CN115305087B - 一种小颗粒YAG：Ce球形荧光粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于LED发光材料技术领域，具体公开了一种小颗粒YAG：Ce球形荧光粉的制备方法，包括以下步骤：将合成铝酸盐荧光粉的原料和复合助熔剂均匀混合，经过高温煅烧、破碎、后处理工艺制备得到所述小颗粒YAG：Ce球形荧光粉。复合助熔剂中的氯化钡不仅起到助熔剂的作用，在高温反应生成荧光粉的过程中还能够抑制荧光粉颗粒的生长，不影响荧光粉的发光性能。本发明通过添加复合助熔剂制备出一款发光性能好、热稳定性得到提升的小颗粒球形荧光粉粉体，解决了荧光粉的颗粒偏大、颗粒形貌不规则等问题，该荧光粉制作简单，容易操作，低成本，无污染、易于工业化。
Description
技术领域
本发明属于LED发光材料技术领域，尤其涉及一种小颗粒YAG：Ce球形荧光粉的制备方法。
背景技术
自20世纪90年代发光二极管(LED)被日本日亚公司首先研制成功以来，LED因其自身的优良性能，如高的发光效率、较长的使用寿命、显色指数高、节能环保、环境友好和稳定性高等诸多优点被喻为新世纪的绿色光源。在LED器件中，(Y1-z)3Al5-yMyO12:Cez 3+,M＝Ga、Mg)荧光粉的性能是影响器件质量好坏的关键因素之一，因而在LED方面的相关研究中很大一部分都集中在荧光粉粉体的制备和改性上。
高温固相法工艺简单成熟，易于实现粉体的大批量生产，现在一般都采用这种方法来合成荧光粉。但是高温固相法很难合成颗粒形貌规整，粒度集中的5微米左右的小粒径荧光粉。工业上经常采用的方法就是对荧光粉进行破碎来得到所需要粒径的荧光粉，而在球磨过程中比较容易引入其它杂质同时破坏荧光粉的颗粒形貌，进而引起的晶格缺陷，导致荧光粉体的发光亮度及热稳定性下降，严重影响荧光粉体使用特性。
为了有效地改善荧光粉的发光性能，提高粉体的热稳定性，人们不断的在努力寻找更加合适的有效的方式来改善粉体的发光性能。例如酸碱盐溶液洗涤法、后处理试剂加超声技术法、去离子水洗涤结合超声处理工艺法等。
虽然高温固相法制备荧光粉还存在一些问题，但其制备工艺简单，利于工业化生产，且所得荧光粉发光亮度高等优点目前还是不可替代的。因此，在以高温固相法制备荧光粉的前提下，如何制备出发光性能好及热稳定性高的小颗粒荧光粉是现阶段必须攻克的技术难点。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种小颗粒YAG：Ce球形荧光粉的制备方法，本发明通过添加复合助熔剂制备出一款发光性能好、热稳定性得到提升的小颗粒球形荧光粉粉体，以解决荧光粉的颗粒偏大、颗粒形貌不规则等问题，该荧光粉制作简单，容易操作，低成本，无污染、易于工业化。
为实现以上目的，所采用的技术方案是：
一种小颗粒YAG：Ce球形荧光粉的制备方法，包括以下步骤：将合成铝酸盐荧光粉的原料和复合助熔剂均匀混合，经过高温煅烧、破碎、后处理工艺制备得到所述小颗粒YAG：Ce球形荧光粉。
优选的，所述复合助溶剂选自氟化钡、氟化钠、氯化钡、氟化铝、氟化钙、氟化锂、氟化钇、氯化铝、四硼酸钠、氯化钙、碳酸锶、碳酸钠等中的任意两种。
优选的，所述制备方法包括以下具体步骤：
(1)所述荧光粉的通式为Y3-z-xRxAl5-yMyO12:Cez 3+，其中，M为Ga或Mg，R为Gd，0<x<1，0<y<5，0<z<3-x，将氧化物原料Y2O3、CeO2、Al2O3、Gd2O3、Ga2O3或MgO按比例均匀混合，并加入已混合均匀的复合助熔剂，均匀混合；所述的复合助熔剂为氟化钡、氟化钠、氟化钙、氟化锂、氟化钇、氯化铝、氯化钙、碳酸锶、碳酸钠中的一种与氯化钡组成的二元助熔剂；
(2)将步骤(1)中所得氧化物原料以及二元助熔剂的混合物放入坩埚，并放入还原性炉中，在氢气的环境下经过高温煅烧得到块状固体；
(3)将步骤(2)烧结合成的块状固体进行破碎，过筛去除颗粒较大或团聚严重的荧光粉颗粒，以防止在使用过程中出现色温偏差较大的问题；
