一種鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法
【專利摘要】一種鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法，所述鈣基氮化物紅色熒光粉的化學(xué)通式為Caa-xAlbSicNd：xEu，步驟如下：1)在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下將CaH2、AlN或/和Si3N4和EuF3加入在瑪瑙研缽中均勻研磨后裝入氮化硼坩堝中；2)將裝有物料的坩堝置于水平管式爐中，用機(jī)械泵對(duì)爐腔抽真空2次并通入氮?dú)浠旌蠚饬鳎?)啟動(dòng)管式爐升溫，在氮?dú)浠旌蠚獬簹夥罩徐褵?，冷卻至室溫得到鈣基氮化物紅色熒光粉。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該制備方法采用價(jià)格便宜的非堿土金屬氮化物為原料，在常壓氮?dú)錃夥罩屑纯芍苽浜铣?，原料易得、制備設(shè)備簡(jiǎn)單，是一種適合工業(yè)生產(chǎn)的氮化物紅色熒光粉的制備方法。
【專利說明】一種鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熒光粉材料制備，具體涉及一種鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]氮化物熒光粉由于具有發(fā)光性能優(yōu)良、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性明顯優(yōu)于其他熒光粉體系的優(yōu)點(diǎn)，近年來在照明和顯示領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。氮化物熒光粉的制備方法一般采用高溫氣壓燒結(jié)法，氣壓燒結(jié)爐中的氮?dú)鈿夥找笤?.1?1MPa之間以防止Si3N4原料的分解或者氧化。氣壓燒結(jié)爐設(shè)備復(fù)雜，極大提高了熒光粉材料的生產(chǎn)成本，高溫高壓的燒結(jié)條件也存在一定的安全隱患。此外，制備氮化物熒光粉通常需要采用氮化物原料，例如堿土金屬氮化物。然而，堿土金屬氮化物的價(jià)格非常昂貴，原料獲取、保存、加工都非常困難。尋找新的堿土金屬非氧化物原料，在常壓條件下制備合成氮化物熒光粉對(duì)于推動(dòng)材料的應(yīng)用和整個(gè)半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在問題，提供一種鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法，該制備方法選用價(jià)格低廉的非堿土金屬氮化物為原料，在常壓氮?dú)錃夥罩泻铣赦}基氮化物紅色熒光粉。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0005]一種鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法，所述鈣基氮化物紅色熒光粉的化學(xué)通式為Caa_xAlbSicNd:xEu,其中:a為I或2、b為O或1、c為I或5、d為2、3或8,0.005 ^ X ^ 0.20，制備步驟如下:
[0006]I)在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下根據(jù)鈣基氮化物熒光粉的化學(xué)通式按摩爾比稱量CaH2、AlN或/和Si3N4和EuF3并在瑪瑙研缽中均勻研磨后裝入氮化硼坩堝中；
[0007]2)將上述盛有物料的坩堝取出并迅速置于水平管式爐中，用機(jī)械泵對(duì)爐腔抽真空2次,第一次抽空氣氛圍后,通入氮?dú)浠旌蠚夂笤俪榈诙?完成后繼續(xù)通入氮?dú)浠旌蠚饬鳎?br> [0008]3)啟動(dòng)管式爐升溫，在氮?dú)浠旌蠚獬簹夥罩?500-1600°C下煅燒6h后，冷卻至室溫得到鈣基氮化物紅色熒光粉。
