CN113717721A - 一种紫光激发的橙红色荧光粉及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及荧光粉制备技术领域，尤其是涉及一种紫光激发的橙红光荧光粉及其制备方法与应用；该荧光粉属于BaO‑Sc2O3‑Ce2O3体系，其中各个氧化物的质量百分比为：51.93％≤BaO≤52.37％，46.95％≤Sc2O3≤47.34％，0.28％≤Ce2O3≤1.12％。制备时首先称取BaCO3，Sc2O3，和CeO2原料粉体置于球磨机或研钵中研磨，然后放入氧化铝坩埚中，并将其埋入大氧化铝坩埚的碳粉中煅烧，最后在室温下冷却后得到最终产物。使用荧光光谱仪测试其发光性能，该荧光粉能够在紫光激发下，发射出光谱范围涵盖500～750nm的可见光。与现有技术相比，本发明制备的荧光粉实现了紫光激发下的橙红色发射，表明该体系荧光粉具有与紫光芯片搭配组装LED器件的价值。
Description
技术领域
本发明涉及荧光粉制备技术领域，尤其是涉及一种紫光激发的橙红色荧光粉及其制备方法与应用。
背景技术
白光LED因其绿色环保、体积小、效率高、显色性好、功耗小、节能、响应快、寿命长等种种优点，具有良好的市场前景，已经引起业界的广泛关注。目前实现白光照明的商业化方式主要是采用蓝光(465nm)激发黄色荧光粉(550nm，YAG：Ce3+)，但这种实现方式会出现长波红光不足、短波绿光缺失和蓝光过剩的问题，这将导致LED光源色温高(约6000K)、显色指数较低(小于80)等缺点。另一种实现白光LED的方法是用近紫外光激发三基色荧光粉，再合成暖白光。但该方法采用的近紫外线激发三基色荧光粉存在效率较低的问题，并且激发波长难以统一。而用紫光LED激发的高效荧光粉，可获得性能可靠、显色指数高(大于90)、色温低(约3500K)的暖白光，符合类太阳光健康照明的要求。因此，开发紫光激发的高效荧光粉至关重要。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种紫光激发的橙红光荧光粉及其制备方法与应用。该荧光粉属于BaO-Sc2O3-Ce2O3体系，其中各个氧化物的质量百分比为：51.93％≤BaO≤52.37％，46.95％≤Sc2O3≤47.34％，0.28％≤Ce2O3≤1.12％。制备时首先称取BaCO3，Sc2O3，和CeO2原料粉体置于球磨机或研钵中研磨，然后放入氧化铝坩埚中，并将其埋入大氧化铝坩埚的碳粉中煅烧，最后在室温下冷却后得到最终产物。使用荧光光谱仪测试其发光性能，该荧光粉能够在紫光激发下，发射出光谱范围涵盖500～750nm的可见光。与现有技术相比，本发明制备的荧光粉实现了紫光激发下的橙红色发射，表明该体系荧光粉具有与紫光芯片搭配组装LED器件的价值。
铈(Ce)作为广泛应用在荧光粉材料中的稀有金属离子，具有4f15d16S2的外层电子构型，在基质材料中可以从紫外到蓝光激发下进行可见光发射。在基质材料中，Ce3+离子的4f和5d能级决定了它们的激发和发射特性，根据能量学原理，基质材料中4f1结构的Ce3+离子由于4f→5d等比例的电子跃迁而呈现出高效的宽带发射。Ce3+离子已经成为研究人员深入研究稀土离子与基质发光特性的相关性，开发理想的稀土离子掺杂荧光粉的重要候选材料。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明的第一个目的是提供一种紫光激发的橙红光荧光粉，所述橙红光荧光粉为BaO-Sc2O3-Ce2O3体系，其质量百分比为：51.93％≤BaO≤52.37％，46.95％≤Sc2O3≤47.34％，0.28％≤Ce2O3≤1.12％。
优选地，所述橙红光荧光粉为BaO-Sc2O3-Ce2O3体系，其质量百分比为：BaO:Sc2O3:Ce2O3＝52.37％:47.34％:0.28％；或，BaO:Sc2O3:Ce2O3＝52.23％:47.21％:0.56％；或，BaO:Sc2O3:Ce2O3＝51.93％:46.95％:1.12％。
在本发明的一个实施方式中，所述橙红光荧光粉的激发波段为400～450nm。
在本发明的一个实施方式中，所述橙红光荧光粉的发射波段为500～750nm。
