專利名稱：摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光材料領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā) 光材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)60年代，Ken Sioulder提出了基于場(chǎng)發(fā)射陰極陣列(FEAs)電子束微型裝 置，這種新型的場(chǎng)發(fā)射器件的工作原理與傳統(tǒng)的陰極射線管(CRT)相似，是通過(guò)電子束轟 擊紅、綠、藍(lán)三色熒光粉發(fā)光，從而實(shí)現(xiàn)成像或照明用途。熒光粉的發(fā)光性能是限制場(chǎng)發(fā)射器件的關(guān)鍵因素之一。目前的場(chǎng)發(fā)射器件所采用 的熒光材料主要是一些用于傳統(tǒng)陰極射線管和投影電視顯象管的硫化物系列、氧化物系列 和硫氧化物系列熒光粉。硫化物和硫氧化物系列的熒光粉發(fā)光亮度較高，且具有一定的導(dǎo) 電性，但在強(qiáng)流電子束的轟擊下容易發(fā)生分解，放出單質(zhì)硫“毒化”陰極針尖，并在熒光粉表 面生成沉淀物，降低了熒光粉的發(fā)光效率，縮短了場(chǎng)發(fā)射器件的使用壽命；氧化物系列的熒 光粉穩(wěn)定性能好，但發(fā)光效率不夠高，并且所用材料一般為絕緣體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種穩(wěn)定性好、導(dǎo) 電性好、發(fā)光效率高的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料。本發(fā)明進(jìn)一步要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，還提供一種工藝簡(jiǎn)單、操作方便的摻雜發(fā) 光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料的制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā) 光材料，其化學(xué)式為Caa4(YhLnx) L2Sna4O3,式中，Ln為銩(Tm)、鋱(Tb)、銪(Eu)、釤(Sm)、 鐠(ft·)、鏑(Dy)、鈰(Ce)、鉺(Er)、釹(Nd)、鉍(Bi)中的一種或者兩種，χ的取值范圍為0 < χ彡0. 2。其中，所述χ的取值范圍優(yōu)選為0.001彡χ彡0. 1。—種摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料的制備方法，以分別含有Ca、Y或Ln的 化合物和SnA作為原料，將上述原料研磨混合均勻后，在1100 1600°C溫度下焙燒1 20h，然后冷卻至室溫，即得到上述化學(xué)式為Qia4(YhLnx)USna4O3的摻雜發(fā)光離子的鈣釔 錫酸鹽發(fā)光材料。其中，含Ca的化合物優(yōu)選Ca的氧化物、碳酸鹽、草酸酸或醋酸鹽，含Y 的化合物優(yōu)選Y的氧化物、氯化物、硝酸鹽、碳酸鹽或草酸鹽，含Ln的化合物優(yōu)選Ln的氧 化物、氯化物、硝酸鹽、碳酸鹽或草酸鹽；焙燒溫度優(yōu)選為1300 1450°C，焙燒時(shí)間優(yōu)選為 4 IOh ；在焙燒產(chǎn)物冷卻至室溫后，優(yōu)選地，將其研磨為粉末，得到上述的鈣釔錫酸鹽發(fā)光 材料。本發(fā)明的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料摻雜了 Tm、Tb、Eu、Sm、Pr、Dy、Ce、 Er、Nd、Bi離子中的一種或者兩種，其具有穩(wěn)定性好、色純度好、發(fā)光效率高等特點(diǎn)，在電子 束激發(fā)下能發(fā)射出紅光、綠光或藍(lán)光等。本發(fā)明的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料的制備方法，其工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，且得到的產(chǎn)品質(zhì)量高，可廣泛應(yīng)用于發(fā)光材料的制造。