CN116410745B - 一种荧光粉材料 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种荧光粉材料以及制备方法、应用，属于发光材料技术领域。该荧光粉材料包括具有式Ⅰ所示物质中的任一种：(M3‑a‑x，Aa)Mg(Si2‑b，Db)O8‑aEa：xEu2+，在式Ⅰ中，M包括Sr元素；A选自碱金属元素中至少一种；D选择ⅣA族元素中至少一种；E选自卤素中至少一种；0.001≤a≤0.3；0≤b≤0.3；0.001≤x≤0.4。本申请提供了一种蓝色发光荧光粉，荧光粉发射波长460‑470nm可调，可有效吸收410‑420nm发射的紫光LED芯片发射的紫光，使用本发明的蓝色荧光粉可以制备基于紫光LED芯片的更高性能的类自然光白光LED光源，发光效率大于目前同类方案的3～7％，同时抗老化性能更加优异。
Description
技术领域
本申请涉及发光材料，具体涉及一种荧光粉材料以及制备方法、应用。
背景技术
现有基于紫光LED激发的蓝色荧光粉，如Sr3MgSi2O8:Eu2+，BaMgAl10O12:Eu，Sr5(PO4)3Cl:Eu等，对380-400nm左右的紫光可以有效吸收，但是对410-420nm的紫光吸收效率较低(只有最佳吸收波段吸收率的40-50％，此处最佳吸收波段指的是吸收最强处，对应激发光谱上的激发峰值位置，即380-400nm波段处)，导致在410-420nm紫光激发下发光效率低下，不能满足基于410-420nm紫光芯片的白光LED对蓝色荧光粉的需求，需要开发在该波段激发下高效发光的蓝色荧光粉。
发明内容
针对现有技术中的蓝色荧光粉对410-420nm的紫光吸收效率较低，使得蓝色荧光粉的发射光不能满足基于410-420nm紫光芯片的白光LED需求，本专利提供了一种蓝色发光荧光粉，荧光粉发射波长460-470nm可调，可以有效吸收410-420nm发射的紫光LED芯片发射的紫光，使用本发明的蓝色荧光粉，可以制备基于紫光LED芯片的与现有类自然光方案相比具有更高性能的类自然光白光LED光源，发光效率大于目前类自然光方案的3-7％，同时抗老化性能更加优异。
一种荧光粉材料，所述荧光粉材料包括具有式Ⅰ所示物质中的任一种；
(M3-a-x，Aa)Mg(Si2-b，Db)O8-aEa：xEu2+式Ⅰ
在式Ⅰ中，M包括Sr元素；
A选自碱金属元素中的至少一种；
D选择ⅣA族元素中的至少一种；
E选自卤素中的至少一种；
a的取值范围为0.001≤a≤0.3；
b的取值范围0≤b≤0.3；
x的取值范围0.001≤x≤0.4。
具体地，本专利中一方面A元素与E元素的配合，实现电荷平衡；另一方面，E和A的组合取代作用提高了Eu元素周围晶体场的对称性，减少Eu的斯托克斯位移，使得Eu对410～420nm的长波紫光吸收显著增强。
本专利中，D元素的添加可以提高荧光粉的抗老化性能。
可选地，M为Sr元素；或者，M中还包括Ca元素、Ba元素中的至少一种。
具体地，M可以为Sr元素，或者M中含有Sr，并且还含有Ca、Ba中的至少一种。
可选地，A选自Na元素、K元素中的至少一种；和/或，
D选自Ge元素、Sn元素中的至少一种；和/或，
E选自Cl元素、F元素中的至少一种。
可选地，在式Ⅰ中，a的取值范围为0.02≤a≤0.2；和/或，
b的取值范围0≤b≤0.1；和/或，
x的取值范围0.01≤x≤0.2。
可选地，所述荧光粉材料属于空间群P21/a。
可选地，所述荧光粉材料的结晶度为90％～99.9％。
所述结晶度可以从荧光粉的X射线衍射谱中得出，其计算公式为结晶度Xc＝Ic/(Ic+Ia)
其中Ic为所有衍射峰的强度之和，Ia为非晶相的散射强度。
可选地，所述荧光粉材料的中值粒径为2～30μm。此处的中值粒径为D50。
可选地，用紫光激发所述荧光粉材料，所述荧光粉材料的发射光谱的峰值所对应的波长在460nm至470nm范围内。
可选地，所述紫光是在光谱中至少有部分峰值所对应的波长在380nm至420nm的范围内的光。