本发明的第二个目的是提供一种紫光激发的橙红光荧光粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)将BaO、Sc2O3、Ce2O3混合均匀得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物均匀研磨得到粉末；
(3)将步骤(2)研磨后的粉末进行煅烧，冷却后得到橙红光荧光粉。
在本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，研磨前还加入乙醇。
在本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，利用球磨机或者研钵进行研磨。
在本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，研磨时间为30-60分钟。
在本发明的一个实施方式中，步骤(3)中，在CO气氛下煅烧。
在本发明的一个实施方式中，步骤(3)中，煅烧温度为1300-1500℃。
在本发明的一个实施方式中，步骤(3)中，煅烧时间为5-7h。
本发明的第三个目的是提供一种紫光激发的橙红光荧光粉的应用，所述橙红光荧光粉与紫光芯片搭配组装LED器件。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用三组不同BaSc2O4/Ce比的荧光粉进行复配获得，在一种钪酸盐成分体系中实现橙红光发射，使其匹配紫光激发，从而使其更好地应用于LED器件；
(2)与现有技术相比，本发明获得的Ce3+离子掺杂钪酸钙盐荧光粉具有发光光谱范围宽的特点。
附图说明
图1为本发明实施例1的橙红光荧光粉的发射光谱图。
图2为本发明实施例1的橙红光荧光粉的色坐标图。
具体实施方式
本发明提供一种紫光激发的橙红光荧光粉，所述橙红光荧光粉为BaO-Sc2O3-Ce2O3体系，其质量百分比为：51.93％≤BaO≤52.37％，46.95％≤Sc2O3≤47.34％，0.28％≤Ce2O3≤1.12％。
在本发明的一个实施方式中，所述橙红光荧光粉为BaO-Sc2O3-Ce2O3体系，其质量百分比为：BaO:Sc2O3:Ce2O3＝52.37％:47.34％:0.28％；或，BaO:Sc2O3:Ce2O3＝52.23％:47.21％:0.56％；或，BaO:Sc2O3:Ce2O3＝51.93％:46.95％:1.12％。
在本发明的一个实施方式中，所述橙红光荧光粉的激发波段为400～450nm。
在本发明的一个实施方式中，所述橙红光荧光粉的发射波段为500～750nm。
本发明提供一种紫光激发的橙红光荧光粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)将BaO、Sc2O3、Ce2O3混合均匀得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物均匀研磨得到粉末；
(3)将步骤(2)研磨后的粉末进行煅烧，冷却后得到橙红光荧光粉。
在本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，研磨前还加入乙醇。
在本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，利用球磨机或者研钵进行研磨。
在本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，研磨时间为30-60分钟。
在本发明的一个实施方式中，步骤(3)中，在CO气氛下煅烧。
在本发明的一个实施方式中，步骤(3)中，煅烧温度为1300-1500℃。
在本发明的一个实施方式中，步骤(3)中，煅烧时间为5-7h。
本发明提供一种紫光激发的橙红光荧光粉的应用，所述橙红光荧光粉与紫光芯片搭配组装LED器件。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种紫光激发的橙红光荧光份的制备方法，包括以下步骤：
(1)按化学计量比称取BaCO3，Sc2O3，CeO2原料粉体共1g，
原料质量比为BaCO3:Sc2O3:CeO2＝0.5859:0.4115:0.0026，
将其置于球磨机中，加入乙醇3ml进行研磨30min后放入氧化铝坩埚中，并将其埋入大氧化铝坩埚里的碳粉中，在1300℃下烧结5h，最后在室温下冷却后得到最终产物。
