一種硅酸鹽綠色熒光粉及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅酸鹽綠色熒光粉及其制備方法，熒光粉化學通式為：Ca3-x-y-zCexTbyAzSc2-mMgmSi3-nAlnO12，其中，A為元素Li、Na、K的一種或其任意組合；所述x、y、z、m、n為摩爾分數(shù)，其取值范圍分別為：0.005≤x≤0.2，0.005≤y≤0.5，0≤z≤0.5,0≤m≤0.5,0≤n≤0.5，該熒光粉采用的制備方法是高溫固相法，其通過Ce3+和Tb3+的共摻，利用Ce3+、Tb3+之間有效的能量傳遞來拓展發(fā)光離子Tb3+在紫外光區(qū)域的有效激發(fā)范圍，實現(xiàn)了Tb3+的激發(fā)光譜由250～300nm到200～380nm的展寬，使之能夠更好地與紫外LED芯片和熒光燈中汞蒸氣的發(fā)射光譜匹配，可以作為一種基于紫外光LED芯片的白光LED或三基色熒光燈中的綠色熒光粉，且其制備工藝簡單，無污染，易于操作。
【專利說明】—種硅酸鹽綠色熒光粉及其制備方法

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及發(fā)光材料領域，特別提供了一種硅酸鹽綠色熒光粉及其制備方法。

【背景技術】
[0002]白光LED由于具有節(jié)能環(huán)保、壽命長、體積小、響應時間短等優(yōu)點，而被認為是有望取代傳統(tǒng)照明的第四代照明光源。目前商用化的白光LED采取的實現(xiàn)方案是在藍光LED芯片涂敷黃色熒光粉(主要是￥#15012:&)，由LED芯片發(fā)出的藍光一部分被熒光粉吸收后發(fā)射出黃光，另一部分直接逸出與黃光混合而形成白光。這種方案能夠?qū)崿F(xiàn)高效的白光輸出，但是由于白光中紅光成分缺乏，且LED芯片發(fā)射的藍光參與合成白光，從而導致合成的白光顯色指數(shù)低(Ra〈80)，且存在色漂移。因此，人們提出了利用紫外光LED芯片與紅、綠、藍三基色熒光粉組合實現(xiàn)白光LED的方案，因人眼對紫外光不敏感，這種方案獲得的白光的顯色性好且色彩穩(wěn)定，但是目前能與紫外LED芯片很好匹配且熱穩(wěn)定性好的熒光粉還很缺乏。
[0003]此外，在三基色熒光燈中，綠粉對燈的光通量的貢獻最大。目前市場上使用的綠色熒光粉主要是&1%4111019:113和1^?04:(^，113。前者的合成溫度較高(大于1550°C )，而后者的合成工藝條件不易控制，產(chǎn)品的一致性差，且溫度猝滅現(xiàn)象很嚴重。
[0004]因此，如何研發(fā)一種適于被紫外光有效激發(fā)且熱穩(wěn)定性好的綠色熒光粉成為人們亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種在紫外及近紫外激發(fā)的硅酸鹽綠色熒光粉及其制備方法，以至少解決以往綠色熒光粉存在的合成工藝條件不易控制、熱穩(wěn)定性差、發(fā)光效率低等問題。
[0006]本發(fā)明一方面提供了一種硅酸鹽綠色熒光粉，其特征在于，所述熒光粉的化學通式為:
[0007]Ca3-x-y-zCexTbyAzSc2_mMgmSi3-nAln012 (1)
[0008]其中，A為元素L1、Na、K的一種或其任意組合；
[0009]所述X、y、z、m、η為摩爾分數(shù)，其取值范圍分別為:0.005彡X彡0.2,0.005 ^ y ^ 0.5,0 ^ z ^ 0.5, 0 ^ m ^ 0.5, 0 ^ η ^ 0.5o
[0010]優(yōu)選，所述A為元素Li。
[0011]進一步優(yōu)選，所述x、y、z、m、n的取值范圍分別為:0.01 ^ χ ^ 0.1,0.05 ^ y ^ 0.2，0.01 彡 z 彡 0.2，0 彡 m 彡 0.2，0 彡 η 彡 0.2。
[0012]進一步優(yōu)選，所述熒光粉的基質(zhì)晶格具有石榴石晶體結構，屬于立方晶系，空間群為 Ia3d。
[0013]進一步優(yōu)選，所述熒光粉在波長為200?380nm的紫外光激發(fā)下，發(fā)射峰值為542nm的窄帶綠光。
[0014]本發(fā)明另一方面還提供了一種硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0015]I)按照化學通式(I)中各元素的化學計量比，分別稱取含有Ca2+的化合物、含有A+的化合物、含有Ce3+的化合物、含有Tb3+的化合物、含有Sc3+的化合物、含有Mg2+的化合物、含有Si4+的化合物以及含有Al3+的化合物，在瑪瑙研缽中研磨并混合均勻，得到混合物；
[0016]2)將所述混合物在空氣氣氛下，850°C?1000°C進行預燒結，燒結時間為I?6小時；
[0017]3)將燒結后的混合物自然冷卻后，充分研磨，在還原氣體氣氛下高溫燒結，燒結溫度為1200°C?1450°C，燒結時間為2?12小時，將燒結所得產(chǎn)物自然冷卻后，研磨，即得硅酸鹽綠色熒光粉。
[0018]優(yōu)選，所述含有Ca2+的化合物、所述含有Mg2+的化合物、所述含有Ce3+的化合物、所述含有Tb3+的化合物以及含有Sc3+的化合物均為含有相應離子的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、鹵化物中的一種或其任意組合。
