專利名稱：一種硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法。屬于熒光粉制備的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對(duì)Zn2SiO4:Mn2+綠色熒光粉的研究已經(jīng)有很多年的歷史，從40年代起就作為綠色熒光粉(254nm激發(fā))成份被廣泛應(yīng)用于熒光燈和后來的CRT裝置中，至50年代后期，在燈用熒光粉領(lǐng)域逐漸被更高光效和光通維持特性的鹵磷酸鈣熒光粉取代，目前仍應(yīng)用在CRT、長(zhǎng)余輝顯示等領(lǐng)域。二十世紀(jì)60年代后，PDP等平板顯示技術(shù)得到了迅速發(fā)展，人們Zn2SiO4:Mn2+綠色熒光粉在真空紫外光激發(fā)下發(fā)光亮度高、色坐標(biāo)佳、穩(wěn)定性好，非常適合PDP顯示要求。
Zn2SiO4:Mn2+熒光粉的合成方法有高溫固相反應(yīng)法、溶膠凝膠法(中國(guó)專利98813227.3)燃燒合成法(中國(guó)專利CN1470595A)等。真正商用的Zn2SiO4:Mn2+熒光粉仍然采用高溫固相法合成，就是將SiO2、ZnO、MnCO3、助熔劑等原料充分混合后裝入坩堝，在空氣或中性氣氛中升溫至1100～1300℃，保溫2～5h合成。該方法操作簡(jiǎn)單，但合成的Zn2SiO4:Mn2+粉末容易出現(xiàn)發(fā)黃或部分發(fā)黃的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響粉色和熒光粉亮度，發(fā)黃粉末的亮度下降幅度可達(dá)40％以上。為解決粉色發(fā)黃問題，往往需要多次高溫煅燒，增加了工藝成本，且效果仍不能令人滿意。
我們通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，灼燒后Zn2SiO4:Mn2+粉體的發(fā)黃主要存在于坩堝中心區(qū)域，且越往芯部顏色越黃。XRD分析表明，坩堝四周白色粉末的衍射數(shù)據(jù)與JCPDS標(biāo)準(zhǔn)卡片08-0492符合得很好，表明是純的正硅酸鋅基質(zhì)。而在發(fā)黃的中心區(qū)域粉末中，除正硅酸鋅結(jié)構(gòu)外，還發(fā)現(xiàn)有ZnO的衍射峰(JCPDS 36-1451)存在。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提出一種硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，在現(xiàn)有的高溫固相法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，合成工藝簡(jiǎn)單，可以一次灼燒合成純白的粉體，消除粉色發(fā)黃問題。
技術(shù)方案本發(fā)明涉及的硅酸鹽綠色熒光粉的化學(xué)表達(dá)式為Zn2-2xMn2xSiO4其中0.0025≤x≤0.08。
本發(fā)明提出一種硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，包括以下幾個(gè)步驟1，按上述熒光粉組成的化學(xué)計(jì)量比分別稱取所需的原料和少量量助熔劑，所用的熒光粉原料為(1)碳酸錳或硝酸錳中的一種或兩種；(2)硅化合物采用二氧化硅或硅酸中的一種或兩種；(3)氧化鋅或可以轉(zhuǎn)化為氧化鋅的碳酸鋅、堿式碳酸鋅或硝酸鋅的鋅鹽中的一種或多種；(3)助熔劑采用氟化銨、氟化氫銨或氟化鋅中的一種或幾種。將原料充分混合，稱為混合料，2，稱取相當(dāng)于混合料重量的5～40％的二氧化硅和助熔劑，或硅酸和助熔劑的混合物，稱為預(yù)置料。其中助熔劑的比例占預(yù)置料重量的0.5～10％，3，將混合料裝入坩堝至1/2至2/3，用非金屬質(zhì)的木棒、玻璃棒或塑料棒等在中心壓出圓柱形、長(zhǎng)方形或半球形坑，在坑中裝入預(yù)置料，繼續(xù)裝入混合料。預(yù)置料的位置應(yīng)位于全部物料的中心部位，4，將裝好的物料在空氣中或惰性氣氛下1200至1400℃的溫度下灼燒至少一次0.5～10小時(shí)，1000℃以上急冷取出或在惰性氣氛保護(hù)下冷卻到室溫取出，5，灼燒過的粉末經(jīng)過粉碎、洗滌、干燥、過篩，即可得到硅酸鹽綠色熒光粉。
有益效果本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)制備工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)；(2)可以一次性制備出粉色全白的硅酸鹽綠色熒光粉，消除了粉色發(fā)黃問題。


圖1是周圍白色粉末的XRD衍射圖。
圖1是芯部發(fā)黃粉末的XRD衍射圖?！啊彼疚恢脼閆nO衍射峰。
