專(zhuān)利名稱(chēng)：一種硅氧氮化物熒光粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)發(fā)光材料領(lǐng)域，具體涉及一種硅氧氮化物熒光粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
與傳統(tǒng)的照明技術(shù)相比，白光二極管(White Light Emitting Diodes，WLED)照明技術(shù)具有其顯著的優(yōu)勢(shì)發(fā)光二極管具有體積小、發(fā)熱量低、耗電量低、壽命長(zhǎng)、反應(yīng)速度快、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，可平面封裝和易于輕薄化等優(yōu)點(diǎn)。其中，近紫外和藍(lán)光激發(fā)(360nm-450nm) 的白光LED在汽車(chē)照明，背光源以及在其他電子設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。而新型的等離子平板顯示器(Plasma Display Panel, PDP)具有體積小、重量更輕、無(wú)X射線輻射、亮度高、 色彩還原性好、灰度豐富、對(duì)迅速變化的畫(huà)面響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。更多的照明顯示技術(shù)還包括三基色熒光燈、熒光顯示管(VFD)、場(chǎng)致發(fā)射顯示器(FED)、陰極射線管(CRT)等。以上照明顯示器件的性能依賴(lài)于多種因素，其中用于光轉(zhuǎn)換的熒光粉也扮演了一個(gè)重要的角色。對(duì)于其中的任意一種用途，為了使熒光粉發(fā)光，需要向熒光粉提供激發(fā)熒光粉的能量，包括電子射線、真空紫外線、紫外線以致于可見(jiàn)光，在提供這些能量的激發(fā)源的激發(fā)下，熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光線。熒光粉種類(lèi)較多，有硅酸鹽熒光粉、磷酸鹽熒光粉、鋁酸鹽熒光粉、硫化物熒光粉等，熒光粉在長(zhǎng)時(shí)間暴露于激發(fā)源的情況下有亮度降低的問(wèn)題，其應(yīng)用受到限制，因此需要探索亮度降低小、性能穩(wěn)定的新型熒光粉材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題在于提供一種硅氧氮化物熒光粉，具有高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，光轉(zhuǎn)換效率高。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種硅氧氮化物熒光粉，通式為B CfDgSi3+a(Al，Ga, In) 3+b04+。N5+d，其中_2 < a < 2, -2 < b < 2, -2 < c < 2, -2 < d < 2,0 ^ f ^ 0. 30,0 ^ g ^ 0. 5, 2e+fvc+gvD = 2， e > 0, vc, vD 代表 C，D 的價(jià)態(tài)；C 為選自 Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Mn、 Cr、Bi、Pb、Fe中的一種或幾種元素的發(fā)光中心，D為Ba以外的堿土金屬以及Si中一種或幾種元素的混合物。作為優(yōu)選，所述硅氧氮化物熒光粉的通式為=BiimCfDgSi3 (Al，Ga, In) 304N5， 0 ^ f ^ 0. 30,0 彡 g 彡 0. 5 ;C 為選自 Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Mn、Cr、 Bi、Pb、Fe中的一種或幾種元素的發(fā)光中心，D為Ba以外的堿土金屬以及金屬元素中一種或幾種元素的混合物。作為優(yōu)選，其基本結(jié)構(gòu)為由BaSi3Al3O4N5組成的單斜晶體結(jié)構(gòu)，其結(jié)晶相在使用CuKa為X射線源的XRD衍射測(cè)試中，在下列三個(gè)2 θ具有衍射峰24. 3° -26.3°， 30.7° -32.7° ,35.6° -37.6°。作為優(yōu)選，所述Si可以被Ge或B部分取代。
作為優(yōu)選，所述C為至少含有Ce、Sm、Eu或％中的一種元素的發(fā)光中心。作為優(yōu)選，在熒光光譜中最大發(fā)光波長(zhǎng)為460nm-500nm，在激發(fā)光譜中最大激發(fā)波長(zhǎng)為M0nm-420nm，在真空紫外激發(fā)中最大激發(fā)波長(zhǎng)為140nm-155nm。作為優(yōu)選，在熒光光譜中最大發(fā)光波長(zhǎng)為400nm-440nm，在激發(fā)光譜中最大激發(fā)波長(zhǎng)為 250nm-370nmo作為優(yōu)選，在熒光光譜中最大發(fā)光波長(zhǎng)為300nm-550nm，在激發(fā)光譜中最大激發(fā)波長(zhǎng)為 650nm-740nm。一種硅氧氮化物熒光粉的制備方法，包括以下步驟1)根據(jù)化學(xué)表達(dá)式B CfDgSi3+a (Al，Ga, In) 3+b04+。N5+d，按照各元素比例計(jì)算各原料用量，式中-2 < a < 2,-2 < b < 2,-2 < c < 2,-2 < d < 2,0 ^ f ^ 0. 30,0 彡 g 彡 0. 5， 2e+fvc+gvD = 2, e > 0, vc, vD 代表 C，D 的價(jià)態(tài)；C 為選自 Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、 Er、Tm、Yb、Mn、Cr、Bi、Pb、Fe中的一種或幾種元素的發(fā)光中心，D為Ba以外的堿土金屬以及Si中一種或幾種元素的混合物；各原料為氧化鋇或可以轉(zhuǎn)化為氧化鋇的碳酸鋇或草酸鋇中的一種或幾種含鋇化合物，含 Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Mn、Cr、Bi、Pb、Fe 中的一種或幾種單質(zhì)、氧化物、氮化物或能轉(zhuǎn)化為氧化物或氮化物的化合物，含Ba以外的堿土金屬以及Si中一種或幾種單質(zhì)、氧化物、氮化物或能轉(zhuǎn)化為氧化物或氮化物的化合物，含Si的氧化物、氮化物或能轉(zhuǎn)化為氧化物或氮化物的化合物；2)將上述各種原料混合，在還原氣氛下，將混合物加熱至1400°C 1600°C進(jìn)行焙燒，保溫 40h，自然冷卻至室溫；3)將焙燒后獲得的粉末粉碎至粒徑為10 μ m以下。