CN1664055A - 一种小粒径硅酸锌锰绿色荧光粉的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种小粒径硅酸锌锰绿色荧光粉的制备方法，其中硅酸盐绿色荧光粉的化学表达式为：Zn2－2xMn2xSiO4，其中0.0025≤x≤0.08，其制备方法为：1)按上述荧光粉组成的化学计量比分别称取所需的原料和少量助熔剂，进行混合，形成混合料，2)将混合料装入坩埚，在空气中或惰性气氛下灼烧，冷却后取出，3)将灼烧产物粉碎，用混料机重新混合，装入氧化铝坩埚，灼烧，急冷取出或在惰性气氛保护下冷却到室温取出，4)用球磨、气流磨等方法将灼烧产物粉碎至3μm以下，5)将粉碎后的粉体再次装入坩埚，在900～1100℃的温度下灼烧10分钟至1小时，急冷取出，6)用去离子水将灼烧产物洗涤至中性、脱水、干燥、过筛，即可得到硅酸盐绿色荧光粉。

Description

一种小粒径硅酸锌锰绿色荧光粉的制备方法
                           技术领域
本发明涉及一种等离子显示器(PDP)用硅酸盐绿色荧光粉的制备方法。属于荧光粉制备的技术领域。
                           背景技术
对Zn2SiO4:Mn2+绿色荧光粉的研究已经有很多年的历史，从40年代起就作为绿色荧光粉(254nm激发)成份被广泛应用于荧光灯和后来的CRT装置中，至50年代后期，在灯用荧光粉领域逐渐被更高光效和光通维持特性的卤磷酸钙荧光粉取代，目前仍应用在CRT、长余辉显示等领域。二十世纪60年代后，PDP等平板显示技术得到了迅速发展，人们Zn2SiO4:Mn2+绿色荧光粉在真空紫外光激发下发光亮度高、色坐标佳、稳定性好，非常适合PDP显示要求。
Zn2SiO4:Mn2+荧光粉的合成方法有高温固相反应法、溶胶凝胶法(中国专利98813227.3)燃烧合成法(中国专利CN1470595A)等。真正商用的Zn2SiO4:Mn2+荧光粉仍然采用高温固相法合成，就是将SiO2、ZnO、MnCO3、助熔剂等原料充分混合后装入坩埚，在空气或中性气氛中升温至1100～1300℃，保温2～5h，将灼烧产物粉碎、洗涤、干燥、过筛，得到产品。该方法操作简单，但合成的Zn2SiO4:Mn2+粉末容易出现发黄或部分发黄的现象，而且经过粉碎之后荧光粉的亮度下降很大，特别若要粉碎至PDP所要求的小于4μm的粒径时，荧光粉亮度将下降40～60％左右。
                          发明内容
技术问题：本发明的目的是提出一种小粒径硅酸锌锰绿色荧光粉的制备方法，可以合成出粉体纯白、发光效率高、粒径细小的硅酸盐绿粉。
技术方案：本发明涉及的硅酸盐绿色荧光粉的化学表达式为：
                    Zn2-2xMn2xSiO4
其中0.0025≤x≤0.08。
本发明提出一种硅酸盐绿色荧光粉的制备方法，包括以下几个步骤：
1，按上述荧光粉组成的化学计量比分别称取所需的原料和少量量助熔剂，所用的荧光粉原料为：(1)碳酸锰或硝酸锰中的一种或两种；(2)硅化合物采用二氧化硅或硅酸中的一种或两种；(3)氧化锌或可以转化为氧化锌的碳酸锌、碱式碳酸锌或硝酸锌的锌盐中的一种或多种；(3)助熔剂采用氟化铵、氟化氢铵或氟化锌中的一种或几种，也可以不使用助熔剂。其中二氧化硅或硅酸需要超过Zn2-2xMn2xSiO4化学计量的10～40％。
2，将混合料装入坩埚，在空气中或惰性气氛下1200至1400℃的温度下灼烧至少一次0.5～10小时，冷却后取出。
3，将灼烧产物粉碎，用混料机重新混合，装入氧化铝坩埚，放入高温炉中，升温至1200至1400℃的温度下灼烧至少一次0.5～10小时，1000℃温度以上急冷取出或在惰性气氛保护下冷却到室温取出。
4，用球磨、气流磨等方法将灼烧产物粉碎至3μm以下。
5，将粉碎后的粉体再次装入坩埚，在900～1100℃的温度下灼烧10分钟至1小时，急冷取出。
6，用去离子水将灼烧产物洗涤至中性、脱水、干燥、过筛，即可得到硅酸盐绿色荧光粉。
有益效果：本发明的优点是：(1)可以制备出粉色全白、性能优越的硅酸盐绿色荧光粉，消除了粉色发黄问题；(2)降低了荧光粉粒径，可以获得中心粒径2～4μm的硅酸盐绿粉。
                              具体实施方式
实施例1
称取ZnO 0.99摩尔，MnCO3 0.01摩尔，SiO2 0.6摩尔，NH4F 0.005摩尔，用混料机充分混合，装入氧化铝坩埚，放入高温炉中，升温至1300℃灼烧1小时，冷却后取出。将灼烧产物粉碎，用混料机重新混合，装入氧化铝坩埚，放入高温炉中，升温至1300℃灼烧1小时，急冷取出。用球磨机将灼烧产物粉碎至3μm以下，将粉碎后的粉体再次装入坩埚，在1050℃灼烧0.5小时，急冷取出。用去离子水将灼烧产物洗涤至中性、脱水、干燥、过400目筛，即可得到硅酸盐绿色荧光粉。该荧光粉中心粒径3.4μm，在147nm激发下亮度为112。
实施例2
称取ZnO 0.99摩尔，MnCO3 0.01摩尔，SiO2 0.55摩尔，NH4F 0.005摩尔，用混料机充分混合，其余同实施例1。该荧光粉中心粒径3.5μm，在147nm激发下亮度为108。
实施例3
称取ZnO 0.99摩尔，MnCO3 0.01摩尔，SiO2 0.7摩尔，NH4F 0.005摩尔，用混料机充分混合，其余同实施例1。该荧光粉中心粒径3.5μm，在147nm激发下亮度为99。
实施例4
称取ZnO 0.99摩尔，MnCO3 0.01摩尔，SiO2 0.6摩尔，NH4F 0.005摩尔，用混料机充分混合，前两次灼烧温度为1400℃，其余同实施例1。该荧光粉中心粒径3.9μm，在147nm激发下亮度为107。
实施例5
称取ZnO 0.99摩尔，MnCO3 0.01摩尔，SiO2 0.6摩尔，NH4F 0.005摩尔，用混料机充分混合，前两次灼烧温度为1200℃，其余同实施例1。该荧光粉中心粒径3.3μm，在147nm激发下亮度为101。
实施例6
称取ZnO 0.99摩尔，MnCO3 0.01摩尔，SiO2 0.6摩尔，NH4F 0.005摩尔，用混料机充分混合，最后一次灼烧温度为900℃，其余同实施例1。该荧光粉中心粒径3.2μm，在147nm激发下亮度为100。
实施例7
称取ZnO 0.99摩尔，MnCO3 0.01摩尔，SiO2 0.6摩尔，NH4F 0.005摩尔，用混料机充分混合，最后一次灼烧温度为1100℃，其余同实施例1。该荧光粉中心粒径3.8μm，在147nm激发下亮度为111。
实施例8
称取ZnO 0.99摩尔，MnCO3 0.01摩尔，SiO2 0.6摩尔，NH4HF2 0.0025摩尔，用混料机充分混合，其余同实施例1。该荧光粉中心粒径3.5μm，在147nm激发下亮度为104。