优选地，所述紫光是在光谱中至少有部分峰值所对应的波长在410nm至420nm的范围内的光。此时，激发光谱中410nm-420nm波段的紫光的激发效率为最佳激发效率的80％及以上。所述激发效率是指吸收波段的吸收率；所述最佳激发效率是指最佳吸收波段对应的吸收率，即对380-400nm波段的紫光的吸收率。
根据本专利的第二方面，还提供了上述任一项所述荧光粉材料的制备方法，包括：
S100、按照满足式Ⅰ的化学计量比，将M源、A源、Mg源、Si源、E源和Eu源以及根据需要选择D源混合，得到混合物；
S200、在还原气氛下将所述混合物在1150℃～1500℃下灼烧1h～10h，即可得到所述荧光粉材料。
可选地，M源包括M氧化物、M碳酸盐中的任一种。
例如，M源可以为SrCO3、BaCO3、CaCO3、CaO、SrO、BaO。
可选地，A源包括A氧化物、A碳酸盐、A卤化物中的任一种。
例如，A源可以为NaCl、KCl、NaCO3、KCO3、K2O，Na2O等。
可选地，E源包括A卤化物、NH4盐卤化物中的任一种。
例如，E源可以为NaCl、KCl、NH4Cl等。
可选地，D源包括D氧化物。
例如，D源可以为GeO2，SnO2等。
在配料过程中，A元素与E元素等摩尔。
较好的配料方式：以A卤化物同时作为A源和E源，M源和D源选择非卤化物的形式。
可选地，所述灼烧的升温过程包括：
第一升温阶段：25℃～800℃温度区间，8℃/min≤升温速率≤20℃/min；
第二升温阶段：800℃～1100℃温度区间，4℃/min≤升温速率≤5℃/min；
第三升温阶段：1100℃以上温度区间，1℃/min≤升温速率≤5℃/min。
具体地，所述灼烧的升温过程包括：
第一升温阶段：25℃～800℃温度区间，升温速率的上限选自9℃/min、10℃/min、11℃/min、12℃/min、15℃/min、20℃/min中的任一值，升温速率的下限选自8℃/min、9℃/min、10℃/min、11℃/min、12℃/min、15℃/min中的任一值。
第二升温阶段：800℃～1100℃温度区间，升温速率的上限选自4.5℃/min、5℃/min中的任一值；升温速率的下限选自4℃/min、4.5℃/min中的任一值。
第三升温阶段：1100℃以上温度区间，升温速率的上限选自2℃/min、3℃/min、5℃/min中的任一值；升温速率的下限选自1℃/min、2℃/min、3℃/min中的任一值。
根据本申请的第三方面，还提供了一种发光装置，所述发光装置包括发光光源和发光材料，其中所述发光材料包括上述任一项所述荧光粉材料。
所述发光光源可以为LED芯片，可以为紫外LED芯片(300-380nm)或紫光LED芯片。
本专利中，发光光源与发光材料相互配合，可以发出蓝色或白色或其他颜色的目标光。
根据本申请的第四方面，还提供了一种还提供了上述任一项所述荧光粉材料在类自然白光发光装置中的应用，将所述荧光粉材料与绿色或黄绿色荧光粉、红色荧光粉混合，利用紫光LED芯片激发，实现与现有类自然光方案相比具有更高发光效率的类自然光白光发射，同时抗老化性能更加优异。
将所述荧光粉材料与荧光粉A、荧光粉B混合，利用紫光LED芯片激发；其中，荧光粉A为绿色或黄绿色荧光粉；所述荧光粉B为红色荧光粉。
优选地，所述荧光粉材料与荧光粉A、荧光粉B的质量比为20％～40％:15％～50％:5％～30％。
具体地，绿色或黄绿色荧光粉可以为Lu3(Al,Ga)5O12:Ce3+、Y3(Al,Ga)5O12:Ce3+，Tb3(Al,Ga)5O12:Ce3+、(Sr,Ba)2SiO4:Eu2+中的任一种；红色荧光粉可以为(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+、(Sr,Ca,Ba)2Si5N8:Eu2+中的任一种。
本专利中紫光LED芯片，发射波长位于360-420nm。紫外LED芯片，发射波长位于300-380nm。