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖1是本發(fā)明實(shí)施例4制備的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料在陰極射線激 發(fā)下的發(fā)光光譜；圖2是本發(fā)明實(shí)施例5制備的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料在陰極射線激 發(fā)下的發(fā)光光譜；圖3是本發(fā)明實(shí)施例7制備的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料在陰極射線激 發(fā)下的發(fā)光光譜。上述陰極射線發(fā)光光譜是采用島津RF-5301PC光譜儀在5KV加速電壓的陰極射線 激發(fā)下分析得出。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 高溫固相法制備 CEia4(Ya 992Tmacici8) L2Sn0.403稱取CaCO3O. 2000g、Y2O3O. 6719g、Tm2O3O. 0092g、SnO2O. 3014g,將上述原料置于瑪瑙研缽中充分研磨至混合均勻，然后將研磨得到的粉末轉(zhuǎn)移到剛玉坩堝中，置于高溫箱 式爐中在1500°C溫度下燒結(jié)lh，將得到的產(chǎn)物冷卻至室溫后置于研缽中研磨，即可得到 Ca0.4 (Y0.992Tm0. _) L 2Sn0.403發(fā)光材料，其在電子束激發(fā)下發(fā)射出藍(lán)光。實(shí)施例2 高溫固相法制備 CEia4(Ya 999Eracicil) L2Sn0.403稱取CaO 0. 1120g、Y(N03)3l. 6477g,ErCl3O. 0016g、Sn020 . 30 1 4g，將上述原料置于瑪瑙研缽中充分研磨至混合均勻，然后將研磨得到的粉末轉(zhuǎn)移到剛玉坩堝中，置于高溫箱 式爐中在1100°c溫度下燒結(jié)20h，將得到的產(chǎn)物冷卻至室溫后置于研缽中研磨，即可得到 Ca0.4 (Y0.999Er0.001) L 2Sn0.403發(fā)光材料，其在電子束激發(fā)下發(fā)射出綠光。實(shí)施例3 高溫固相法制備 CEta4(Ya99Smacil)USna4O3稱取CaC2O4O. 2560g、YCl3L 1598g、Sm2 (CO3) 30· 0144g、SnO2O. 3014g,將上述原料置于瑪瑙研缽中充分研磨至混合均勻，然后將研磨得到的粉末轉(zhuǎn)移到剛玉坩堝中，置于高溫 箱式爐中在1300°C溫度下燒結(jié)15h，將得到的產(chǎn)物冷卻至室溫后置于研缽中研磨，即可得 到Caa4(Ya99Smacil)USna4O3發(fā)光材料，其在電子束激發(fā)下發(fā)射出橙紅光。實(shí)施例4 高溫固相法制備 CEia4(Ya92Tbatl8) L2Sna4O3稱取CaCO3O. 2000g、Y2O3O. 6232g、Tb4O7O. 0179g、SnO2O. 3014g,將上述原料置于瑪瑙研缽中充分研磨至混合均勻，然后將研磨得到的粉末轉(zhuǎn)移到剛玉坩堝中，置于高溫箱 式爐中在1450°C溫度下燒結(jié)4h，將得到的產(chǎn)物冷卻至室溫后置于研缽中研磨，即可得到 Ca0.4 (Y0.92Tb0.08) L 2Sn0.403發(fā)光材料，其在電子束激發(fā)下發(fā)射出綠光。圖1是本實(shí)施例制備的C、JYa92Tba J ^Sna4O3發(fā)光材料在陰極射線激發(fā)下的發(fā) 光光譜。如圖1所示，本實(shí)施例制備的發(fā)光材料在波長(zhǎng)為M4nm處發(fā)射出窄帶綠色光。實(shí)施例5 高溫固相法制備 C￡i。.4(Y。.995Bi。.。。5) L2Sn0.403稱取CaCO3O. 2000g、Y2O3O. 6740g、Bi2O3O. 0069g、SnO2O. 3014g,將上述原料置于瑪瑙研缽中充分研磨至混合均勻，然后將研磨得到的粉末轉(zhuǎn)移到剛玉坩堝中，置于高溫箱式爐中在1600°C溫度下燒結(jié)lh，將得到的產(chǎn)物冷卻至室溫后置于研缽中研磨，即可得到 Ca0.4 (Y0.995Bi0.005) L 2Sn0.403發(fā)光材料，其在電子束激發(fā)下發(fā)射出藍(lán)光。圖2是本實(shí)施例制備的Caa4(Ya 995Biatltl5)USna4O3發(fā)光材料在陰極射線激發(fā)下的 發(fā)光光譜。如圖2所示，本實(shí)施例制備的發(fā)光材料在波長(zhǎng)為440nm處發(fā)射出寬帶藍(lán)色光。實(shí)施例6 高溫固相法制備 CEia4(Ya98Dyatl2) L2Sn0.403稱取Ca (CH3COO) 20. 