作為優(yōu)選，所述2、中原料還包括含Ge或B的氧化物、氮化物或能轉(zhuǎn)化為氧化物或氮化物的化合物。作為優(yōu)選，所述2)中將上述各種原料混合后，還加入助溶劑H3BO3或BaF2。作為優(yōu)選，所述2、中將上述各種原料混合所用的混合裝置為V型混合機(jī)、搖動(dòng)式混合機(jī)、球磨機(jī)、振動(dòng)式球磨機(jī)。作為優(yōu)選，所述2)中將上述各種原料混合后，將混合物盛于與氮化硼、氮化硅、 鎢、鉬或氧化鋁具有低反應(yīng)性的坩堝內(nèi)。作為優(yōu)選，所述2~)中將上述各種原料混合后，堆積相對(duì)密度控制在20% -40%。作為優(yōu)選，所述2、中還原氣氛為氮?dú)?、氫氣或氨氣中的一種或幾種混合氣氛。作為優(yōu)選，所述還原氣氛的壓力為Iatm以上。作為優(yōu)選，所述2)中將混合物加熱的速率為1°C /min-10oC /min。作為優(yōu)選，所述2)中焙燒使用的爐子為金屬電阻加熱型、石墨電阻加熱型或硅鉬棒電阻加熱型的連續(xù)爐或間歇爐。一種熒光粉組合物，包括前面所述硅氧氮化物熒光粉，所述硅氧氮化物熒光粉占所述熒光粉組合物的重量百分?jǐn)?shù)為25%以上。一種照明器件，包括發(fā)光光源和所述硅氧氮化物熒光粉，所述照明器件為白光LED 燈或三基色熒光燈。作為優(yōu)選，所述發(fā)光光源為發(fā)光波長(zhǎng)為320nm-470nm的LED。
一種圖像顯示裝置，包括激發(fā)源和所述硅氧氮化物熒光粉，所述圖像顯示裝置為熒光顯示管、場(chǎng)致發(fā)射顯示器、等離子體顯示器、陰極射線管、高分辨率電視中的一種。作為優(yōu)選，所述激發(fā)源為電子射線、電場(chǎng)、真空紫外線或紫外線中的一種。本發(fā)明提供的一種硅氧氮化物熒光粉，采用新的硅氮氧化物為基質(zhì)材料，長(zhǎng)時(shí)間暴露于激發(fā)源時(shí)亮度降低小，對(duì)藍(lán)光或近紫外光的轉(zhuǎn)換效率優(yōu)異且色純度優(yōu)異，熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性高，可抵擋高溫和酸性環(huán)境的侵蝕，晶粒尺寸小而均勻，是高特性的熒光粉； 并且與一般的硅基氧氮化物相比燒結(jié)溫度低，工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。通過(guò)使用該硅氧氮化物熒光粉及含硅氧氮化物熒光粉的熒光粉組合物，可以得到高效率和高特性的發(fā)光裝置，如照明器件和圖像顯示裝置。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所得粉體的XRD譜圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1所得粉體的激發(fā)和發(fā)射光譜3為本發(fā)明實(shí)施例2所得粉體的激發(fā)和發(fā)射光譜4為本發(fā)明實(shí)施例3所得粉體的激發(fā)和發(fā)射光譜5為本發(fā)明實(shí)施例4所得粉體的激發(fā)和發(fā)射光譜6為本發(fā)明實(shí)施例5所得粉體的激發(fā)和發(fā)射光譜7為本發(fā)明實(shí)施例6所得粉體的激發(fā)和發(fā)射光譜8為本發(fā)明實(shí)施例7所得粉體的激發(fā)和發(fā)射光譜9為本發(fā)明實(shí)施例8所得粉體的激發(fā)和發(fā)射光譜10為本發(fā)明實(shí)施例9所得粉體的激發(fā)和發(fā)射光譜圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例10所得粉體的激發(fā)和發(fā)射光譜12為本發(fā)明實(shí)施例11所得粉體的激發(fā)和發(fā)射光譜13為本發(fā)明實(shí)施例12所得粉體的激發(fā)和發(fā)射光譜14為本發(fā)明實(shí)施例13所得粉體的激發(fā)和發(fā)射光譜圖
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明人對(duì)于稀土摻雜的含鋇硅鋁基氧氮化物以及稀土離子的發(fā)光特性進(jìn)行了長(zhǎng)期、深入而系統(tǒng)的研究，結(jié)合以往的α型塞隆和β型賽隆陶瓷粉體，發(fā)現(xiàn)一種迄今為止未知的全新的具有良好發(fā)光效率的熒光粉，其通式為B CfDgSi3+a(Al，Ga, In) 3+b04+。N5+d，其中-2<a<2，-2<b<2，-2<c<2，-2<d<2，0<f<0.30，0;^g;^0.5，2e+fvc+gvD =2, e > 0, vc, vD 代表 C，D 的價(jià)態(tài)；C 為選自 Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、 Mn、Cr、Bi、Pb、Fe中的一種或幾種元素的發(fā)光中心，D為Ba以外的堿土金屬以及Si中一種或幾種元素的混合物。優(yōu)選的通式為=BEt1^CfDgSi3(Al，Ga, In) 304N5，各字母代表的元素以及角標(biāo)同上。通式為Ba^gCfDgSi3 (Al，Ga，In) 304N5的熒光粉的基本結(jié)構(gòu)為由BaE3Al3OJ5組成的單斜晶體結(jié)構(gòu)，通過(guò)摻雜一定量的Eu2+以及其它發(fā)光離子，獲得可被電子射線(FED、CRT 用)，真空紫外(PDP用)，紫外(三基色熒光燈用)，以及近紫外和藍(lán)光激發(fā)(LED用)的新型高效熒光粉，與一般熒光粉相比，顯示了高的發(fā)光效率、在激發(fā)源下長(zhǎng)時(shí)間光衰也比較小。Al-0，Si-N, A1-N, Si-O四面體通過(guò)一定的空間組合成三維骨架構(gòu)型，Ba原子分布在這些三維骨架構(gòu)型中。其中的Al可部分被其他的三價(jià)元素取代，Ba也可部分被其他金屬離子取代，同時(shí)部分Si-O鍵和Al-N鍵可進(jìn)行一定程度的相互取代，因此實(shí)際構(gòu)成的熒光粉的通式如前所示為B CfDgSi3+a(Al，Ga，In) 3+b04+。N5+d。具有該基本結(jié)構(gòu)的基底材料的結(jié)晶相在使用CuK α為X射線源的XRD衍射測(cè)試中，在下列三個(gè)2 θ具有衍射峰24. 3° -26. 3°， 30.7° -32.7° ,35.6° -37.6°。