本专利中，“类自然光”是指和太阳光中380-780nm可见光范围内具有≥97％以上的光谱相似度或光谱有效覆盖，且显色指数Ra≥95，R1-R15≥90。
本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本发明提供一种蓝色发光荧光粉，通过利用卤素元素代替氧元素，卤素-Sr(Eu)键取代部分O-Sr(Eu)键，由于卤素与氧的电价差，打破了价电荷的平衡状态，同时采用与卤素元素等摩尔的碱金属元素取代晶格中的部分Sr元素实现了电荷平衡。由于上述组合取代的作用，由较大离子半径的碱金属离子和卤素离子取代较小离子半径的碱土金属离子和O离子，增加了Eu离子周围晶体场的对称性，减小了Eu的斯托克斯位移，使得Eu对长波紫光(410-420nm)的吸收显著增强。
本发明提供一种蓝色发光荧光粉发射波长460-470nm可调，可以有效吸收410-420nm发射的紫光LED芯片发射的紫光，使用本发明的蓝色荧光粉，可以制备基于紫光LED芯片的，与现有类自然光方案相比具有更高性能的类自然光白光LED光源，发光效率大于目前类自然光方案的3-7％，同时抗老化性能更加优异。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例1和对比例1提供的蓝色荧光粉的X射线衍射图；
图2为本申请实施例1提供的蓝色荧光粉的扫描电镜图；
图3为本申请实施例1提供的蓝色荧光粉的粒度分布图；
图4为本申请实施例3提供的蓝色荧光粉的激发和发射光谱；
图5为本申请实施例2，5，6，8，10和对比例1提供的蓝色荧光粉的激发光谱对比；
图6为使用实施例10的蓝色荧光粉封装的类自然光白光LED的光谱。
具体实施方式
下面介绍本专利中一些较好的实施方式。
一种紫光LED芯片激发用蓝色荧光粉，具有以下结构：
(M3-a-x，Aa)Mg(Si2-b，Db)O8-aEa：xEu2+；
其中M为Sr，Ca，Ba中的至少一种且必有Sr，A为Na，K中的至少一种，D为Ge，Sn中的至少一种，E为Cl，F中的至少一种。
0.02≤a≤0.2，0≤b≤0.1，0.01≤x≤0.2，
A和E具有相同的含量。
本专利中，在Sr3MgSi2O8:Eu2+蓝色荧光粉的基础上，通过使用卤素元素Cl和/或F部分代替O元素，获得Cl(F)-Sr(Eu)键取代部分O-Sr(Eu)键，但随着Cl/F取代O的增加，打破了价电荷的平衡状态，同时采用和卤素元素相同摩尔含量的碱金属元素取代晶格中的部分Sr元素实现了电荷平衡，即碱金属元素与卤素元素等比例出现。由于上述组合取代的作用，由较大离子半径的Na、K离子和Cl、F离子取代较小离子半径的Sr离子和O离子，增加了Eu离子周围晶体场的对称性，减小了Eu的斯托克斯位移，使得Eu对长波紫光(410-420nm)的吸收显著增强。
优选地，卤素元素的掺杂量需要控制在0.02-0.2范围之内，掺杂量过低(＜0.02)，不利于Eu对长波紫光(410-420nm)的吸收，但掺杂量过大(＞0.2)，会导致荧光粉发光亮度的降低。
优选地，掺杂少量的Ge离子(取代Si)，会增强蓝色荧光粉的老化性能，但掺杂量超过0.1，也会导致荧光粉发光亮度的降低。
优选地，发光中心Eu的含量需要控制在0.01-0.2范围，小于0.01，荧光粉发光中心过少，发光亮度较低，但过大会引起发光中心的浓度猝灭，也和影响发光性能，含量优选为0.02-0.10，进一步优选为0.05-0.1，在此范围内，具有特别优异的发光性能。
该荧光粉的制备方法，包括以下步骤：
按预设化学计量比称取一定量M，Mg，Si，D和Eu的氧化物/碳酸盐，A的氧化物/碳酸盐/卤化物以及含E的卤化物(优选卤化A或NH4盐卤化物)；原料纯度为分析纯及以上。
将称取的各原料混合均匀，还原气氛下在温度范围为1150℃～1500℃灼烧1h～10h，至少灼烧一次，以得到灼烧产物；
将所述灼烧产物研磨成粉末，洗涤烘干后得到所述LED用蓝色荧光粉。