3160g,Y2 (C2O4)3L 2988g、Dy2 (CO3) 30· 0303g、SnO2O. 3014g，將上述原料置于瑪瑙研缽中充分研磨至混合均勻，然后將研磨得到的粉末轉(zhuǎn)移到剛玉坩堝中， 置于高溫箱式爐中在1500°C溫度下燒結(jié)4h，將得到的產(chǎn)物冷卻至室溫后置于研缽中研磨， 即可得到C、4 (Y0.98Dy0. J1.2Sn0.403發(fā)光材料，其在電子束激發(fā)下發(fā)射出黃白光。實(shí)施例7 高溫固相法制備 Qia4(Ya95Euaci5) I2Sna4O3稱取CaCO3O. 2000g、Y2O3O. 6435g, Eu2O3O. 0527g、SnO2O. 3014g,將上述原料置于瑪瑙研缽中充分研磨至混合均勻，然后將研磨得到的粉末轉(zhuǎn)移到剛玉坩堝中，置于高溫箱 式爐中在1450°C溫度下燒結(jié)4h，將得到的產(chǎn)物冷卻至室溫后置于研缽中研磨，即可得到 Ca0.4 (Y0. 95Eu0. J l 2Sn0.403發(fā)光材料，其在電子束激發(fā)下發(fā)射出紅光。圖3是本實(shí)施例制備的Qia4 (Ya95Eua J ^Sna4O3發(fā)光材料在陰極射線激發(fā)下的發(fā) 光光譜。如圖3所示，本實(shí)施例制備的發(fā)光材料在波長(zhǎng)為615nm處發(fā)射出窄帶紅色光。實(shí)施例8 高溫固相法制備 CEta4(Ya991Ceacici9) L2Sn0.403稱取CaCO3O. 2000g、Y2O3O. 6713g、CeO2O. 0092g、SnO2O. 3014g,將上述原料置于瑪瑙研缽中充分研磨至混合均勻，然后將研磨得到的粉末轉(zhuǎn)移到剛玉坩堝中，置于高溫箱 式爐中在1500°C溫度下燒結(jié)4h，將得到的產(chǎn)物冷卻至室溫后置于研缽中研磨，即可得到 Ca0.4 (Y0.991Ce0. _) L 2Sn0.403發(fā)光材料，其在電子束激發(fā)下發(fā)射出藍(lán)光。實(shí)施例9高溫固相法制備CEia4(Ya8Tba2) L2Sn0.403稱取CaC2O4O. 2560g、Y2 (C2O4) 31· 0603g、Tb2 (C2O4) 30· 3490g、SnO2O. 3014g,將上述原料置于瑪瑙研缽中充分研磨至混合均勻，然后將研磨得到的粉末轉(zhuǎn)移到剛玉坩堝中，置于 高溫箱式爐中在1400°C溫度下燒結(jié)10h，將得到的產(chǎn)物冷卻至室溫后置于研缽中研磨，即 可得到C^l4(Ya8Tba2)USna4O3發(fā)光材料，其在電子束激發(fā)下發(fā)射出綠光。實(shí)施例10高溫固相法制備Qia4(Ya9Euai) L2Sn0.403稱取CaCO3O. 2000g J2 (CO3) 30. 9660g、Eu2 (CO3) 30. 1451g、SnO2O. 3014g，將上述原料置于瑪瑙研缽中充分研磨至混合均勻，然后將研磨得到的粉末轉(zhuǎn)移到剛玉坩堝中，置于高 溫箱式爐中在1550°C溫度下燒結(jié)證，將得到的產(chǎn)物冷卻至室溫后置于研缽中研磨，即可得 到Qitl. 4 (Y0. 9Eu0. J L 2Sn0.403發(fā)光材料，其在電子束激發(fā)下發(fā)射出紅光。實(shí)施例11 高溫固相法制備 CEia4(Ya98Pratl2) L2Sn0.403稱取Ca (CH3COO) 20. 2523g、Y2 (C2O4) 31· 2990g、Pr (NO3) 30· 0392g、SnO2O. 3014g,將上述原料置于瑪瑙研缽中充分研磨至混合均勻，然后將研磨得到的粉末轉(zhuǎn)移到剛玉坩堝中， 置于高溫箱式爐中在1400°C溫度下燒結(jié)他，得到的產(chǎn)物冷卻至室溫后置于研缽中研磨，即 可得到Caa4(Ya98Praci2)L2Sna4O3發(fā)光材料，其在電子束激發(fā)下發(fā)射出綠光。實(shí)施例12 高溫固相法制備 Qia4(Ya97Ndaci3) L2Sna4O3稱取CaCO3O. 2000g、Y2O3O. 6435g、Nd2O3O. 0303g、SnO2O. 3014g,將上述原料置于瑪瑙研缽中充分研磨至混合均勻，然后將研磨得到的粉末轉(zhuǎn)移到剛玉坩堝中，置于高溫5箱式爐中在1450°C溫度下燒結(jié)4h，得到的產(chǎn)物冷卻至室溫后置于研缽中研磨，即可得到 Ca0.4 (Y0.97Nd0.03) L 2Sn0.403發(fā)光材料，其在電子束激發(fā)下發(fā)射出橙色光。實(shí)施例I3 高溫固相法制備 CEta4(Ya 965CeacilTbaci25) L2Sn0.403稱取CaCO3O. 2000g、Y2O3O. 6537g、CeO2O. 0052g、Tb4O7O. 0233g、SnO2O. 3014g,將上 述原料置于瑪瑙研缽中充分研磨至混合均勻，然后將研磨得到的粉末轉(zhuǎn)移到剛玉坩堝中， 置于高溫箱式爐中在1500°C溫度下燒結(jié)4h，得到的產(chǎn)物冷卻至室溫后置于研缽中研磨，即 可得到C^1.4 (Y0.965Ce0.01Tb0.025) L 2Sn0.403發(fā)光材料，其在電子束激發(fā)下發(fā)射出綠光。