[0019]進一步優(yōu)選，所述含有A+的化合物為含有A+的碳酸鹽、硝酸鹽、鹵化物中的一種或其任意組合。
[0020]進一步優(yōu)選，所述含有Al3+的化合物為含有Al3+的氧化物、硝酸鹽、鹵化物中的一種或其任意組合。
[0021]進一步優(yōu)選，所述的含有Si4+的化合物為二氧化硅、正硅酸乙酯中的一種或其組口 ο
[0022]本發(fā)明提供的硅酸鹽綠色熒光粉及其制備方法，其通過Ce3+和Tb3+的共摻，利用Ce3+、Tb3+之間有效的能量傳遞來拓展發(fā)光離子Tb3+在紫外光區(qū)域的有效激發(fā)范圍，實現(xiàn)了Tb3+的激發(fā)光譜由250?300nm到200?380nm的展寬，同時通過A、Mg、Al等離子的摻雜，在不改變其晶體結構的條件下，改變其晶場環(huán)境，進而調(diào)整熒光粉的激發(fā)光譜和發(fā)射強度，使之能夠更好地與紫外LED芯片和熒光燈中汞蒸氣的發(fā)射光譜匹配，可以作為一種基于紫外光LED芯片的白光LED或三基色熒光燈中的綠色熒光粉，且其制備工藝簡單，無污染，易于操作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明實施例3中熒光粉的XRD譜與標準卡片H)F#72-1969的比較；
[0024]圖2為本發(fā)明實施例3中熒光粉的激發(fā)光譜；
[0025]圖3為本發(fā)明實施例3和實施例13的發(fā)射光譜。

【具體實施方式】
[0026]為了解決以往綠色熒光粉存在的工藝條件不易控制，產(chǎn)品的一致性差，且溫度猝滅現(xiàn)象很嚴重等問題，本發(fā)明提供了一種硅酸鹽綠色熒光粉，其化學通式為:
[0027]Ca3-x-y-zCexTbyAzSc2_mMgmSi3-nAln012 (I)
[0028]其中，A為元素L1、Na、K的一種或其任意組合；
[0029]所述X、y、z、m、η為摩爾分數(shù)，其取值范圍分別為:0.005彡X彡0.2,0.005 ^ y ^ 0.5,0 ^ z ^ 0.5, O ^ m ^ 0.5, O ^ n ^ 0.5o
[0030]本發(fā)明提供的硅酸鹽綠色熒光粉，為一種發(fā)光效率高、熱穩(wěn)定性好的適于紫外光激發(fā)的綠色熒光粉，其中，稀土離子Tb3+能夠在250?300nm的紫外光激發(fā)下發(fā)射出較強的峰值在540nm左右的窄帶綠光。該激發(fā)帶吸收強，但是此波長范圍與紫外LED芯片和熒光燈中汞蒸氣的發(fā)射光譜均不能很好的匹配。而Tb3+在300?350nm區(qū)域基本沒有吸收，在350?480nm區(qū)域只有一些很弱的線狀激發(fā)帶，(因為這些激發(fā)帶屬于4f殼層內(nèi)的f-f禁戒躍遷，其吸收很弱)。而稀土離子Ce3+能在200?380nm的紫外光激發(fā)下，發(fā)射出峰值在390nm左右的強紫光。由于Ce3+在390nm附近的發(fā)射光譜與Tb3+的激發(fā)光譜有明顯交疊，Ce3+向Tb3+很有可能存在有效的能量傳遞。基于上述原理，我們通過Ce3+和Tb3+共摻，實現(xiàn)了 Ce3+ — Tb3+的能量傳遞,使得Tb3+離子在200?380nm激發(fā)下,發(fā)射542nm綠光,進而獲得了一種適于紫外至近紫外光激發(fā)的新型綠色熒光粉。通過A、Mg、Al元素及其含量的改變可以調(diào)整晶場環(huán)境，提高發(fā)光強度，并適當調(diào)節(jié)激發(fā)光譜。
[0031]其中，優(yōu)選，A為元素L1、所述x、y、z、m、n的取值范圍分別為:0.01彡x彡0.1,0? 05 彡 y 彡 0.2，0.01 彡 z 彡 0.2，0 彡 m 彡 0.2，0 彡 η 彡 0.2。
[0032]本發(fā)明提供的硅酸鹽綠色熒光粉的基質(zhì)晶格具有石榴石晶體結構，屬于立方晶系，空間群為Ia3d，其在波長為200?380nm的紫外光激發(fā)下，發(fā)射峰值為542nm的窄帶綠光。
[0033]本發(fā)明提供的硅酸鹽綠色熒光粉的具體制備方法為，包括以下步驟:
[0034]1)按照化學通式(1)中各元素的化學計量比，分別稱取含有Ca2+的化合物、含有A+的化合物、含有Ce3+的化合物、含有Tb3+的化合物、含有Sc3+的化合物、含有Mg2+的化合物、含有Si4+的化合物以及含有Al3+的化合物，在瑪瑙研缽中研磨并混合均勻，得到混合物；
[0035]2)將所述混合物在空氣氣氛下，850°C?1000°C進行預燒結，燒結時間為1?6小時；
[0036]3)將燒結后的混合物自然冷卻后，充分研磨，在還原氣體氣氛下高溫燒結，燒結溫度為1200°C?1450°C，燒結時間為2?12小時，將燒結所得產(chǎn)物自然冷卻后，研磨，即得硅酸鹽綠色熒光粉，其中還原氣體可選用C0或H2。
[0037]其中，所述含有Ca2+的化合物、所述含有Mg2+的化合物、所述含有Ce3+的化合物、所述含有Tb3+的化合物以及含有Sc3+的化合物均為含有相應離子的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、鹵化物中的一種或其任意組合；所述含有A+的化合物為含有A+的碳酸鹽、硝酸鹽、鹵化物中的一種或其任意組合；所述含有Al3+的化合物為含有Al3+的氧化物、硝酸鹽、鹵化物中的一種或其任意組合；所述的含有Si4+的化合物為二氧化硅、正硅酸乙酯中的一種或其組合。