灼烧过程包括：第一升温阶段：25℃～800℃温度区间，8℃/min≤升温速率≤20℃/min；第二升温阶段：800℃～1100℃温度区间，4℃/min≤升温速率≤5℃/min；1100℃以上温度区间，1℃/min≤升温速率≤5℃/min。
本专利中，激发波长和发射波长的测试采用杭州远方光电EX-1000仪器；
荧光粉的相对亮度测试采用浙大三色PR302仪器；
光色参数测试仪器(色温，显色指数以及发光效率等)采用杭州远方光色测量系统；
粒度分布采用珠海欧美克LS-POP(9)型激光粒度仪。
实施例1
称取41.34g SrCO3，4.03g MgO，12.02g SiO2，0.584NaCl，1.76g Eu2O3，混合均匀后装入刚玉坩埚。置于箱式电炉中，密闭后通入流动的氮气和氢气的混合气体(氢气含量为75％)，电炉的升温程序为：第一段25℃～800℃温度区间升温速率8℃/min；第二升温阶段：800℃～1100℃温度区间，5℃/min。第三阶段1100℃以上温度区间升温速率为5℃/min，升温至1350℃保温5h。自然降温后得到灼烧产物；将所述灼烧产物研磨成粉末，洗涤烘干后得到所述LED用蓝色荧光粉。分子式(Sr2.8，Na0.1)MgSi2O7.9Cl0.1：0.1Eu2+，发射波长460nm。
实施例中的NaCl即起到反应原料的作用，也起到助溶剂的作用。下述实施例中的KCl、NH4Cl、NaF、KF等盐类化合物也有类似的作用，后面不再赘述。
实施例2
称取39.12g SrCO3，4.03g MgO，11.72g SiO2，0.878NaCl，3.52g Eu2O3以及0.52gGeO2混合均匀后装入刚玉坩埚。置于箱式电炉中，密闭后通入流动的氮气和氢气的混合气体(氢气含量为75％)，电炉的升温程序为：第一段25℃～800℃温度区间升温速率10℃/min；第二升温阶段：800℃～1100℃温度区间，4℃/min。第三阶段1100℃以上温度区间升温速率为1℃/min，升温至1500℃保温1h。自然降温后得到灼烧产物；将所述灼烧产物研磨成粉末，洗涤烘干后得到所述LED用蓝色荧光粉。分子式(Sr2.65,Na0.15)MgSi1.95Ge0.05O7.85Cl0.15：0.2Eu2+，发射波长461nm。
实施例3
称取36.17g SrCO3，4.03g MgO，11.41g SiO2，1.17NaCl，2.64g Eu2O3,1.05g GeO2以及3.95g BaCO3混合均匀后装入刚玉坩埚。置于箱式电炉中，密闭后通入流动的氮气和氢气的混合气体(氢气含量为75％)，电炉的升温程序为：第一段25℃～800℃温度区间升温速率15℃/min；第二升温阶段：800℃～1100℃温度区间，5℃/min。第三阶段1100℃以上温度区间升温速率为4℃/min，升温至1150℃保温10h。自然降温后得到灼烧产物；将所述灼烧产物研磨成粉末，洗涤烘干后得到所述LED用蓝色荧光粉。分子式(Sr2.45Ba0.2Na0.2)MgSi1.9Ge0.1O7.8Cl0.2：0.15Eu2+，发射波长465nm。
实施例4
称取41.04g SrCO3，4.03g MgO，12.02g SiO2，0.117NaCl，0.176g Eu2O3,以及2gCaCO3混合均匀后装入刚玉坩埚。置于箱式电炉中，密闭后通入流动的氮气和氢气的混合气体(氢气含量为75％)，电炉的升温程序为：第一段25℃～800℃温度区间升温速率9℃/min；第二升温阶段：800℃～1100℃温度区间，5℃/min。第三阶段1100℃以上温度区间升温速率为4℃/min，升温至1400℃保温3h。自然降温后得到灼烧产物；将所述灼烧产物研磨成粉末，洗涤烘干后得到所述LED用蓝色荧光粉。分子式(Sr2.78Ca0.2Na0.02)MgSi2O7.98Cl0.02：0.01Eu2 +，发射波长463nm。
实施例5
