu2+ luminescence in SrCaP2O7 pyrophosphate phosphor
Sun et al. Tunable luminescence of Ce3+/Mn2+-coactivated Sr3Gd (PO4) 3 with efficient energy transfer for white-light-emitting diode
CN110591710A (zh) 一种基于激光照明应用的铽重掺杂的镓锗酸盐绿色荧光粉及其制备方法
CN101899304B (zh) 一种掺铕的锶铝硅系氮氧化物复合荧光粉及其制备方法
Ruan et al. Preparation and properties of Eu 2+/Eu 3+ co-activated Ca 9 Lu (PO 4) 7 phosphors for multichannel photoluminescence
CN103396800B (zh) 一种硼铝酸盐基蓝色荧光粉、制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20191220