發(fā)光離子(如Eu2+)的摻雜位置一般取代Ba2+的位置，摻雜量相對(duì)與Ba2+，摩爾分?jǐn)?shù)可以在0%-30%之間變動(dòng)，優(yōu)選具有高亮度的摻雜范圍在-20%之間，所選擇的發(fā)光離子可以是稀土離子以及Mn2+，Cr3+，Bi3+等，也可以是上述發(fā)光離子的組合。本發(fā)明的熒光粉，隨著構(gòu)成熒光粉的組成不同，激發(fā)光譜和發(fā)射光譜也不同，通過(guò)適宜地對(duì)其進(jìn)行合理組合選擇，可以任意地設(shè)定成具有各種各樣的發(fā)光光譜的熒光粉。其中Si可以被Ge或B部分取代，優(yōu)選晶相是由BaSi3Al3O4N5單相固熔形成，不過(guò)在不降低性能的范圍內(nèi)也可以由與其它結(jié)晶相或非結(jié)晶相的混合物而構(gòu)成。C優(yōu)選為至少含有Ce的一種或幾種元素的發(fā)光中心，也可為至少含有Sm的一種或幾種元素的發(fā)光中心，也可為至少含有Eu的一種或幾種元素的發(fā)光中心，還可為至少含有 Yb的一種或幾種元素的發(fā)光中心。由于C的摻雜有很多不同的情況，因此制備出的熒光粉在熒光光譜、激發(fā)光譜及真空紫外激發(fā)中具有不同的波長(zhǎng)范圍，在熒光光譜中最大發(fā)光波長(zhǎng)為460nm-500nm，在激發(fā)光譜中最大激發(fā)波長(zhǎng)為M0nm-420nm，在真空紫外激發(fā)中最大激發(fā)波長(zhǎng)為140nm-155nm ； 或者在熒光光譜中最大發(fā)光波長(zhǎng)為400nm-440nm，在激發(fā)光譜中最大激發(fā)波長(zhǎng)為 250nm-370nm ；或者在熒光光譜中最大發(fā)光波長(zhǎng)為300nm-550nm，在激發(fā)光譜中最大激發(fā)波長(zhǎng)為 650nm-740nm。對(duì)于單摻Eu2+的熒光粉，可以得到最大發(fā)射波長(zhǎng)為450nm-500nm的藍(lán)色熒光粉，其激發(fā)光譜可以為大范圍的真空紫外波段HOnm-ieOnm和紫外-可見(jiàn)光波段220nm-420nm。本發(fā)明還提供了一種熒光粉的制備方法，包括以下步驟1)根據(jù)化學(xué)表達(dá)式B CfDgE3+a (Al，Ga, In) 3+b04+。N5+d，按照各元素比例計(jì)算各原料用量，式中-2 < a < 2，-2 < b < 2，-2 < c < 2，-2 < d < 2，0 彡 f 彡 0. 30,0 彡 g 彡 0. 5， 2e+fvc+gvD = 2, e > O, vc, vD 代表 C，D 的價(jià)態(tài)；C 為選自 Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、 Er、Tm、Yb、Mn、Cr、Bi、Pb、Fe中的一種或幾種元素的發(fā)光中心，D為Ba以外的堿土金屬以及Si中一種或幾種元素的混合物。各原料為氧化鋇或可以轉(zhuǎn)化為氧化鋇的碳酸鋇或草酸鋇中的一種或幾種含鋇化合物，含 Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Mn、Cr、Bi、Pb、Fe 中的一種或幾種單質(zhì)、氧化物、氮化物或能轉(zhuǎn)化為氧化物或氮化物的化合物，含Ba以外的堿土金屬以及Si中一種或幾種單質(zhì)、氧化物、氮化物或能轉(zhuǎn)化為氧化物或氮化物的化合物，含Si的氧化物、氮化物或能轉(zhuǎn)化為氧化物或氮化物的化合物如可選用氮化硅、二氧化硅或純硅粉，還可以選用含Ge或B的氧化物、氮化物或能轉(zhuǎn)化為氧化物或氮化物的化合物，使部分Si被Ge或B取代。為了使各種原料在反應(yīng)過(guò)程中充分分散接觸，最終使反應(yīng)物在高溫下充分反應(yīng)結(jié)晶，作為優(yōu)選將上述各種原料混合后，還加入助溶劑H3BO3或BaF2。2)將上述各種原料混合，可采用干式混合或在基本不與原料各成分反應(yīng)的惰性溶劑中濕式混合后除去溶劑的方法?；旌蠒r(shí)所用的混合裝置可使用V型混合機(jī)、搖動(dòng)式混合機(jī)、球磨機(jī)、振動(dòng)式球磨機(jī)，混合后可將混合物盛于與氮化硼、氮化硅、鎢、鉬或氧化鋁具有低反應(yīng)性的坩堝內(nèi)。堆積相對(duì)密度控制在20% -40%。堆積密度太小時(shí)，由于原料粉體間的接觸面積太小導(dǎo)致固相擴(kuò)散距離遠(yuǎn)，或沒(méi)有合適的擴(kuò)散途徑而使固相反應(yīng)難以完全進(jìn)行，可能會(huì)留有大量對(duì)發(fā)光性能貢獻(xiàn)很小的雜質(zhì)相，另一方面，當(dāng)堆積密度太大時(shí)，所得到的熒光粉容易形成硬團(tuán)聚體，不僅需要長(zhǎng)時(shí)間的粉碎步驟，而且容易降低熒光粉的發(fā)光效率和增加引入雜質(zhì)的可能性?；旌虾笤谶€原氣氛下，將混合物加熱至1400°C 1600°C進(jìn)行焙燒，保溫2h 40h， 自然冷卻至室溫。還原氣氛為氮?dú)?、氫氣或氨氣中的一種或幾種混合氣氛，最好含有氮?dú)?，還原氣氛的壓力為Iatm以上。優(yōu)選以速率為1°C /min-10 °C /min對(duì)混合物進(jìn)行加熱焙燒，可使用金屬電阻加熱型、石墨電阻加熱型或硅鉬棒電阻加熱型的連續(xù)爐或間歇爐，優(yōu)選將混合物加熱至 1450°C 1600°C進(jìn)行焙燒。燒結(jié)溫度太低，難以進(jìn)行固相反應(yīng)以及不能合成所需的熒光粉， 就是合成的熒光粉也具有較差的結(jié)晶性能，從而影響發(fā)光強(qiáng)度；而燒結(jié)溫度太高，所得到的熒光粉容易形成硬團(tuán)聚體，甚至?xí)]發(fā)分解，也會(huì)影響到發(fā)光性能，合理的燒結(jié)溫度可以在晶粒充分發(fā)育的前提下，抑制硬團(tuán)聚體的生成。3)將焙燒后獲得的粉末粉碎至粒徑為10 μ m以下?？赏ㄟ^(guò)工業(yè)上常用的粉碎機(jī)， 如球磨機(jī)等，進(jìn)行粉碎，優(yōu)選粉碎至0. 1-5 μ m，因?yàn)楫?dāng)粒度太大時(shí)，粉末的流動(dòng)性和分散性變差以及形成發(fā)光裝置時(shí)發(fā)光強(qiáng)度不均勻，當(dāng)粒徑變成0. 1 μ m或更小時(shí)，表面上的缺陷比重增加，會(huì)導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度降低。