(2)使用荧光光谱仪(HITACHI F-7000)测试该体系荧光粉的光谱性质，结果表明，该荧光粉在415nm的激发下，得到发射波长位于601nm的橙红光发射，表明该荧光粉为紫光激发下的橙红光荧光粉。该荧光粉的发射光谱如图1所示。
(3)使用CEI(1931)计算荧光粉的色坐标，得到其色坐标为(0.5073，0.4331)。该荧光粉的色坐标如图2所示。
实施例2
本实施例提供一种紫光激发的橙红光荧光份的制备方法，包括以下步骤：
(1)按化学计量比称取BaCO3，Sc2O3，CeO2原料粉体共1g，
原料质量比为BaCO3:Sc2O3:CeO2＝0.5831:0.4117:0.0051，
将其置于玛瑙研钵中，加入乙醇3ml进行研磨45min后放入氧化铝坩埚中，并将其埋入大氧化铝坩埚里的碳粉中，在1400℃下烧结6h，最后在室温下冷却后得到最终产物。
(2)使用荧光光谱仪(HITACHI F-7000)测试该体系荧光粉的光谱性质，结果表明，该荧光粉在415nm的激发下，得到发射波长位于601nm的橙红光发射，表明该荧光粉为紫光激发下的橙红光荧光粉。
实施例3
本实施例提供一种紫光激发的橙红光荧光份的制备方法，包括以下步骤：
(1)按化学计量比称取BaCO3，Sc2O3，CeO2原料粉体共1g，
原料质量比为BaCO3:Sc2O3:CeO2＝0.5777:0.4120:0.0103，
将其置于玛瑙研钵中，加入乙醇3ml进行研磨60min后放入氧化铝坩埚中，并将其埋入大氧化铝坩埚里的碳粉中，在1500℃下烧结7h，最后在室温下冷却后得到最终产物。
(2)使用荧光光谱仪(HITACHI F-7000)测试该体系荧光粉的光谱性质，结果表明，该荧光粉在415nm的激发下，得到发射波长位于601nm的橙红光发射，表明该荧光粉为紫光激发下的橙红光荧光粉。
表1三种实施案例采用的原料组成和最终激发波长
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种紫光激发的橙红光荧光粉，其特征在于，所述橙红光荧光粉为BaO-Sc2O3-Ce2O3体系，其质量百分比为：51.93％≤BaO≤52.37％，46.95％≤Sc2O3≤47.34％，0.28％≤Ce2O3≤1.12％。
2.根据权利要求1所述的一种紫光激发的橙红光荧光粉，其特征在于，所述橙红光荧光粉的激发波段为400～450nm。
3.根据权利要求1所述的一种紫光激发的橙红光荧光粉，其特征在于，所述橙红光荧光粉的发射波段为500～750nm。
4.一种如权利要求1所述紫光激发的橙红光荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将BaO、Sc2O3、Ce2O3混合均匀得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物均匀研磨得到粉末；
(3)将步骤(2)研磨后的粉末进行煅烧，冷却后得到橙红光荧光粉。
5.根据权利要求4所述的一种紫光激发的橙红光荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，研磨前还加入乙醇。
6.根据权利要求4所述的一种紫光激发的橙红光荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，利用球磨机或者研钵进行研磨。
7.根据权利要求4所述的一种紫光激发的橙红光荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，研磨时间为30-60分钟。
8.根据权利要求4所述的一种紫光激发的橙红光荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在CO气氛下煅烧。
9.根据权利要求4所述的一种紫光激发的橙红光荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，煅烧温度为1300-1500℃，煅烧时间为5-7h。
10.一种紫光激发的橙红光荧光粉的应用，其特征在于，所述橙红光荧光粉与紫光芯片搭配组装LED器件。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20211130 |
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