權(quán)利要求
1.一種摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料，其特征在于，其化學(xué)式為 Ca0.4 (YhLnx) L2Sn0.403，式中，Ln 為 Tm、Tb、Eu、Sm、Pr、Dy、Ce、Er、Nd、Bi 中的一種或者兩種， χ的取值范圍為0< χ彡0.2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料，其特征在于，所述χ的 取值范圍為0. 001彡χ彡0. 1。
3.一種摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟①以含Ca化合物、含Y化合物、含Ln化合物和SnA作為原料，將上述原料研磨混合均 勻形成混合料；②將步驟①制成的混合料在1100 1600°C下焙燒1 20h；③將步驟②焙燒后的產(chǎn)物冷卻至室溫，即得到化學(xué)式為Ciia4(YhLnx) USna4O3的摻雜 發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料；所述化學(xué)式中，Ln為Tm、Tb、Eu、Sm、Pr、Dy、Ce、Er、Nd、 Bi中的一種或者兩種，χ的取值范圍為0 < χ < 0. 2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，所述χ的取值范圍為0. 001彡χ彡0. 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，所述步驟①中含Ca化合物為Ca的氧化物、碳酸鹽、草酸酸或醋酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，所述步驟①中含Y化合物為Y的氧化物、氯化物、硝酸鹽、碳酸鹽或草酸鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，所述步驟①中含Ln化合物為L(zhǎng)n的氧化物、氯化物、硝酸鹽、碳酸鹽或草酸鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，所述步驟②中的焙燒溫度為1300 1450°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，所述步驟②中的焙燒時(shí)間為4 10h。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料的制備方法，其 特征在于，所述步驟③為，將步驟②焙燒后的產(chǎn)物冷卻至室溫，研磨，即得到化學(xué)式為 Ca0.4 (YhLnx) L 2Sn0.403的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料及其制備方法，該發(fā)光材料的化學(xué)式為Ca0.4(Y1-xLnx)1.2Sn0.4O3，式中，Ln為Tm、Tb、Eu、Sm、Pr、Dy、Ce、Er、Nd、Bi中的一種或者兩種，x的取值范圍為0＜x≤0.2。制備方法為以分別含有Ca、Y或Ln的化合物和SnO2作為原料，將上述原料研磨混合均勻，在1100～1600℃溫度下焙燒1～20h，焙燒后的產(chǎn)物冷卻至室溫，研磨后即得到本發(fā)明的摻雜發(fā)光離子的鈣釔錫酸鹽發(fā)光材料。本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，制備得到的發(fā)光材料具有穩(wěn)定性好、色純度好、發(fā)光效率高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09K11/78GK102051170SQ20091011045
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者周明杰, 時(shí)朝璞, 王榮, 馬文波 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司