本發(fā)明還提供一種熒光粉組合物，包括本發(fā)明提供的硅氧氮化物熒光粉，硅氧氮化物熒光粉占該熒光粉組合物的重量百分?jǐn)?shù)為25%以上。本發(fā)明還提供一種照明器件，包括發(fā)光光源和硅氧氮化物熒光粉，照明器件為白光LED燈或三基色熒光燈。該發(fā)光光源為發(fā)光波長(zhǎng)為320nm-470nm的LED?？墒褂冒l(fā)光光源和本發(fā)明提供的熒光粉組合物制備照明器件，除了單獨(dú)選用本發(fā)明的熒光粉組合以外，還可以和具有其它發(fā)光特性的熒光粉并用，構(gòu)成期望色彩的照明器件。例如，330-420nm的紫外LED發(fā)光器件和被該波長(zhǎng)激發(fā)后會(huì)發(fā)出520-570nm波長(zhǎng)的綠色熒光粉、會(huì)發(fā)出570-700nm光的紅色熒光粉以及本發(fā)明的摻雜Eu2+的BaAl3Si3OJ5的組合， 可獲得高顯色指數(shù)的白光LED，綠色熒光粉，可使用摻雜Eu或Mn的BaMgAlltlO17,或摻雜Eu 的SrSi2N2O2,紅色熒光粉，可使用摻雜Eu的IO3或摻雜Eu的CaAlSiN3。本發(fā)明還提供一種圖像顯示裝置，包括激發(fā)源和硅氧氮化物熒光粉，使用本發(fā)明提供的熒光粉組合物即可，圖像顯示裝置為熒光顯示管(VFD)、場(chǎng)致發(fā)射顯示器(FED)、等離子體顯示器(PDP)、陰極射線管(CRT)、高分辨率電視(HDTV)中的一種。該激發(fā)源為電子射線、電場(chǎng)、真空紫外線或紫外線中的一種。如可使用100 190nm的真空紫外線、220 420nm的紫外-可見(jiàn)光、電子射線對(duì)本發(fā)明的熒光粉組合物進(jìn)行激發(fā)。本發(fā)明提供的硅氧氮化物熒光粉的具體制備過(guò)程如下，下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法，所用的材料、試劑、還原性氣體等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。實(shí)施例1按照化學(xué)式組成Beiq.85EuQ.15Si3Al304N5，稱(chēng)取 2. 6560gBaC03,1. 7536gSi3N4, 0. 3168gEu203，0. 4968gAlN, 1. 2186gAl203 起始粉末，并加入 0. 1288gH3B03 作為助熔劑，共同放入二氧化硅研缽中充分研磨20分鐘，使各種原料充分混合。將混合后的粉體放入BN坩堝中，堆積相對(duì)密度大約30%，然后蓋上非密封的頂蓋，放入剛玉管式爐中，對(duì)高溫爐進(jìn)行抽真空操作，目的是為了減少氧氣含量，然后通入混合還原氣體即在純度為99. 999%的流動(dòng)隊(duì)/M^ (其體積比為10 1)環(huán)境氣氛中，以10°C/min的升溫速度升溫到800°C，然后再以5°C /min的升溫速率升溫到1550°C，保溫4小時(shí)，然后以10°C /min的冷卻速度降溫至 800°C后自然冷卻至室溫，將得到的粉體取出后放在研缽中研碎成粉末即得到所需的熒光粉。粉末的熒光轉(zhuǎn)化性能通過(guò)測(cè)定其激發(fā)發(fā)射光譜表征，并和商業(yè)BAM藍(lán)粉比較。圖1表示所得熒光粉的XRD圖譜，其為一單相，在對(duì).3-26. 3°，30. 7-32. 7° ,35. 6-37.6°。具有三個(gè)強(qiáng)峰，對(duì)于不同的發(fā)光離子摻雜，以及其他離子的取代固熔，衍射峰的位置和強(qiáng)度會(huì)有一定程度的偏移。圖2顯示了(小圖為樣品在真空紫外下的熒光光譜)，所得熒光粉可以被從真空紫外以及近紫外到藍(lán)光的寬波段激發(fā)，發(fā)出明亮的藍(lán)光，中心波長(zhǎng)為474nm，在藍(lán)光波段的激發(fā)和發(fā)射強(qiáng)度比商業(yè)BAM藍(lán)粉高20%。實(shí)施例2按照化學(xué)式組成Ba0.95Ce0.05Si3Al3O4N5,稱(chēng)取 2. 2345gBa(NO3)2，0. 9I39gAl2O3, 0. 3726gAlN, 1. 3151gSi3N4,0. 0775gCe02起始粉末，共同放入氮化硅研缽中充分研磨20分鐘，使各種原料充分混合。將混合后的粉體放入BN坩堝中，堆積相對(duì)密度大約30%，然后蓋上非密封的頂蓋，將BN坩堝裝入石墨坩堝中，最后將石墨坩堝放入真空碳管爐中，首先進(jìn)行抽真空操作，然后通入純度為99. 999%的流動(dòng)N2氣，以4°C /min的升溫速度升溫到800°C，然后再以6V Mn的升溫速率升溫到1200°C，最后5°C /min的升溫速率升溫到 1600°C保溫8小時(shí)，然后以5°C /min的冷卻速度降溫至1200°C后自然冷卻至室溫，將得到的粉體取出后放在研缽中研碎成粉末即得到所需的熒光粉。粉末的熒光轉(zhuǎn)化性能通過(guò)測(cè)定其激發(fā)發(fā)射光譜表征。如圖3所示，所得熒光粉可以被從近紫外到藍(lán)光的寬波段激發(fā)，發(fā)出明亮的藍(lán)光，中心發(fā)射波長(zhǎng)在437nm。通過(guò)Eu和Ce元素可以實(shí)現(xiàn)不同的藍(lán)光發(fā)光，對(duì)于條件藍(lán)光的色純度具有重要的作用。實(shí)施例3按照化學(xué)式組成Ba0.94Sm0.06Si3Al3O4N5,稱(chēng)取 2. 2109gBa (NO3) 2，0. 9139gAl203， 0. 3726gAlN, 1. 3151gSi3N4，0. 0942gSm203,并加入 0. 0244gNH4Cl 做助溶劑，共同放入氮化硅研缽中充分研磨20分鐘，使各種原料充分混合。將混合后的粉體放入BN坩堝中，堆積相對(duì)密度大約30%，然后蓋上非密封的頂蓋，放入剛玉管式爐中，對(duì)高溫爐進(jìn)行抽真空操作，目的是為了減少氧氣含量，然后通入混合還原氣體即在純度為99. 999%的流動(dòng)隊(duì)/!12(其體積比為95 5)環(huán)境氣氛中，以10°C /min的升溫速度升溫到1000°C，然后再以4°C /min的升溫速率升溫到1550°C，保溫6小時(shí)，然后以4°C /min的冷卻速度降溫至800°C后自然冷卻至室溫，將得到的粉體取出后放在研缽中研碎成粉末即得到所需的熒光粉。粉末的熒光轉(zhuǎn)化性能通過(guò)測(cè)定其激發(fā)發(fā)射光譜表征，如圖4所示，所得熒光粉可以被從近紫外到藍(lán)光直至到綠光波段都有很強(qiáng)的寬波段激發(fā)，發(fā)出明亮的紅光，中心波長(zhǎng)為699nm。