圖3是裝料示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1稱取ZnO 0.99摩爾，MnCO30.01摩爾，SiO20.5摩爾，NH4F 0.005摩爾，用混料機(jī)充分混合，作為混合料；稱取SiO20.05摩爾，NH45F 0.001摩爾，作為預(yù)置料；將混合料的2/3裝入氧化鋁坩堝，用木棒壓出圓柱性坑，將預(yù)置料放入坑中，繼續(xù)裝入剩余的混合料。將坩堝放入高溫爐中，升溫至1200℃灼燒1小時(shí)，急冷取出。將灼燒產(chǎn)物粉碎，用去離子水洗滌至中性、脫水、干燥、過篩，即可得到硅酸鹽綠色熒光粉。該熒光粉在147nm激發(fā)下亮度為108。
實(shí)施例2稱取ZnO 0.99摩爾，MnCO30.01摩爾，SiO20.5摩爾，NH4F 0.005摩爾，用混料機(jī)充分混合，作為混合料；稱取SiO20.1摩爾，NH45F 0.001摩爾，作為預(yù)置料；其余同實(shí)施例1。該熒光粉在147nm激發(fā)下亮度為105。
實(shí)施例3稱取ZnO 0.99摩爾，MnCO30.01摩爾，SiO20.5摩爾，NH4F 0.005摩爾，用混料機(jī)充分混合，作為混合料；稱取SiO20.2摩爾，NH45F 0.005摩爾，作為預(yù)置料；其余同實(shí)施例1。該熒光粉在147nm激發(fā)下亮度為95。
實(shí)施例4稱取ZnO 0.99摩爾，MnCO30.01摩爾，SiO20.5摩爾，NH4F 0.005摩爾，用混料機(jī)充分混合，作為混合料；稱取SiO20.05摩爾，NH45F 0.001摩爾，作為預(yù)置料；在1250℃灼燒1小時(shí)，其余同實(shí)施例1。該熒光粉在147nm激發(fā)下亮度為110。
實(shí)施例5稱取ZnO 0.99摩爾，MnCO30.01摩爾，SiO20.5摩爾，NH4F 0.005摩爾，用混料機(jī)充分混合，作為混合料；稱取SiO20.05摩爾，NH45F 0.001摩爾，作為預(yù)置料；在1300℃灼燒0.5小時(shí)，其余同實(shí)施例1。該熒光粉在147nm激發(fā)下亮度為108。
實(shí)施例6稱取ZnO 0.99摩爾，MnCO30.01摩爾，SiO20.5摩爾，NH4HF20.0025摩爾，用混料機(jī)充分混合，作為混合料；稱取SiO20.05摩爾，NH45F 0.001摩爾，作為預(yù)置料；在1300℃灼燒0.5小時(shí)，其余同實(shí)施例1。該熒光粉在147nm激發(fā)下亮度為104。
權(quán)利要求
1.一種硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，其特征在于硅酸鹽綠色熒光粉的化學(xué)表達(dá)式為Zn2-2xMn2xSiO4，其中0.0025≤x≤0.08，其制備方法包括以下幾個(gè)步驟1)按上述熒光粉組成的化學(xué)計(jì)量比分別稱取所需的原料和少量助熔劑，2)稱取相當(dāng)于混合料重量的，5～40％的二氧化硅和助熔劑，或硅酸和助熔劑的混合物，稱為預(yù)置料，其中助熔劑的比例占預(yù)置料重量的0.5～10％，3)將混合料裝入坩堝至1/2至2/3，用非金屬質(zhì)的木棒、玻璃棒或塑料棒等在中心壓出圓柱形、長(zhǎng)方形或半球形坑，在坑中裝入預(yù)置料，繼續(xù)裝入混合料，預(yù)置料的位置應(yīng)位于全部物料的中心部位，4)將裝好的坩堝在空氣中或惰性氣氛下1200至1400℃的溫度下灼燒至少一次0.5～10小時(shí)，1000℃以上急冷取出或在惰性氣氛保護(hù)下冷卻到室溫取出，5)灼燒過的粉末經(jīng)過粉碎、洗滌、干燥、過篩，即可得到硅酸鹽綠色熒光粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，其特征在于所用的熒光粉原料為a、碳酸錳或硝酸錳中的一種或兩種；b、硅化合物采用二氧化硅或硅酸中的一種或兩種；c、氧化鋅或可以轉(zhuǎn)化為氧化鋅的碳酸鋅、堿式碳酸鋅或硝酸鋅的鋅鹽中的一種或多種；d、助熔劑采用氟化銨、氟化氫銨或氟化鋅中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，其特征在于助熔劑采用氟化銨、氟化氫銨或氟化鋅中的一種或幾種。
全文摘要
一種硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，其硅酸鹽綠色熒光粉的化學(xué)表達(dá)式為 Zn
文檔編號(hào)C09K11/59GK1664056SQ20051003837
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2005年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月21日
發(fā)明者蔣建清, 董巖, 于金, 方峰 申請(qǐng)人:東南大學(xué)