[0038]為了補償A+在燒結過程中因揮發(fā)而導致的化學計量比減小，在步驟1)中加入含有A+的化合物的量為按照化學通式(1)中化學計量過量，優(yōu)選為110 %?150 %。
[0039]本發(fā)明上述提供的硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法是高溫固相法。然而，該熒光粉的合成方法并不局限于此，其中，溶膠凝膠法、燃燒法、乳液法等濕化學法均可合成該熒光粉。
[0040]下面結合附圖和具體的實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0041]實施例中用分析純CaC03，K2C03，Na2C03，Li2C03，高純 MgO，A1203，Ce02，Sc203，Tb407作原料，制備本發(fā)明各實施例熒光粉。
[0042]實施例1
[0043]Ca2.99Ce0.005Tb0.005Sc2Si3012 的制備
[0044]按化學計量比稱取CaC03: 0.29 9 3 克，Sc203:0.1379 克，Si02:0.1802 克，Ce02:0.0009克，Tb407:0.0009克。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳C0或者氫氣H2還原氣氛條件下，1300°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉Ca2.99Ce_5Tb_5SC2Si3012。其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0045]實施例2
[0046]Ca2.7Ce0.Jb0.05Li0.15Sc2Si3012 的制備
[0047]按化學計量比稱取CaC03: 0.2 7 0 2 克，Li2C03: 0.00 8 3 克，Sc203:0.1379 克，Si02:0.1802克，Ce02:0.0172克，Tb407:0.0093克，其中，由于Li2C03的熔點較低，易揮發(fā)，按計算量過量50 %。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳C0或者氫氣H2還原氣氛條件下，1290°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉Ca2.7CeaiTba(l5Liai5SC2Si3012。其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0048]實施例3
[0049]Ca^Ce^Tb^Sc^SiA 的制備
[0050]按化學計量比稱取CaC03:0.2752 克，Sc203:0.1379 克，Si02:0.1802 克，Ce02:0.0086克，Tb407:0.0374克。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳C0或者氫氣H2還原氣氛條件下，1300°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉CawCeaiTVSqSi^。
[0051]附圖1是本實施例制備的樣品的XRD圖譜，從附圖1可知，除了少量未反應完的Sc203，樣品的衍射峰值與標準卡片H)F#72-1969匹配，說明該熒光粉的晶體結構屬于立方晶系，空間群為Ia3d。
[0052]附圖2和附圖3的曲線1分別是本實施例樣品的激發(fā)、發(fā)射光譜。從附圖2可知，該熒光粉的激發(fā)位于為200?380nm，激發(fā)光譜覆蓋了很寬的紫外光區(qū)域。從附圖3的曲線1可知，該熒光粉在紫外光激發(fā)下發(fā)射峰值為542nm的窄帶綠光。
[0053]實施例4
[0054]Ca2 7Ce0.05Tb0.^10 15Sc2Si3012 的制備
[0055]按化學計量比稱取CaC03: 0.2 7 0 2 克，Li2C03: 0.00 8 3 克，Sc203:0.1379 克，Si02:0.1802克，Ce02:0.0086克，Tb407:0.0187克，其中，由于Li2C03的熔點較低，易揮發(fā)，按計算量過量50 %。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳C0或者氫氣H2還原氣氛條件下，1290°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉CauCedTbuLiuSqSi^。其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0056]實施例5
[0057]Cai6CeaiTbaiLia2Sc2Si3O12 的制備