特別值得注意的是粉體在藍(lán)光波段有很強(qiáng)的激發(fā)，可以作為氮化鎵LED的紅色熒光粉來(lái)改善白光的色純度。實(shí)施例4按照化學(xué)式組成Ba0.95Yb0.05Si3Al3O4N5,稱(chēng)取 2. 2580gBa(NO3)2，0. 9I39gAl2O3, 0. 3726gAlN, 1. 3151gSi3N4,0. 0709gYb203,并用 5at % 分?jǐn)?shù)的 BaF2 作為 Ba 源取代 Ba(NO3)2 作為助溶劑，共同放入氮化硅研缽中充分研磨20分鐘，使各種原料充分混合。將混合后的粉體放入BN坩堝中，堆積相對(duì)密度大約30 %，然后蓋上非密封的頂蓋，放入剛玉管式爐中， 對(duì)高溫爐進(jìn)行抽真空操作，目的是為了減少氧氣含量，然后通入混合還原氣體即在純度為 99. 999%的流動(dòng)^/NH3(其體積比為20 1)環(huán)境氣氛中，以5°C /min的升溫速度升溫到 1000°C，然后再以4°C /min的升溫速率升溫到1550°C，保溫4小時(shí)，然后以4°C /min的冷卻速度降溫至800°C后自然冷卻至室溫，將得到的粉體取出后放在研缽中研碎成粉末即得到所需的熒光粉。粉末的熒光轉(zhuǎn)化性能通過(guò)測(cè)定其激發(fā)發(fā)射光譜表征，如圖5所示，所得熒光粉可以被從近紫外到藍(lán)光的寬波段激發(fā)，發(fā)出明亮的綠光，中心波長(zhǎng)為535nm。樣品在藍(lán)光波段的激發(fā)特別引人注意，鑒于樣品優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，可以作為白光LED的綠色熒光粉使用。實(shí)施例5按照化學(xué)式組成Baa98Mntl.Q2Si3Al304N5，稱(chēng)取 1. 7405gBaC03,0 . 0 2 0 7gMnC03, 0. 9139gAl203，1. 3151gSi3N4，0. 37^gAlN起始粉末，共同放入瑪瑙研缽中充分研磨20分鐘， 使各種原料充分混合。將混合后的粉體放入BN坩堝中，堆積相對(duì)密度大約30%，然后蓋上非密封的頂蓋，放入剛玉管式爐中，對(duì)高溫爐進(jìn)行抽真空操作，然后通入混合還原氣體即在純度為99. 999%的流動(dòng)隊(duì)/M^ (其體積比為4 1)環(huán)境氣氛中，以5°C/min的升溫速度升溫到1000°C，然后再以4°C /min的升溫速率升溫到1600°C，保溫6小時(shí)，然后以4°C /min 的冷卻速度降溫至800°C后自然冷卻至室溫，將得到的粉體取出后放在研缽中研碎成粉末即得到所需的熒光粉。粉末的熒光轉(zhuǎn)化性能通過(guò)測(cè)定其激發(fā)發(fā)射光譜表征，如圖6所示，所得熒光粉可以被從近紫外到藍(lán)光的寬波段激發(fā)，在370nm和440nm發(fā)出明亮的藍(lán)光。實(shí)施例6按照化學(xué)式組成B￡i。.8Eu。.15Sm。.。5Si3Al304N5，稱(chēng)取 2. 5089gBa(NO3)2,0. 3168g Eu2O3, 0. 0942gSm203, 1. 2186gAl203, 1. 7536gSi3N4,0. 4968gAlN,并按照 Ba 占總的 Ba 源的 2at%力口入BaF2作為助溶劑作為起始粉末，共同放入瑪瑙研缽中充分研磨20分鐘，使各種原料充分混合。將混合后的粉體放入BN坩堝中，堆積相對(duì)密度大約30 %，然后蓋上非密封的頂蓋，放入剛玉管式爐中，對(duì)高溫爐進(jìn)行抽真空操作，然后通入混合還原氣體即在純度為99. 999% 的流動(dòng)N2/NH3(其體積比為5 1)環(huán)境氣氛中，以5°C /min的升溫速度升溫到1000°C，然后再以4°C /min的升溫速率升溫到1550°C，保溫6小時(shí)，然后以4°C /min的冷卻速度降溫至800°C后自然冷卻至室溫，將得到的粉體取出后放在研缽中研碎成粉末即得到所需的熒光粉。粉末的熒光轉(zhuǎn)化性能通過(guò)測(cè)定其激發(fā)發(fā)射光譜表征，如圖7所示，所得熒光粉可以被從近紫外到藍(lán)光的寬波段激發(fā)，發(fā)出明亮的藍(lán)光和紅光，中心波長(zhǎng)分別為467nm和699nm。 得到的熒光粉在相同的近紫外或者藍(lán)光的激發(fā)下，會(huì)同時(shí)有藍(lán)光和紅光的發(fā)射峰，在加上具有類(lèi)似激發(fā)譜的綠色熒光粉(如BaSi3Al3O4N5Ib2+綠色熒光粉)，可實(shí)現(xiàn)白光。實(shí)施例7按照化學(xué)式組成Biia55Sra4Euai5Si3Al3O4N5，稱(chēng)取 0. 3168g Eu2O3,1. 2186gAl203， 1. 7536gSi3N4，0. 4968gAlN, 1. 0656gBaC03 和 0. 7086gSrC03 作為起始粉末，共同放入氮化硅研缽中充分研磨20分鐘，使各種原料充分混合。將混合后的粉體放入BN坩堝中，堆積相對(duì)密度大約30 %，然后蓋上非密封的頂蓋，放入剛玉管式爐中，對(duì)高溫爐進(jìn)行抽真空操作，然后通入混合還原氣體即在純度為99. 999%的流動(dòng)NH3環(huán)境氣氛中，以5°C /min的升溫速度升溫到1000°C，然后再以4°C /min的升溫速率升溫到1550°C，保溫6小時(shí)，然后以4°C /min 的冷卻速度降溫至800°C后自然冷卻至室溫，將得到的粉體取出后放在研缽中研碎成粉末即得到所需的熒光粉。粉末的熒光轉(zhuǎn)化性能通過(guò)測(cè)定其激發(fā)發(fā)射光譜表征(圖8)。實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)調(diào)節(jié)堿土元素Ba和Sr的比例，可以使發(fā)射波長(zhǎng)在470nm-475nm范圍內(nèi)波動(dòng)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)發(fā)射波長(zhǎng)的調(diào)控具有積極的作用。實(shí)施例8按照化學(xué)式組成B￡i。.55C￡i。.4Eu。.15Si3Al304N5，稱(chēng)取 0. 3168g Eu2O3,1. 2186gAl203， 1. 7536gSi3N4，0. 4968gAlN, 1. 0656gBaC03 和 0. 4804gSrC03 作為起始粉末，共同放入氮化硅研缽中充分研磨20分鐘，使各種原料充分混合。