(4)将步骤(3)过筛后的荧光粉在稀盐酸溶液中进行酸洗；稀酸处理的目的是将荧光粉中未反应的原料、杂质、合成的中间体去除干净，以提升荧光粉的发光性能，在加入稀酸的过程中需缓慢均匀加入，其目的是将附着在荧光粉表面的杂质去除的同时，降低稀酸对荧光粉表面造成灼烧而导致的荧光粉缺陷，以达到提升粉体的发光强度、增加粉体的热稳定性的目的。
(5)将步骤(4)中酸洗后的荧光粉干燥后，冷却，过筛即得到所述的小颗粒YAG：Ce球形荧光粉。
优选的，所述的复合助熔剂为氟化钡和氯化钡的二元混合物，所述氟化钡和氯化铝用量的重量比为4：0.01～1。其中，氯化钡不仅起到助熔剂的作用，在高温反应生成荧光粉的过程中还能够抑制荧光粉颗粒的生长，不影响荧光粉的发光性能。
优选的，所述小颗粒YAG：Ce球形荧光粉的平均粒径为5微米左右。
优选的，步骤(2)所述高温煅烧的煅烧温度为1400-1600℃，煅烧时间为3-5小时。
优选的，步骤(4)所述稀盐酸溶液的PH控制在3-5，酸洗时间为10-60min，加入稀盐酸的过程中需缓慢均匀加入。
优选的，步骤(5)所述干燥温度为180～220℃，干燥时间为360～480min。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)传统小颗粒铝酸盐荧光粉发光效率低、热稳定性差，在长时间点亮过程中会带来严重的光衰，本发明制备得到的荧光粉不但得到了小颗粒球形荧光粉而且具有高的热稳定性、解决了传统LED产品的劣势问题。
(2)本发明的荧光粉物理化学性能稳定，在高温高湿的环境下不与水、氧气、二氧化碳反应，耐热、无毒、无公害。
(3)该荧光粉制作简单，容易操作，低成本，无污染、易于工业化生产。
附图说明
图1为实施例3的扫描电镜图。
图2为对比例1～3的荧光粉的扫描电镜图，其中，a为对比例1的扫描电镜图，b为对比例2的扫描电镜图，c为对比例3的扫描电镜图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
以制备峰波长为560nm，平均粒径为5微米的分子式为Y2.912Gd0.002Al5O12Ce0.08的黄粉为例：
实施例1
(1)按照分子式为Y2.912Gd0.002Al5O12Ce0.08中各分子的摩尔数，以生成500g峰波长为560荧光粉的量计算所需各反应物的质量，然后用电子天平准确称取初始原料Y2O3、Al2O3、CeO2、Gd2O3的重量分别为275.53g、213.18g、11.5g、0.303gg，混合均匀；
(2)取氟化钡、氯化钡进行混合，混合均匀后得到复合助溶剂，然后加入到步骤(1)所述原料中充分混合均匀，所述氟化钡用量为初始原料总重量的4％，所述氯化钡用量为初始原料总重量的0.01％，由于复合助熔剂的用量与原料相比所占比例较小，故需将复合助熔剂在导入原料之前进行充分混合；
(3)将步骤(2)已加入复合助熔剂的原料装入氧化铝坩埚，放入还原性炉中，在氢气的环境下经过1400℃高温煅烧5个小时；
(4)烧结过程结束后，将烧结得到的荧光粉进行破碎，过500目尼龙筛；然后进行酸洗，所使用的稀盐酸溶液的PH＝5，酸洗时间为30min，加入稀盐酸的过程中需缓慢均匀加入，去除荧光粉内的杂质及小颗粒，得到一定粒度范围的荧光粉粉体；
(5)将步骤(4)清洗干净的荧光粉在设定温度为200℃的鼓风干燥内烘干，所用时间为480min，即得。
实施例2
(1)按照分子式为Y2.912Gd0.002Al5O12Ce0.08中各分子的摩尔数，以生成500g峰波长为560荧光粉的量计算所需各反应物的质量，然后用电子天平准确称取初始原料Y2O3、Al2O3、CeO2、Gd2O3的重量分别为275.53g、213.18g、11.5g、0.303gg，混合均匀；