[0058]按化學計量比稱取CaCO3:0.2602 克，Li2CO3:0.0111 克，Sc2O3:0.1379 克，S12:0.1802克，CeO2:0.0172克，Tb4O7:0.0187克，其中，由于Li2CO3的熔點較低，易揮發(fā)，按計算量過量50 %。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳CO或者氫氣H2還原氣氛條件下，1280°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉Ca2 6Ceci Jbtl Jia2Sc2Si3O12t5其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0059]實施例6
[0060]Ca2^Ceatl5TbaiNaai5Sc2Si3O12 的制備
[0061]按化學計量比稱取CaCO3:0.2702 克，Na2CO3:0.0095 克，Sc2O3:0.1379 克，S12:0.1802克，CeO2:0.0086克，Tb4O7:0.0187克，其中，由于Na2CO3的熔點較低，易揮發(fā)，按計算量過量20 %。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳CO或者氫氣H2還原氣氛條件下，1290°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉Cai7Ceaci5TbaiNaai5Sc2Si3O12tj其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0062]實施例7
[0063]Ca2 7Ce。05Tb0.!K。15Sc2Si3012 的制備
[0064]按化學計量比稱取CaCO3:0.2702 克，K2CO3:0.0114 克，Sc2O3:0.1379 克，S12:0.1802克，CeO2:0.0086克，Tb4O7:0.0187克，其中，由于K2CO3的熔點較低，易揮發(fā)，按計算量過量10 %。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳CO或者氫氣H2還原氣氛條件下，1290°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉Ca2.7Cea(l5Tba Jai5Sc2Si3O1215其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0065]實施例8
[0066]Ca2 7Ce0.05Tb0.!Li0 !Na0.Q5Sc2Si3O12 的制備
[0067]按化學計量比稱取CaCO3:0.2702 克，Li2CO3:0.0055 克，Na2CO3:0.0032 克，Sc2O3:0.1379 克，S12:0.1802 克，CeO2:0.0086 克，Tb4O7:0.0187 克，其中，由于 Li2CO3 和 Na2CO3的熔點較低，易揮發(fā)，分別按計算量過量50%和20 %。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳CO或者氫氣H2還原氣氛條件下，1290°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉Ca2.7Ce0.05Tb0.!Naa05Sc2Si3012。其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0068]實施例9
[0069]Cai88CeacilTbaiLiacilNaaci5Katl5Sc2Si3O12 的制備
[0070]按化學計量比稱取CaCO3:0.2883 克，Li2CO3:0.0006 克，Na2CO3:0.0032 克，K2CO3:0.0038 克，Sc2O3:0.1379 克，S12:0.1802 克，CeO2:0.0017 克，Tb4O7:0.0187 克，其中，由于Li2C03、Na2C03和K2C03的熔點較低，易揮發(fā)，分別按計算量過量50%、20 %和10%。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳CO或者氫氣&還原氣氛條件下，1290°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉Ca2.88Ce0.01Tb0.01Na0.05K0.05Sc2Si30120其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0071]實施例10
[0072]Ca2.85Ce0.05Tb0.!ScL85Mg0.15Si3012 的制備
[0073]按化學計量比稱取CaC03: 0.28 5 2 克，MgO:0.0060 克，Sc203:0.1276 克，Si02:0.1802克，Ce02:0.0086克，Tb407:0.0187克。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為6小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳C0或者氫氣H2還原氣氛條件下，1290°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉Ca^CedTbuScnMguSi^。其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0074]實施例11