將混合后的粉體放入BN坩堝中，堆積相對(duì)密度大約30%，然后蓋上非密封的頂蓋，放入剛玉管式爐中，對(duì)高溫爐進(jìn)行抽真空操作，然后通入混合還原氣體即在純度為99. 999%的流動(dòng)NH3環(huán)境氣氛中，以5°C /min的升溫速度升溫到1000°C，然后再以4°C /min的升溫速率升溫到1500°C，保溫6小時(shí)，然后以4°C /min 的冷卻速度降溫至800°C后自然冷卻至室溫，將得到的粉體取出后放在研缽中研碎成粉末即得到所需的熒光粉。粉末的熒光轉(zhuǎn)化性能通過(guò)測(cè)定其激發(fā)發(fā)射光譜表征(圖9)。實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)調(diào)節(jié)堿土元素Ba和Ca的比例，可以使發(fā)射波長(zhǎng)在470歷-530歷范圍內(nèi)波動(dòng)，同時(shí)可以適當(dāng)?shù)亟档头垠w合成的溫度和實(shí)現(xiàn)發(fā)射波長(zhǎng)的調(diào)控，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)具有積極的作用。實(shí)施例9按照化學(xué)式組成Biia55Zna2Euai5Si3Al3O4N5，稱(chēng)取 0. 3168g Eu2O3,1. 2186gAl203， 1. 7536gSi3N4，0. 4968gAlN, 1. 0656gBaC03 和 0. 1954gZn0 作為起始粉末，共同放入氮化硅研缽中充分研磨20分鐘，使各種原料充分混合。將混合后的粉體放入BN坩堝中，堆積相對(duì)密度大約30%，然后蓋上非密封的頂蓋，放入剛玉管式爐中，對(duì)高溫爐進(jìn)行抽真空操作，然后通入混合還原氣體即在純度為99. 999%的流動(dòng)NH3環(huán)境氣氛中，以5°C /min的升溫速度升溫到1000°C，然后再以4°C /min的升溫速率升溫到1550°C，保溫6小時(shí)，然后以4°C /min 的冷卻速度降溫至800°C后自然冷卻至室溫，將得到的粉體取出后放在研缽中研碎成粉末即得到所需的熒光粉。粉末的熒光轉(zhuǎn)化性能通過(guò)測(cè)定其激發(fā)發(fā)射光譜表征(圖10)。實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)調(diào)節(jié)元素Si在晶體中的比例，可以使發(fā)射波長(zhǎng)和發(fā)光強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)波動(dòng)， 可以起到調(diào)節(jié)熒光粉的色純度的作用。實(shí)施例10按照化學(xué)式組成Ba0.85Eu0.15Si3Al2Gai04N5,稱(chēng)取 0. 1584g Eu2O3,0. 3059gAl203, 0. 8714gSi3N4,0. 2459gAlN, 1. 0064gBaC03 和 0. 5623gGa203 作為起始粉末，共同放入瑪瑙球磨罐中充分研磨20小時(shí)，使各種原料充分混合。將混合后的粉體烘干后放入BN坩堝中，堆積相對(duì)密度大約30%，然后蓋上非密封的頂蓋，放入剛玉管式爐中，對(duì)高溫爐進(jìn)行抽真空操作，然后通入混合還原氣體即在純度為99. 999%的流動(dòng)NH3環(huán)境氣氛中，以5°C /min的升溫速度升溫到1000°C，然后再以4°C /min的升溫速率升溫到1500°C，保溫4小時(shí)，然后以4°C / min的冷卻速度降溫至800°C后自然冷卻至室溫，將得到的粉體取出后放在研缽中研碎成粉末即得到所需的熒光粉。粉末的熒光轉(zhuǎn)化性能通過(guò)測(cè)定其激發(fā)發(fā)射光譜表征(圖11)。 實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)調(diào)節(jié)元素Al和( 在晶體中的比例，可以使發(fā)射波長(zhǎng)的峰值在470nm-480nm 內(nèi)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在藍(lán)光波段內(nèi)的調(diào)整，對(duì)熒光粉的色純度的調(diào)節(jié)起到積極的作用，另一方面， ( 的摻入可以使粉體的合成溫度大大降低，對(duì)于降低粉體的合成成本也具有一定的作用。實(shí)施例11按照化學(xué)式組成Ba0.85Eu0.15Si3Al2In04N5 配制粉體，稱(chēng)取 0. 1584gEu203， 0. 3059gAl203，0. 8714gSi3N4，0. 2459gAlN, 1. 0064gBaC03 和 0. 8329gln203 作為起始粉末，共同放入氮化硅研缽中充分研磨40分鐘，使各種原料充分混合。使各種原料充分混合。將混合后的粉體烘干后放入BN坩堝中，堆積相對(duì)密度大約30 %，然后蓋上非密封的頂蓋，放入剛玉管式爐中，對(duì)高溫爐進(jìn)行抽真空操作，然后通入混合還原氣體即在純度為99. 999%的流動(dòng)NH3環(huán)境氣氛中，以5°C /min的升溫速度升溫到1000°C，然后再以4°C /min的升溫速率升溫到1500°C，保溫6小時(shí)，然后以4°C /min的冷卻速度降溫至800°C后自然冷卻至室溫，將得到的粉體取出后放在研缽中研碎成粉末即得到所需的熒光粉。粉末的熒光轉(zhuǎn)化性能通過(guò)測(cè)定其激發(fā)發(fā)射光譜表征(圖12)。實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)調(diào)節(jié)元素Al和h在晶體中的比例，可以使發(fā)射波長(zhǎng)的峰值在470-480nm內(nèi)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在藍(lán)光波段內(nèi)的調(diào)整，對(duì)熒光粉的色純度的調(diào)節(jié)起到積極的作用；另一方面，^的摻入可以使粉體的合成溫度大大降低，對(duì)于降低粉體的合成成本也具有一定的作用。實(shí)施例12按照化學(xué)式組成BEia85Eua 15Si3_xGiix0#5，取χ = 0. 5，按照化學(xué)式 Ba0.85Eu0.15Si2.5Ge0.504N5 K 制粉體，稱(chēng)取 0. 1584g Eu2O3,0. 4062gAl203，0. 7014gSi3N4，