Claims (3)

1、一种小粒径硅酸锌锰绿色荧光粉的制备方法，其特征在于本方法的硅酸盐绿色荧光粉的化学表达式为：Zn2-2xMn2xSiO4，其中0.0025≤x≤0.08，其制备方法包括以下几个步骤：
1)按上述荧光粉组成的化学计量比分别称取所需的原料和少量量助熔剂，进行混合，形成混合料，
2)将混合料装入坩埚，在空气中或惰性气氛下1200至1400℃的温度下灼烧至少一次0.5～10小时，冷却后取出，
3)将灼烧产物粉碎，用混料机重新混合，装入氧化铝坩埚，放入高温炉中，升温至1200至1400℃的温度下灼烧至少一次0.5～10小时，1000℃温度以上急冷取出或在惰性气氛保护下冷却到室温取出，
4)用球磨、气流磨等方法将灼烧产物粉碎至3μm以下，
5)将粉碎后的粉体再次装入坩埚，在900～1100℃的温度下灼烧10分钟至1小时，急冷取出，
6)用去离子水将灼烧产物洗涤至中性、脱水、干燥、过筛，即可得到硅酸盐绿色荧光粉。
2、根据权利要求1所述的一种小粒径硅酸锌锰绿色荧光粉的制备方法，其特征在于所用的荧光粉原料为：a、碳酸锰或硝酸锰中的一种或两种；b、硅化合物采用二氧化硅或硅酸中的一种或两种；c、氧化锌或可以转化为氧化锌的碳酸锌、碱式碳酸锌或硝酸锌的锌盐中的一种或多种；其中二氧化硅或硅酸需要超过Zn2-2xMn2xSiO4化学计量的10～40％。
3、根据权利要求1所述的一种小粒径硅酸锌锰绿色荧光粉的制备方法，其特征在于助熔剂采用氟化铵、氟化氢铵或氟化锌中的一种或几种。
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Denomination of invention: Method for preparing small grain size manganese zinc silicate green fluorescent powder

Granted publication date: 20070711

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