[0075]Ca2 85Ce0.05Tb01Sc2Si2.85Al0.15012 的制備
[0076]按化學計量比稱取CaC03: 0.28 5 2 克，A1203:0.0076 克，Sc203:0.1379 克，Si02:0.1712克，Ce02:0.0086克，Tb407:0.0187克。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳C0或者氫氣4還原氣氛條件下，1300下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉Ca^CedTbuSqSi^AluC^。其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0077]實施例12
[0078]Ca2.7Ce0.05Tb0.2Li0.05ScL8Mg0.2Si3012 的制備
[0079]按化學計量比稱取CaC03: 0.2 7 0 2 克，Li2C03: 0.00 28 克，MgO:0.0081 克，Sc203:0.1241 克，Si02:0.1802 克，Ce02:0.0086 克，Tb407:0.0374 克，其中，由于 Li2C03 的熔點較低，易揮發(fā)，按計算量過量50%。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳C0或者氫氣H2還原氣氛條件下，1300°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉CauCedTbuLidScuM^SiA”其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0080]實施例13
[0081]Ca2.7Cea 05Tb。.2Lia qsSc^.8Mga 2Si2.8Α1α2012 的制備
[0082]按化學計量比稱取CaC03: 0.2 7 0 2 克，Li2C03: 0.00 28 克，MgO:0.0081 克，A1203:0.0102 克，Sc203:0.1241 克，Si02:0.1682 克，Ce02:0.0086 克，Tb407:0.0374 克，其中，由于Li2C03的熔點較低，易揮發(fā)，按計算量過量50%。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳C0或者氫氣H2還原氣氛條件下，1280°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉Ca2.7Ce0.05Tb0.2Li0.05ScL8Mg0.2Si2.8A10.2012°其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。附圖3中的曲線2為本實施例的發(fā)射光譜。從附圖3可知，該實施例的發(fā)光強度相比于實施例3明顯提高。
[0083]實施例14
[0084]Ca2.6Cea Q5Tba ^ici l5Sc2Si2 8Altl 2O12 的制備
[0085]按化學計量比稱取CaCO3:0.2602 克，Li2CO3:0.0083 克，Al2O3:0.0102 克，Sc2O3:0.1379 克，S12:0.1682 克，CeO2:0.0086 克，Tb4O7:0.0374 克，其中，由于 Li2CO3 的熔點較低，易揮發(fā)，按計算量過量50%。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳CO或者氫氣H2還原氣氛條件下，1290°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉Cai6Ceaci5Tba2Liaci5Sc2SiuAla2O12t5其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0086]實施例15
[0087]Ca2.5Ce0.2Tb0.3Sc2Si2.5A10.5012 的制備
[0088]按化學計量比稱取CaCO3:0.2522 克，Al2O3:0.0255 克，Sc2O3:0.1379 克，S12:0.1502克，CeO2:0.0344克，Tb4O7:0.0561克。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳CO或者氫氣H2還原氣氛條件下，1300°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉Ca2.5Ce0.2Tb0.3Sc2Si2.5A10.5012。其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0089]實施例16
[0090]Ca2Cea2Tba3Lia5Sc2Si3O12 的制備
[0091]按化學計量比稱取CaCO3:0.2002 克，Li2CO3:0.0277 克，Sc2O3:0.1379 克，S12:0.1803克，CeO2:0.0344克，Tb4O7:0.0561克。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳CO或者氫氣H2還原氣氛條件下，1250°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉Ca2Cea2Tba3Lia5Sc2Si3O12t5其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0092]實施例17