称取40.15g SrCO3，4.03g MgO，12.02g SiO2，0.424Na2CO3，1.76g Eu2O3,0.428gNH4Cl以及3.95g BaCO3混合均匀后装入刚玉坩埚。置于箱式电炉中，密闭后通入流动的氮气和氢气的混合气体(氢气含量为75％)，电炉的升温程序为：第一段25℃～800℃温度区间升温速率12℃/min；第二升温阶段：800℃～1100℃温度区间，5℃/min。第三阶段1100℃以上温度区间升温速率为4℃/min，升温至1320℃保温6h。自然降温后得到灼烧产物；将所述灼烧产物研磨成粉末，洗涤烘干后得到所述LED用蓝色荧光粉。分子式(Sr2.72Ba0.1Na0.08)MgSi2O7.92Cl0.08：0.1Eu2+，发射波长462nm。
实施例6
称取40.15g SrCO3，4.03g MgO，12.02g SiO2，0.596KCl，1.76g Eu2O3,以及1.97gBaCO3混合均匀后装入刚玉坩埚。置于箱式电炉中，密闭后通入流动的氮气和氢气的混合气体(氢气含量为75％)，电炉的升温程序为：第一段25℃～800℃温度区间升温速率10℃/min；第二升温阶段：800℃～1100℃温度区间，5℃/min。第三阶段1100℃以上温度区间升温速率为4℃/min，升温至1290℃保温7h。自然降温后得到灼烧产物；将所述灼烧产物研磨成粉末，洗涤烘干后得到所述LED用蓝色荧光粉。分子式(Sr2.72Ba0.1K0.08)MgSi2O7.92Cl0.08：0.1Eu2+，发射波长462nm。
实施例7
称取40.15g SrCO3，4.03g MgO，12.02g SiO2，0.596KF，1.76g Eu2O3，0.5g CaCO3以及0.987g BaCO3混合均匀后装入刚玉坩埚。置于箱式电炉中，密闭后通入流动的氮气和氢气的混合气体(氢气含量为75％)，电炉的升温程序为：第一段25℃～800℃温度区间升温速率10℃/min；第二升温阶段：800℃～1100℃温度区间，5℃/min。第三阶段1100℃以上温度区间升温速率为4℃/min，升温至1370℃保温4h。自然降温后得到灼烧产物；将所述灼烧产物研磨成粉末，洗涤烘干后得到所述LED用蓝色荧光粉。分子式(Sr2.72Ba0.05Ca0.05K0.08)MgSi2O7.92F0.08：0.1Eu2+，发射波长462nm。
实施例8
称取39.86g SrCO3，4.03g MgO，12.02g SiO2，0.373KCl，0.292NaF，0.88g Eu2O3,以及1.97g BaCO3混合均匀后装入刚玉坩埚。置于箱式电炉中，密闭后通入流动的氮气和氢气的混合气体(氢气含量为75％)，电炉的升温程序为：第一段25℃～800℃温度区间升温速率11℃/min；第二升温阶段：800℃～1100℃温度区间，5℃/min。第三阶段1100℃以上温度区间升温速率为4℃/min，升温至1390℃保温4h。自然降温后得到灼烧产物；将所述灼烧产物研磨成粉末，洗涤烘干后得到所述LED用蓝色荧光粉。分子式(Sr2.7Ba0.1K0.05Na0.05)MgSi2O7.9F0.05Cl0.05：0.1Eu2+，发射波长463nm。
实施例9
称取38.38g SrCO3，4.03g MgO，12.02g SiO2，0.373KCl，0.292NaCl，1.76g Eu2O3,以及3.94g BaCO3混合均匀后装入刚玉坩埚。置于箱式电炉中，密闭后通入流动的氮气和氢气的混合气体(氢气含量为75％)，电炉的升温程序为：第一段25℃～800℃温度区间升温速率10℃/min；第二升温阶段：800℃～1100℃温度区间，5℃/min。第三阶段1100℃以上温度区间升温速率为4℃/min，升温至1400℃保温3h。自然降温后得到灼烧产物；将所述灼烧产物研磨成粉末，洗涤烘干后得到所述LED用蓝色荧光粉。分子式(Sr2.6Ba0.2K0.05Na0.05)MgSi2O7.9Cl0.1：0.1Eu2+，发射波长466nm。
实施例10