(2)取氟化钡、氯化钡进行混合，混合均匀后得到复合助溶剂，然后加入到步骤(1)所述原料中充分混合均匀，所述氟化钡用量为初始原料总重量的4％，所述氯化钡用量为初始原料总重量的0.05％，由于复合助熔剂的用量与原料相比所占比例较小，故需将复合助熔剂在导入原料之前进行充分混合；
(3)将步骤(2)已加入复合助熔剂的原料装入氧化铝坩埚，放入还原性炉中，在氢气的环境下经过1400℃高温煅烧5个小时；
(4)烧结过程结束后，将烧结得到的荧光粉进行破碎，过500目尼龙筛；然后进行酸洗，所使用的稀盐酸溶液的PH＝5，酸洗时间为30min，加入稀盐酸的过程中需缓慢均匀加入，去除荧光粉内的杂质及小颗粒，得到一定粒度范围的荧光粉粉体；
(5)将步骤(4)清洗干净的荧光粉在设定温度为200℃的鼓风干燥内烘干，所用时间为480min，即得。
实施例3
(1)按照分子式为Y2.912Gd0.002Al5O12Ce0.08中各分子的摩尔数，以生成500g峰波长为560荧光粉的量计算所需各反应物的质量，然后用电子天平准确称取初始原料Y2O3、Al2O3、CeO2、Gd2O3的重量分别为275.53g、213.18g、11.5g、0.303gg，混合均匀；
(2)取氟化钡、氯化钡进行混合，混合均匀后得到复合助溶剂，然后加入到步骤(1)所述原料中充分混合均匀，所述氟化钡用量为初始原料总重量的4％，所述氯化钡用量为初始原料总重量的0.1％，由于复合助熔剂的用量与原料相比所占比例较小，故需将复合助熔剂在导入原料之前进行充分混合；
(3)将步骤(2)已加入复合助熔剂的原料装入氧化铝坩埚，放入还原性炉中，在氢气的环境下经过1400℃高温煅烧5个小时；
(4)烧结过程结束后，将烧结得到的荧光粉进行破碎，过500目尼龙筛；然后进行酸洗，所使用的稀盐酸溶液的PH＝5，酸洗时间为30min，加入稀盐酸的过程中需缓慢均匀加入，去除荧光粉内的杂质及小颗粒，得到一定粒度范围的荧光粉粉体；
(5)将步骤(4)清洗干净的荧光粉在设定温度为200℃的鼓风干燥内烘干，所用时间为480min，即得。
实施例4
(1)按照分子式为Y2.912Gd0.002Al5O12Ce0.08中各分子的摩尔数，以生成500g峰波长为560荧光粉的量计算所需各反应物的质量，然后用电子天平准确称取初始原料Y2O3、Al2O3、CeO2、Gd2O3的重量分别为275.53g、213.18g、11.5g、0.303g，混合均匀；
(2)取氟化钡、氯化钡进行混合，混合均匀后得到复合助溶剂，然后加入到步骤(1)所述原料中充分混合均匀，所述氟化钡用量为初始原料总重量的4％，所述氯化钡用量为初始原料总重量的0.5％，由于复合助熔剂的用量与原料相比所占比例较小，故需将复合助熔剂在导入原料之前进行充分混合；
(3)将步骤(2)已加入复合助熔剂的原料装入氧化铝坩埚，放入还原性炉中，在氢气的环境下经过1400℃高温煅烧5个小时；
(4)烧结过程结束后，将烧结得到的荧光粉进行破碎，过500目尼龙筛；然后进行酸洗，所使用的稀盐酸溶液的PH＝5，酸洗时间为30min，加入稀盐酸的过程中需缓慢均匀加入，去除荧光粉内的杂质及小颗粒，得到一定粒度范围的荧光粉粉体；
(5)将步骤(4)清洗干净的荧光粉在设定温度为200℃的鼓风干燥内烘干，所用时间为480min，即得。
实施例5
(1)按照分子式为Y2.912Gd0.002Al5O12Ce0.08中各分子的摩尔数，以生成500g峰波长为560荧光粉的量计算所需各反应物的质量，然后用电子天平准确称取初始原料Y2O3、Al2O3、CeO2、Gd2O3的重量分别为275.53g、213.18g、11.5g、0.303gg，混合均匀；
(2)取氟化钡、氯化钡进行混合，混合均匀后得到复合助溶剂，然后加入到步骤(1)所述原料中充分混合均匀，所述氟化钡用量为初始原料总重量的4％，所述氯化钡用量为初始原料总重量的0.8％，由于复合助熔剂的用量与原料相比所占比例较小，故需将复合助熔剂在导入原料之前进行充分混合；
(3)将步骤(2)已加入复合助熔剂的原料装入氧化铝坩埚，放入还原性炉中，在氢气的环境下经过1400℃高温煅烧5个小时；