[0093]Ca2 3Ce0.Jb0 5Li0 !Sc1 5Mg0.5Si3012 的制備
[0094]按化學計量比稱取CaCO3:0.2302 克，Li2CO3:0.0055 克，MgO:0.0202 克，Sc2O3:0.1034 克，S12:0.1802 克，CeO2:0.0172 克，Tb4O7:0.0935 克，其中，由于 Li2CO3 的熔點較低，易揮發(fā)，按計算量過量50%。在瑪瑙研缽中研磨混合均勻，放入剛玉坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在空氣氣氛下，900°C下進行預燒結，燒結時間為2小時，待自然冷卻后取出；再次研磨后，放入剛玉坩堝中，在一氧化碳CO或者氫氣H2還原氣氛條件下，1250°C下燒結4小時，自然冷卻后，適當研磨即得到熒光粉CauCeaiTba5LiaiScuMga5Si3O12tj其晶體結構、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜與實施例3相似。
[0095]顯然，上述實施例僅僅是為了清楚的說明所作的舉例，在上述說明的基礎上還可以做出其他形式的變動或變化。因此，由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種硅酸鹽綠色熒光粉，其特征在于，所述熒光粉的化學通式為:
Ca3-x-y-zCexTbyAzSc2_mMgmSi3-nAln012 (I) 其中，A為元素L1、Na、K的一種或其任意組合； 所述x、y、z、m、n為摩爾分數(shù)，其取值范圍分別為:0.005 ^ x ^ 0.2,0.005 ^ y ^ 0.5，O ^ z ^ 0.5, O ^ m ^ 0.5, O ^ n ^ 0.5o
2.按照權利要求1所述硅酸鹽綠色熒光粉，其特征在于:所述A為元素Li。
3.按照權利要求1所述硅酸鹽綠色熒光粉，其特征在于，所述x、y、z、m、η的取值范圍分別為:0.01 彡 X 彡 0.1,0.05 彡 y 彡 0.2，0.01 彡 ζ 彡 0.2，O 彡 m 彡 0.2，O 彡 η 彡 0.2。
4.按照權利要求1?3任一所述硅酸鹽綠色熒光粉，其特征在于:所述熒光粉的基質(zhì)晶格具有石槽石晶體結構，屬于立方晶系，空間群為Ia3d。
5.按照權利要求1?3任一所述硅酸鹽綠色熒光粉，其特征在于:所述熒光粉在波長為200?380nm的紫外光激發(fā)下，發(fā)射峰值為542nm的窄帶綠光。
6.一種按照權利要求1所述硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)按照化學通式(I)中各元素的化學計量比，分別稱取含有Ca2+的化合物、含有A+的化合物、含有Ce3+的化合物、含有Tb3+的化合物、含有Sc3+的化合物、含有Mg2+的化合物、含有Si4+的化合物以及含有Al3+的化合物，在瑪瑙研缽中研磨并混合均勻，得到混合物； 2)將所述混合物在空氣氣氛下，850°C?1000°C進行預燒結，燒結時間為I?6小時； 3)將燒結后的混合物自然冷卻后，充分研磨，在還原氣體氣氛下高溫燒結，燒結溫度為1200°C?1450°C，燒結時間為2?12小時，將燒結所得產(chǎn)物自然冷卻后，研磨，即得硅酸鹽綠色熒光粉。
7.按照權利要求6所述硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，其特征在于:所述含有Ca2+的化合物、所述含有Mg2+的化合物、所述含有Ce3+的化合物、所述含有Tb3+的化合物以及含有Sc3+的化合物均為含有相應離子的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、鹵化物中的一種或其任意組合。
8.按照權利要求6所述硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，其特征在于:所述含有A+的化合物為含有A+的碳酸鹽、硝酸鹽、鹵化物中的一種或其任意組合。
9.按照權利要求6所述硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，其特征在于:所述含有Al3+的化合物為含有Al3+的氧化物、硝酸鹽、鹵化物中的一種或其任意組合。
10.按照權利要求6所述硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，其特征在于:所述的含有Si4+的化合物為二氧化硅、正硅酸乙酯中的一種或其組合。
【文檔編號】C09K11/79GK104403668SQ201410758398
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權日:2014年12月10日
【發(fā)明者】張家驊, 肖文戈, 張霞, 郝振東, 潘國徽 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所