0.4098gAlN, 1. 0064gBaC03和0. 3139gGe02作為起始粉末，共同放入氮化硅研缽中充分研磨 40分鐘，使各種原料充分混合。使各種原料充分混合。將混合后的粉體烘干后放入BN坩堝中，堆積相對(duì)密度大約30%，然后蓋上非密封的頂蓋，放入剛玉管式爐中，對(duì)高溫爐進(jìn)行抽真空操作，然后通入混合還原氣體即在純度為99. 999%的流動(dòng)N2環(huán)境氣氛中，以5°C /min 的升溫速度升溫到1000°C，然后再以4°C /min的升溫速率升溫到1500°C，保溫6小時(shí)，然后以4°C /min的冷卻速度降溫至800°C后自然冷卻至室溫，將得到的粉體取出后放在研缽中研碎成粉末即得到所需的熒光粉。粉末的熒光轉(zhuǎn)化性能通過(guò)測(cè)定其激發(fā)發(fā)射光譜表征。Ge 的摻入可以取代Si在晶格中的位置，同時(shí)在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)Ge的含量可以改變基質(zhì)的發(fā)射光譜的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)證明，在紫外光的激發(fā)下，粉體在450-500nm的較寬的光譜范圍內(nèi)都有很強(qiáng)的發(fā)射。實(shí)施例13按照化學(xué)式組成B^^EUuSihBxAl^+^NHA，取χ= 0.3，按照化學(xué)式Biia85Euai5 Si2.6B。.4Al304 45N4 6 配制粉體，稱(chēng)取 0. 1584g Eu2O3,0. 6093gAl203，0. 7295gSi3N4，0. 2459gAlN，
1.0064gBaC03和0. IllSgH3BO3作為起始粉末，共同放入氮化硅研缽中充分研磨40分鐘，使各種原料充分混合。使各種原料充分混合。將混合后的粉體烘干后放入BN坩堝中，堆積相對(duì)密度大約30%，然后蓋上非密封的頂蓋，放入剛玉管式爐中，對(duì)高溫爐進(jìn)行抽真空操作， 然后通入混合還原氣體即在純度為99. 999%的流動(dòng)NH3和隊(duì)(體積比1 4)的混合氣氛中，以5°C /min的升溫速度升溫到1000°C，然后再以4°C /min的升溫速率升溫到1500°C， 保溫6小時(shí)，然后以4°C /min的冷卻速度降溫至800°C后自然冷卻至室溫，將得到的粉體取出后放在研缽中研碎成粉末即得到所需的熒光粉。粉末的熒光轉(zhuǎn)化性能通過(guò)測(cè)定其激發(fā)發(fā)射光譜表征。實(shí)驗(yàn)證明，由于Si和B之間的化合價(jià)不匹配而導(dǎo)致的電荷不平衡可以通過(guò)晶體結(jié)構(gòu)中自身的0和N的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)。所得熒光粉可以被從真空紫外以及近紫外到藍(lán)光的寬波段激發(fā)，發(fā)出明亮的藍(lán)光，中心波長(zhǎng)為472nm，在藍(lán)光波段的激發(fā)和發(fā)射強(qiáng)度比商業(yè) BAM藍(lán)粉高20%。 以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種硅氧氮化物熒光粉及其制備方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種硅氧氮化物熒光粉，其特征在于，通式為B CfDgSi3+a(Al，Ga, In) 3+b04+。N5+d，其中-2<a<2，-2<b<2，-2<c<2，-2<d<2，0<f<0.30，0;^g;^0.5，2e+fvc+gvD =2, e > 0, vc, vD 代表 C，D 的價(jià)態(tài)；C 為選自 Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、 Mn、Cr、Bi、Pb、Fe中的一種或幾種元素的發(fā)光中心，D為Ba以外的堿土金屬以及Si中一種或幾種元素的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅氧氮化物熒光粉，其特征在于，通式為Bai_f_gCfDgSi3(Al， Ga, In) 304N5，0 ^ f ^ 0. 30,0 ^ g ^ 0. 5 ;C 為選自 Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、 Tm、Yb、Mn、Cr、Bi、Pb Je中的一種或幾種元素的發(fā)光中心，D為Ba以外的堿土金屬以及金屬元素中一種或幾種元素的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅氧氮化物熒光粉，其特征在于，其基本結(jié)構(gòu)為由 BaSi3Al3O4N5組成的單斜晶體結(jié)構(gòu)，其結(jié)晶相在使用CuK α為X射線源的XRD衍射測(cè)試中， 在下列三個(gè) 2 θ 具有衍射峰24. 3° -26.3° ,30. 7° -32.7° ,35. 6° -37.6°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的硅氧氮化物熒光粉，其特征在于，所述Si可以被Ge或B部分取代。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的硅氧氮化物熒光粉，其特征在于，所述C為至少含有Ce、Sm、Eu或％中的一種元素的發(fā)光中心。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的硅氧氮化物熒光粉，其特征在于，在熒光光譜中最大發(fā)光波長(zhǎng)為460nm-500nm，在激發(fā)光譜中最大激發(fā)波長(zhǎng)為M0nm-420nm，在真空紫外激發(fā)中最大激發(fā)波長(zhǎng)為140nm-155nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的硅氧氮化物熒光粉，其特征在于，在熒光光譜中最大發(fā)光波長(zhǎng)為400nm-440nm，在激發(fā)光譜中最大激發(fā)波長(zhǎng)為250nm-370nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的硅氧氮化物熒光粉，其特征在于，在熒光光譜中最大發(fā)光波長(zhǎng)為300nm-550nm，在激發(fā)光譜中最大激發(fā)波長(zhǎng)為650nm-740nm。