[0009]所述氮?dú)浠旌蠚庵械獨(dú)馀c氫氣的體積比為92:8，混合氣流量為600ml/min。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:該制備方法采用價(jià)格便宜的非堿土金屬氮化物為原料，在常壓氮?dú)錃夥罩屑纯芍苽浜铣?，原料易得、制備設(shè)備簡(jiǎn)單，是一種適合工業(yè)生產(chǎn)的氮化物紅色熒光粉的制備方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為實(shí)施例1制備的熒光粉樣品的XRD圖。
[0012]圖2為實(shí)施例2制備的熒光粉樣品在藍(lán)光460nm激發(fā)下的發(fā)射光譜圖。
[0013]圖3為實(shí)施例3制備的熒光粉樣品的激發(fā)光譜圖。
[0014]圖4為實(shí)施例4制備的熒光粉樣品的XRD圖。
[0015]圖5為實(shí)施例5制備的熒光粉樣品在藍(lán)光460nm激發(fā)下的發(fā)射光譜圖。
[0016]圖6為實(shí)施例6制備的熒光粉樣品的激發(fā)光譜圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明提供的一種鈣基氮化物紅色熒光粉的制備方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明，下述實(shí)施例不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
[0018]實(shí)施例1:
[0019]一種鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法，所述鈣基氮化物紅色熒光粉的化學(xué)式為Ca0 98AlSiN31.02Eu2+，制備步驟如下:
[0020]I)在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將CaH2、AlN、Si3N4和EuF3按摩爾比為0.98:1:0.33:0.02稱量后加入瑪瑙研缽中均勻研磨，然后裝入氮化硼坩堝中；
[0021]2)將上述盛有物料的坩堝取出并迅速置于水平管式爐中，用機(jī)械泵對(duì)爐腔抽真空2次,第一次抽空氣氛圍后,通入體積比為92:8的氮?dú)浠旌蠚?氣體流量為600ml/min,然后再抽第二次，完成后繼續(xù)通入氮?dú)浠旌蠚饬鳎?br> [0022]3)啟動(dòng)管式爐升溫，在氮?dú)浠旌蠚獬簹夥罩?550°C下煅燒6h后，冷卻至室溫得到鈣基氮化物紅色熒光粉Caa98AlSiN3 = 0.02Eu2+。
[0023]圖1是制得的Caa98AlSi N3:0.02Eu2+氮化物紅色熒光粉的XRD圖譜，從圖中可以看出:得到的樣品的主晶相是CaAlSiN3，說明本發(fā)明提供的一種鈣基氮化物熒光粉的制備方法是可行的。
[0024]實(shí)施例2:
[0025]一種鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法，所述鈣基氮化物紅色熒光粉的化學(xué)式為Caa96AlSi N3:0.04Eu2+，制備步驟如下:
[0026]I)在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將CaH2、AlN、Si3N4和EuF3按摩爾比為0.96:1:0.33:0.04稱量后加入瑪瑙研缽中均勻研磨，然后裝入氮化硼坩堝中；
[0027]2)將上述盛有物料的坩堝取出并迅速置于水平管式爐中，用機(jī)械泵對(duì)爐腔抽真空2次,第一次抽空氣氛圍后,通入體積比為92:8的氮?dú)浠旌蠚?氣體流量為600ml/min,然后再抽第二次，完成后繼續(xù)通入氮?dú)浠旌蠚饬鳎?br> [0028]3)啟動(dòng)管式爐升溫，在氮?dú)浠旌蠚獬簹夥罩?550°C下煅燒6h后，冷卻至室溫得到鈣基氮化物紅色熒光粉Caa96AlSi N3:0.04Eu2+。
[0029]圖2是得到的Caa 96AlSi N3:0.04Eu2+氮化物紅色熒光粉在460nm藍(lán)光激發(fā)下的發(fā)射光光譜，從圖中可以看出熒光粉樣品的發(fā)射峰值約為665nm。
[0030]實(shí)施例3:
[0031]一種鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法，所述鈣基氮化物紅色熒光粉的化學(xué)式為Ca0 94AlSi N3:0.06Eu2+，制備步驟如下:
[0032]I)在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將CaH2、AlN、Si3N4和EuF3按摩爾比為0.94:1:0.33:0.06稱量后加入瑪瑙研缽中均勻研磨，然后裝入氮化硼坩堝中；
[0033]2)將上述盛有物料的坩堝取出并迅速置于水平管式爐中，用機(jī)械泵對(duì)爐腔抽真空2次,第一次抽空氣氛圍后,通入體積比為92:8的氮?dú)浠旌蠚?氣體流量為600ml/min,然后再抽第二次，完成后繼續(xù)通入氮?dú)浠旌蠚饬鳎?br> [0034]3)啟動(dòng)管式爐升溫，在氮?dú)浠旌蠚獬簹夥罩?550°C下煅燒8h后，冷卻至室溫得到鈣基氮化物紅色熒光粉Caa96AlSi N3:0.04Eu2+。
[0035]圖3是制得的Caa94AlSi N3:0.06Eu2+氮化物紅色熒光粉監(jiān)測(cè)紅光發(fā)射峰得到的激發(fā)光譜，從圖中可以看出熒光粉樣品可以被紫外光和藍(lán)光有效激發(fā)。
[0036]實(shí)施例4:
[0037]—種鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法，所述鈣基氮化物紅色熒光粉的化學(xué)式為Cah98Si5N8 = 0.02Eu2+，制備步驟如下:
[0038]I)在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將CaH2、Si3N4和EuF3按摩爾比為1.98:1.67:0.02稱量后加入瑪瑙研缽中均勻研磨，然后裝入氮化硼坩堝中；
[0039]2)將上述盛有物料的坩堝取出并迅速置于水平管式爐中，用機(jī)械泵對(duì)爐腔抽真空2次,第一次抽空氣氛圍后,通入體積比為92:8的氮?dú)浠旌蠚?氣體流量為600ml/min,然后再抽第二次，完成后繼續(xù)通入氮?dú)浠旌蠚饬鳎?br> [0040]3)啟動(dòng)管式爐升溫，在氮?dú)浠旌蠚獬簹夥罩?550°C下煅燒8h后，冷卻至室溫得到鈣基氮化物紅色熒光粉Cah98Si5N8 = 0.02Eu2+。
[0041]將上述密封袋從手套箱中取出，裝有物料坩堝迅速置于水平管式爐中，用機(jī)械泵對(duì)爐腔抽真空。啟動(dòng)管式爐升溫加熱至1550°C，在氮?dú)涑簹夥罩徐褵?個(gè)小時(shí)。隊(duì)和仏的混合氣體的N2與H2的體積比為92:8，氣體流量為400ml/min。自然冷卻至室溫后，取出燒結(jié)產(chǎn)物并研磨，即得化學(xué)式Cah98Si5N8 = 0.02Eu2+的氮化物紅色熒光粉。
[0042]圖4是制得的Cah98Si5N8 = 0.02Eu2+氮化物熒光粉的XRD圖譜，從圖中可以看出得到的樣品是Ca2Si具物相。
[0043]實(shí)施例5:
[0044]—種鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法，所述鈣基氮化物紅色熒光粉的化學(xué)式為Cah96Si5N8 = 0.04Eu2+，制備步驟如下:
[0045]I)在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將CaH2、Si3N4和EuF3按摩爾比為1.96:1.67:0.04稱量后加入瑪瑙研缽中均勻研磨，然后裝入氮化硼坩堝中；
[0046]2)將上述盛有物料的坩堝取出并迅速置于水平管式爐中，用機(jī)械泵對(duì)爐腔抽真空2次,第一次抽空氣氛圍后,通入體積比為92:8的氮?dú)浠旌蠚?氣體流量為600ml/min,然后再抽第二次，完成后繼續(xù)通入氮?dú)浠旌蠚饬鳎?br> [0047]3)啟動(dòng)管式爐升溫，在氮?dú)浠旌蠚獬簹夥罩?550°C下煅燒6h后，冷卻至室溫得到鈣基氮化物紅色熒光粉Cah96Si5N8 = 0.04Eu2+。
[0048]圖5是制得的Cah96Si5N8 = 0.04Eu2+氮化物熒光粉在460nm藍(lán)光激發(fā)下的發(fā)射光譜，從圖中可以看出樣品發(fā)射610nm附近的紅光。