(4)烧结过程结束后，将烧结得到的荧光粉进行破碎，过500目尼龙筛；然后进行酸洗，所使用的稀盐酸溶液的PH＝5，酸洗时间为30min，加入稀盐酸的过程中需缓慢均匀加入，去除荧光粉内的杂质及小颗粒，得到一定粒度范围的荧光粉粉体；
(5)将步骤(4)清洗干净的荧光粉在设定温度为200℃的鼓风干燥内烘干，所用时间为480min，即得。
实施例6
(1)按照分子式为Y2.912Gd0.002Al5O12Ce0.08中各分子的摩尔数，以生成500g峰波长为560荧光粉的量计算所需各反应物的质量，然后用电子天平准确称取初始原料Y2O3、Al2O3、CeO2、Gd2O3的重量分别为275.53g、213.18g、11.5g、0.303gg，混合均匀；
(2)取氟化钡、氯化钡进行混合，混合均匀后得到复合助溶剂，然后加入到步骤(1)所述原料中充分混合均匀，所述氟化钡用量为初始原料总重量的4％，所述氯化钡用量为初始原料总重量的1％，由于复合助熔剂的用量与原料相比所占比例较小，故需将复合助熔剂在导入原料之前进行充分混合；
(3)将步骤(2)已加入复合助熔剂的原料装入氧化铝坩埚，放入还原性炉中，在氢气的环境下经过1400℃高温煅烧5个小时；
(4)烧结过程结束后，将烧结得到的荧光粉进行破碎，过500目尼龙筛；然后进行酸洗，所使用的稀盐酸溶液的PH＝5，酸洗时间为30min，加入稀盐酸的过程中需缓慢均匀加入，去除荧光粉内的杂质及小颗粒，得到一定粒度范围的荧光粉粉体；
(5)将步骤(4)清洗干净的荧光粉在设定温度为200℃的鼓风干燥内烘干，所用时间为480min，即得。
对比例1
对比例1与实施例3的区别在于，将实施例3的氯化钡替换为氯化钠，其他和实施例3一致。
对比例2
对比例2与实施例3的区别在于，将实施例3的氯化钡用量改为2％，其他和实施列3一致。
对比例3
对比例3与实施例3的区别在于，不含有复合助熔剂，其他和实施例3一致。
测试
1、扫描电镜图像分析
将实施例1～6以及对比例1～3制备得到的荧光粉进行扫描电镜图像分析，发现实施例3制备得到的荧光粉分散性较佳，图1为实施例3荧光粉处理后的SEM图：从图1中可以清晰地看出，荧光粉的颗粒大小比较集中，平均粒径在5um左右，粉体间的团聚几乎没有，而且荧光粉颗粒棱角分明，进而说明荧光粉几乎没有因破碎和后处理导致晶体缺陷，同时附着在荧光粉颗粒表面的杂质也得到了有效的去除。在合成颗粒尺寸单一形貌规则的荧光粉颗粒的过程中氯化钡取到了至关重要的作用，它能够抑制荧光粉颗粒的生长，同时不影响荧光粉的发光性能。
图2中a、b、c依次对应对比例1～3的扫描电镜图，图2中的a为对比例1的扫描电镜图，从图a中可以看出使用氯化钠和氟化钡为助熔剂所得到的荧光粉，颗粒细小，团聚严重、无球形化，所以氯化钠的加入不利于生成小粒径球形荧光粉颗粒。
图2中的b为对比例2的扫描电镜图，从图b中可以看出，使用氯化钡过量所得到的荧光粉团聚严重、颗粒之间都快融为一体，颗粒形貌严重发生变形，所以氯化钡的用量过多严重影响球形荧光粉的生成。
图2中的c为对比例3的扫描电镜图，得从图c中可以看出，不添加助熔剂所得到的荧光粉颗粒团聚严重、粉体之间融为一体，且没有形貌，可见不加助熔剂是很难形成球形的小颗粒荧光粉。
2、粒度测试
采用粒度分析仪90Plus(美国Brookhaven公司制造)测试实施例1～6和对比例1～3所得荧光粉的平均粒径和粒径分布，结果如表1所示。
表1.实施例1～6和对比例1～3所得荧光粉的粒径数据
3、热稳定性试验
对荧光粉进行光学检测数据，表2是实施例3和对比例1、2、3中荧光粉热稳定性试验测试数据表。
表2.实施例3和对比例1～3中荧光粉热稳定性试验测试数据