称取39.12g SrCO3，4.03g MgO，12.02g SiO2，0.746KCl，1.76g Eu2O3,以及2.96gBaCO3混合均匀后装入刚玉坩埚。置于箱式电炉中，密闭后通入流动的氮气和氢气的混合气体(氢气含量为75％)，电炉的升温程序为：第一段25℃～800℃温度区间升温速率10℃/min；第二升温阶段：800℃～1100℃温度区间，5℃/min。第三阶段1100℃以上温度区间升温速率为4℃/min，升温至1450℃保温2h。自然降温后得到灼烧产物；将所述灼烧产物研磨成粉末，洗涤烘干后得到所述LED用蓝色荧光粉。分子式(Sr2.65Ba0.15K0.1)MgSi2O7.9Cl0.1：0.1Eu2+，发射波长465nm。
实施例1-10的蓝色荧光粉，其分子式、发射波长、相对亮度由表1所示。
对比例1
称取41.34g SrCO3，4.03g MgO，12.02g SiO2，1.76g Eu2O3，以及2％NH4Cl作为助溶剂，混合均匀后装入刚玉坩埚。置于箱式电炉中，密闭后通入流动的氮气和氢气的混合气体(氢气含量为75％)，电炉的升温程序为：第一段25℃～800℃温度区间升温速率8℃/min；第二升温阶段：800℃～1100℃温度区间，5℃/min。第三阶段1100℃以上温度区间升温速率为5℃/min，升温至1350℃保温5h。自然降温后得到灼烧产物；将所述灼烧产物研磨成粉末，洗涤烘干后得到所述LED用蓝色荧光粉。分子式Sr2.9MgSi2O8：0.1Eu2+，发射波长460nm。
XRD测试：
分别对实施例1-10和对比例1得到的荧光粉样品进行XRD测试，测试结果表明：实施例1-10均与对比例1具有相同的晶格结构，同属于P21/a空间群；但实施例1-10得到的荧光材料比对比例1具有更高的结晶度。
以实施例1为典型代表，图1为实施例1和对比例1制备得到的蓝色荧光粉的X射线衍射图，如图可见二者具有相同的晶体结构(具体属于P21/a空间群)，但实施例1的晶体结晶度更好，实施例1的结晶度为92％，对比例1的结晶度为88％。
形貌测试
分别对实施例1-10得到的荧光粉样品进行扫描电镜测试，测试结果表明：实施例1-10制备得到的蓝色荧光粉晶体生长良好、形貌规整。
以实施例1为典型代表，扫描电镜图如图2所示，蓝色荧光粉晶体生长良好、形貌规整，从图3的粒度分布图可以看出：中值粒径D50为19.5μm。
激发和发射性能测试
分别对实施例1-10对比例1得到的荧光粉样品进行激发光谱和发射光谱测试。测试结果表明：实施例1-10发射波长在460～470nm范围内，发光强度高于对比例1；实施例1-10对410-420nm的激发光能高效吸收。
具体数据参见图4、图5和表1。
由图4可以看出，实施例3的发射光波长为465nm，激发光谱可以覆盖到420nm。
由图5可以看出，实施例2，5，6，8，10制备得到的蓝色荧光粉激发光谱覆盖到430nm，而对比例1蓝色荧光粉激发光谱只能有效覆盖到410nm，表明实施例对380-420nm的激发光可以有效吸收，尤其是410-420nm的激发光。
表1.实施例1-10和对比例1蓝色荧光粉性能对比
由表1可见，本发明的蓝色荧光粉较对比实施例合成的蓝粉在420nm激发下具有更高的发光亮度，1000小时后亮度维持率更高，说明抗老化性能更好。
白光发光装置的制备
将本发明实施例1-10合成的蓝色荧光粉以及对比例1蓝色荧光粉分别搭配铝酸盐黄绿色荧光粉、氮化物红色荧光粉制备类自然光高显色LED，蓝色荧光粉与峰波长为520nm的铝酸盐黄绿色荧光粉、峰波长为650nm的氮化物红色荧光粉的质量比为40％：52％：8％，实施例中用到的铝酸盐黄绿色荧光粉具体为Y3(Al,Ga)5O12:Ce3+；氮化物红色荧光粉具体为(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+。
白光发光装置的性能测试
发光装置光谱测试
分别对实施例1-10和对比例1制备得到的类自然光白光发光装置进行光谱测试，测试结果表明，由本发明制备的蓝色荧光粉封装的类自然光白光LED在相同显色指数的情况下具有更高的发光效率，光效超过对比例常规方法制备的蓝色荧光粉3-7％；