[0049]實(shí)施例6:
[0050]一種鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法，所述鈣基氮化物紅色熒光粉的化學(xué)式為Cah94Si5N8 = 0.06Eu2+，制備步驟如下:
[0051]I)在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將CaH2、Si3N4和EuF3按摩爾比為1.94:1.67:0.06稱量后加入瑪瑙研缽中均勻研磨，然后裝入氮化硼坩堝中；
[0052]2)將上述盛有物料的坩堝取出并迅速置于水平管式爐中，用機(jī)械泵對(duì)爐腔抽真空2次,第一次抽空氣氛圍后,通入體積比為92:8的氮?dú)浠旌蠚?氣體流量為600ml/min,然后再抽第二次，完成后繼續(xù)通入氮?dú)浠旌蠚饬鳎?br> [0053]3)啟動(dòng)管式爐升溫，在氮?dú)浠旌蠚獬簹夥罩?550°C下煅燒6h后，冷卻至室溫得到鈣基氮化物紅色熒光粉Cah94Si5N8 = 0.06Eu2+。
[0054]圖6是制得的Cah94Si5N8 = 0.06Eu2+氮化物熒光粉在監(jiān)測(cè)紅光發(fā)射峰得到的激發(fā)光譜，從圖中可以看出Ca2Si5N8:Eu2+紅色熒光粉可以有效被藍(lán)光和紫光激發(fā)。
[0055]實(shí)施例7:
[0056]一種鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法，所述鈣基氮化物紅色熒光粉的化學(xué)式為Caa98SiN2:0.04Eu2+，制備步驟如下:
[0057]I)在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將CaH2、Si3N4和EuF3按摩爾比為0.98:0.33:0.02稱量后加入瑪瑙研缽中均勻研磨，然后裝入氮化硼坩堝中；
[0058]2)將上述盛有物料的坩堝取出并迅速置于水平管式爐中，用機(jī)械泵對(duì)爐腔抽真空2次,第一次抽空氣氛圍后,通入體積比為92:8的氮?dú)浠旌蠚?氣體流量為600ml/min,然后再抽第二次，完成后繼續(xù)通入氮?dú)浠旌蠚饬鳎?br> [0059]3)啟動(dòng)管式爐升溫，在氮?dú)浠旌蠚獬簹夥罩?550°C下煅燒6h后，冷卻至室溫得到鈣基氮化物紅色熒光粉CaQ.98SiN2:0.04Eu2+。
【權(quán)利要求】
1.一種鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法，其特征在于:所述鈣基氮化物紅色熒光粉的化學(xué)通式為CapxAlbSieNd=XEu,其中:a為I或2、b為O或1、c為I或5、d為2、3或8,0.005 ^ X ^ 0.20,制備步驟如下: 1)在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下根據(jù)鈣基氮化物熒光粉的化學(xué)通式按摩爾比稱量CaH2、AlN或/和Si3N4和EuF3并在瑪瑙研缽中均勻研磨后裝入氮化硼坩堝中； 2)將上述盛有物料的坩堝取出并迅速置于水平管式爐中，用機(jī)械泵對(duì)爐腔抽真空2次，第一次抽空氣氛圍后，通入氮?dú)浠旌蠚夂笤俪榈诙?，完成后繼續(xù)通入氮?dú)浠旌蠚饬鳎? 3)啟動(dòng)管式爐升溫，在氮?dú)浠旌蠚獬簹夥罩?500-1600°C下煅燒6h后,冷卻至室溫得到鈣基氮化物紅色熒光粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鈣基氮化物紅色熒光粉的常壓制備方法，其特征在于:所述氮?dú)浠旌蠚庵械獨(dú)馀c氫氣的體積比為92:8，混合氣流量為600ml/min。
【文檔編號(hào)】C09K11/59GK104371712SQ201410609997
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】王達(dá)健, 宋維偉, 毛智勇, 李廣浩, 盧志娟, 孫濤 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)