从表2中可以明显的看出，实施例3中的荧光粉的热稳定性光学性能得到了有效的增强，解决了铝酸盐小颗粒荧光粉一直以来在随着所处环境温度的升高发光强度逐渐下降的光学性能问题，这种性能的改变取决于荧光粉在高温固相合成过程中所添加的氯化钡在荧光粉合成的过程中抑制了荧光粉颗粒的生长，降低了荧光粉的晶体缺陷，增强了荧光粉的耐高温性能，同时合成了形貌单一的球形衣服的颗粒。在表2中，实施例3中的荧光粉的发光强度在环境温度低于100℃时其发光强度几乎保持不变，在环境温度从100℃-172℃的过程中，发光强度随着所处的环境的温度的增加出现了先增后减的一个变化，但在这个变化过程中光学性能都高于初始光学性能，说明该方法合成的小颗粒球形荧光粉粉体不但增强荧光粉的热稳定性还提升了荧光粉的发光性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种小颗粒YAG：Ce球形荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将合成铝酸盐荧光粉的原料和复合助熔剂均匀混合，经过高温煅烧、破碎、后处理工艺制备得到所述YAG：Ce球形荧光粉；
包括以下具体步骤：
(1)所述荧光粉的通式为Y3-z-xRxAl5-yMyO12:Cez 3+，其中，M为Ga或Mg，R为Gd，0<x<1，0<y<5，0<z<3-x，将氧化物原料Y2O3、CeO2、Al2O3、Gd2O3、Ga2O3或MgO按比例均匀混合，并加入已混合均匀的复合助熔剂，均匀混合；
(2)将步骤(1)中所得氧化物原料以及复合助熔剂的混合物放入坩埚，并放入还原性炉中，在氢气的环境下经过高温煅烧得到块状固体；
(3)将步骤(2)烧结合成的块状固体进行破碎，过筛去除团聚严重的荧光粉颗粒；
(4)将步骤(3)过筛后的荧光粉在稀盐酸溶液中进行酸洗；
(5)将步骤(4)中酸洗后的荧光粉干燥后，冷却，过筛即得到所述的YAG：Ce球形荧光粉；
所述的复合助熔剂为氟化钡和氯化钡的二元混合物，所述氟化钡和氯化钡用量的重量比为4：0.01～1；
所述小颗粒YAG：Ce球形荧光粉的平均粒径为5微米；
步骤(2)所述高温煅烧的煅烧温度为1400-1600℃，煅烧时间为3-5小时；
步骤(4)所述稀盐酸溶液的PH控制在3-5，酸洗时间为10-60min；
步骤(5)所述干燥温度为180～220℃，干燥时间为360～480min。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101560391A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-10-21 | 中国地质大学（武汉） | 一种小颗粒稀土黄色荧光粉及其制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN101560391A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-10-21 | 中国地质大学（武汉） | 一种小颗粒稀土黄色荧光粉及其制备方法 |
| CN101962547A (zh) * | 2010-10-19 | 2011-02-02 | 四川大学 | 一种白光led用黄色荧光粉及其制备方法 |
| CN103980901A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-13 | 福建省长汀金龙稀土有限公司 | 白光LED用YAG:Ce3+黄色荧光粉的制备方法 |
| CN104046356A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-09-17 | 福建省长汀金龙稀土有限公司 | 粒度为13～15μmYAG:Ce3+黄色荧光粉的制备方法 |
| CN105295917A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-02-03 | 河北利福光电技术有限公司 | 一种制备yag荧光粉的组合助剂及方法 |
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