9.一種硅氧氮化物熒光粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)根據(jù)化學(xué)表達(dá)式B\CfDgSi3+a(Al，Ga,In) 3+b04+。N5+d，按照各元素比例計(jì)算各原料用量，式中-2 < a < 2，-2 < b < 2，-2 < c < 2，-2 < d < 2，0 彡 f 彡 0. 30,0 彡 g 彡 0. 5， 2e+fvc+gvD = 2, e > 0, vc, vD 代表 C，D 的價(jià)態(tài)；C 為選自 Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、 Er、Tm、Yb、Mn、Cr、Bi、Pb、Fe中的一種或幾種元素的發(fā)光中心，D為Ba以外的堿土金屬以及Si中一種或幾種元素的混合物；各原料為氧化鋇或可以轉(zhuǎn)化為氧化鋇的碳酸鋇或草酸鋇中的一種或幾種含鋇化合物，含 Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Mn、Cr、Bi、Pb、Fe 中的一種或幾種單質(zhì)、 氧化物、氮化物或能轉(zhuǎn)化為氧化物或氮化物的化合物，含Ba以外的堿土金屬以及Si中一種或幾種單質(zhì)、氧化物、氮化物或能轉(zhuǎn)化為氧化物或氮化物的化合物，含Si的氧化物、氮化物或能轉(zhuǎn)化為氧化物或氮化物的化合物；2)將上述各種原料混合，在還原氣氛下，將混合物加熱至1400°C 1600°C進(jìn)行焙燒， 保溫2h 40h，自然冷卻至室溫；3)將焙燒后獲得的粉末粉碎至粒徑為10μ m以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述2)中原料還包括含Ge或B的氧化物、氮化物或能轉(zhuǎn)化為氧化物或氮化物的化合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的制備方法，其特征在于，所述幻中將上述各種原料混合后，還加入助溶劑H3BO3或BaF2。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的制備方法，其特征在于，所述幻中將上述各種原料混合所用的混合裝置為V型混合機(jī)、搖動(dòng)式混合機(jī)、球磨機(jī)、振動(dòng)式球磨機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的制備方法，其特征在于，所述幻中將上述各種原料混合后，將混合物盛于與氮化硼、氮化硅、鎢、鉬或氧化鋁具有低反應(yīng)性的坩堝內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的制備方法，其特征在于，所述幻中將上述各種原料混合后，堆積相對(duì)密度控制在20 % -40 %。
15.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的制備方法，其特征在于，所述2)中還原氣氛為氮?dú)?、氫氣或氨氣中的一種或幾種混合氣氛。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制備方法，其特征在于，所述還原氣氛的壓力為Iatm以上。
17.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的制備方法，其特征在于，所述幻中將混合物加熱的速率為 1°C /min-10°C /min。
18.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的制備方法，其特征在于，所述幻中焙燒使用的爐子為金屬電阻加熱型、石墨電阻加熱型或硅鉬棒電阻加熱型的連續(xù)爐或間歇爐。
19.一種熒光粉組合物，其特征在于，包括權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的硅氧氮化物熒光粉，所述硅氧氮化物熒光粉占所述熒光粉組合物的重量百分?jǐn)?shù)為25%以上。
20.一種照明器件，其特征在于，包括發(fā)光光源和權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的硅氧氮化物熒光粉，所述照明器件為白光LED燈或三基色熒光燈。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的照明器件，其特征在于，所述發(fā)光光源為發(fā)光波長(zhǎng)為 320nm-470nm 的 LED。
22.—種圖像顯示裝置，其特征在于，包括激發(fā)源和權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的硅氧氮化物熒光粉，所述圖像顯示裝置為熒光顯示管、場(chǎng)致發(fā)射顯示器、等離子體顯示器、陰極射線管、高分辨率電視中的一種。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述激發(fā)源為電子射線、電場(chǎng)、真空紫外線或紫外線中的一種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硅氧氮化物熒光粉，通式為BaeCfDgSi3+a(Al，Ga，In)3+bO4+cN5+d，其中-2＜a＜2，-2＜b＜2，-2＜c＜2，-2＜d＜2，0≤f≤0.30，0≤g≤0.5，2e+fvC+gvD＝2，e＞0，vC，vD代表C，D的價(jià)態(tài)；C為選自Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Mn、Cr、Bi、Pb、Fe中的一種或幾種元素的發(fā)光中心，D為Ba以外的堿土金屬以及Zn中一種或幾種元素的混合物。該硅氧氮化物熒光粉長(zhǎng)時(shí)間暴露于激發(fā)源時(shí)亮度降低小，對(duì)藍(lán)光或近紫外光的轉(zhuǎn)換效率優(yōu)異且色純度優(yōu)異，熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性高，晶粒尺寸小而均勻；燒結(jié)溫度低，工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C09K11/66GK102181285SQ20111005601
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者唐家業(yè), 徐鑫, 楊秀芳, 黃凱 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)