以实施例10制备得到的发光器件为典型代表，其光谱如图6所示，光谱覆盖400-750nm可见光波段，且其显色指数Ra超过97，满足类自然光的要求。
光色参数测试
分别对实施例1-10和对比例1制备得到的白光LED器件进行光色参数测试，LED的光色参数如表2所示。
表2.实施例1-10和对比例蓝色荧光粉性封装成类自然光白光LED性能对比
注：表2中的光效指发光效率。
可见本发明的蓝色荧光粉封装成LED器件后相较对比例1具有更高色温、显色指数和光效。
以上所述的实施例仅仅是本申请的优选实施例方式进行描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请的设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案作出的各种变形及改进，均应落入本申请的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种荧光粉材料，其特征在于，所述荧光粉材料包括具有式Ⅰ所示物质中的任一种；
（M3-a-x，Aa）Mg（Si2-b，Db）O8-aEa：xEu2+式Ⅰ
在式Ⅰ中，M为Sr元素；或者，M中还包括Ca元素、Ba元素中的至少一种；
A选自Na元素、K元素中的至少一种；
D选自Ge元素、Sn元素中的至少一种；
E选自Cl元素、F元素中的至少一种；
a的取值范围为0.001≤a≤0.3；
b的取值范围0≤b≤0.3；
x的取值范围0.001≤x≤0.4。
2.根据权利要求1所述的荧光粉材料，其特征在于，在式Ⅰ中，a的取值范围为0.02≤a≤0.2；和/或，
b的取值范围0≤b≤0.1；和/或，
x的取值范围0.01≤x≤0.2。
3.根据权利要求1所述的荧光粉材料，其特征在于，所述荧光粉材料满足以下条件中至少一项；
条件a：属于空间群P21/a；
条件b：所述荧光粉材料的结晶度为≥90%；
条件c：所述荧光粉材料的中值粒径为2~30μm。
4.根据权利要求1所述的荧光粉材料，其特征在于，用紫光激发所述荧光粉材料，所述荧光粉材料的发射光谱的峰值所对应的波长在460nm至470nm范围内。
5.根据权利要求4所述的荧光粉材料，其特征在于，所述紫光是在光谱中至少有部分峰值所对应的波长在380nm至420nm的范围内的光。
6.根据权利要求5所述的荧光粉材料，其特征在于，所述紫光是在光谱中至少有部分峰值所对应的波长在410nm至420nm的范围内的光。
7.权利要求1至6任一项所述荧光粉材料的制备方法，其特征在于，包括：
S100、按照满足式Ⅰ的化学计量比，将M源、A源、Mg源、Si源、E源和Eu源以及根据需要选择D源混合，得到混合物；
S200、在还原气氛下将所述混合物在1150℃~1500℃下灼烧1h~10h，即可得到所述荧光粉材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述灼烧的升温过程包括：
第一升温阶段：25℃~800℃温度区间，8℃/min≤升温速率≤20℃/min；
第二升温阶段：800℃~1100℃温度区间，4℃/min≤升温速率≤5℃/min；
第三升温阶段：1100℃以上温度区间，1℃/min≤升温速率≤5℃/min。
9.一种发光装置，其特征在于，所述发光装置包括发光光源和发光材料，其中所述发光材料包括权利要求1至6任一项所述荧光粉材料。
10.权利要求1至6任一项所述荧光粉材料在白光发光装置中的应用，其特征在于，将所述荧光粉材料与荧光粉A、荧光粉B混合，利用紫光LED芯片激发；
其中，荧光粉A为绿色或黄绿色荧光粉；
所述荧光粉B为红色荧光粉；
所述荧光粉材料与荧光粉A、荧光粉B的质量比为20%~40%: 15%~50%: 5%~30%。
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