本發(fā)明涉及熒光材料領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種藍(lán)綠色熒光材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

白光發(fā)光二極管(w-led)現(xiàn)以其發(fā)光效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)、節(jié)能、綠色環(huán)保以及壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)逐漸取代白熾燈和汞燈成為第四代照明光源。目前，實(shí)現(xiàn)白光led的主要方法有藍(lán)光芯片激發(fā)黃色熒光粉合成白光，紫外-近紫外光芯片激發(fā)三基色熒光粉產(chǎn)生白光。隨著紫外光芯片的發(fā)展，用紫外-近紫外光芯片+三基色熒光粉制備白光led的研究更廣泛，而且該方法制備的白光led顯色性和可調(diào)性較前者更高。

現(xiàn)有的三基色熒光粉材料體系包括稀土離子摻雜的硫化物體系，硅酸鹽體系，磷酸鹽，鋁酸鹽體系等。這些材料中，均含有大量稀土元素，這些稀土原料在制備過(guò)程中有的具有毒性，有的價(jià)格高昂，對(duì)環(huán)境造成一定壓力。相比較而言，過(guò)渡金屬離子激活的發(fā)光材料原料廉價(jià)易得，因此，如何實(shí)現(xiàn)稀土替代成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。

此外，在紫外激發(fā)區(qū)，如果同一種材料在藍(lán)色和綠色波段均可實(shí)現(xiàn)寬帶發(fā)射，則可以降低led在衰減過(guò)程中的變色問題；而且led材料在單一激發(fā)光源下，如果在可見波段發(fā)射波段越寬，則材料的顯色性越好。因此，尋找能夠滿足白光led制備條件的寬帶發(fā)射的藍(lán)綠色熒光粉材料已成為研究白光led的熱點(diǎn)，對(duì)led產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠在紫外光激發(fā)下產(chǎn)生發(fā)光強(qiáng)度高、在藍(lán)色和綠色發(fā)射帯域?qū)?，不含有稀土的藍(lán)綠色熒光材料及其制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種藍(lán)綠色熒光材料，其化學(xué)式為：mgo:xv2o5:ysio2，其中，0＜x≤0.002，0≤y≤0.008。

x為v2o5在材料組分中所占的摩爾含量；y為sio2在材料組分中所占的摩爾含量。

進(jìn)一步地，x取值0.0005～0.001。

所述藍(lán)綠色熒光材料的制備方法，包括以下步驟：按化學(xué)式mgo:xv2o5:ysio2中的摩爾比例稱取原料并混合均勻，然后在空氣氣氛或者弱氧化氣氛中進(jìn)行煅燒，冷卻后即得所述藍(lán)綠色熒光材料。

進(jìn)一步地，煅燒包括先在800～900℃下保溫1～2h，再在1200～1300℃下保溫4～5h。

本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

1.本發(fā)明藍(lán)綠色熒光材料以mgo為基質(zhì)，單摻v2o5或共摻v2o5和sio2，也就是說(shuō)以v⁵⁺離子為激活離子，以si⁴⁺離子為共激活離子，相應(yīng)的發(fā)光材料在470-520nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)均有發(fā)射，發(fā)射最高峰值均在500nm附近，表現(xiàn)為藍(lán)綠光發(fā)射，獲得良好的藍(lán)綠色熒光材料。

2.本發(fā)明藍(lán)綠色熒光材料為v2o5和sio2共摻雜時(shí)，所得到的熒光材料在一波段均可被高效激發(fā)，并且共摻sio2的發(fā)光強(qiáng)度較單摻v2o5均得到明顯提高。

3.本發(fā)明藍(lán)綠色熒光材料的制備方法是在空氣氣氛或者弱氧化氣氛中進(jìn)行，不需要還原性氣氛，因此大大降低了對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的要求及成本，還提高了生產(chǎn)過(guò)程中的安全性另外，本發(fā)明原料無(wú)需合成，廉價(jià)易得，具有潛在的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值和較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

附圖說(shuō)明

圖1為mgo的標(biāo)準(zhǔn)pdf卡對(duì)應(yīng)的xrd圖譜與本發(fā)明實(shí)施例1制備的藍(lán)綠色熒光材料的xrd圖譜的對(duì)比圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的藍(lán)綠色熒光材料在500nm波長(zhǎng)監(jiān)測(cè)下的激發(fā)光譜。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制備的藍(lán)綠色熒光材料的發(fā)射光譜。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1,2,3,4制備的mgo單摻雜v2o5和v2o5，sio2共摻的藍(lán)綠色熒光材料的發(fā)射光譜對(duì)比圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例5,6,7,8制備的mgo單摻雜v2o5和v2o5，sio2共摻的藍(lán)綠色熒光材料的發(fā)射光譜對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

實(shí)施例1

藍(lán)綠色熒光材料，其化學(xué)式為：mg0.998o:0.001v2o5，制備方法包括以下步驟：

按上述化學(xué)式比例稱取原料mgo和v2o5放入到瑪瑙研缽中，充分研磨使之粉碎混合均勻得到混合料，然后將混合料放入到剛玉柑鍋中，置于管式爐中鍛燒，在800℃下保溫1h，，再?gòu)?00℃升溫至1200℃，在1200℃下保溫4h，整個(gè)鍛燒過(guò)程在空氣氣氛中進(jìn)行，保溫結(jié)束后冷卻至室溫，然后取出研磨至粒徑達(dá)到3-60μm，得到mgo基質(zhì)的藍(lán)綠色熒光材料成品。

從圖2可以看出，本實(shí)施例制得的藍(lán)綠色熒光材料的激發(fā)峰位于300nm，紫外光波段可有效激發(fā)。

從圖3可以看出，本實(shí)施例制得的藍(lán)綠色熒光材料的發(fā)射峰位于490-510nm范圍內(nèi)，最高峰值在500nm附近，為藍(lán)綠光發(fā)射，發(fā)射強(qiáng)度最高在780a.u。

另外，從圖1可以看出，本實(shí)施例制得的藍(lán)綠色熒光材料和純的mgo吻合很好，結(jié)晶性能好，表明摻雜并未改變mgo的晶體結(jié)構(gòu)。

由于摻雜量比較少，其他實(shí)例制備的藍(lán)綠色熒光材料的xrd圖與實(shí)例1相同，所以不做贅述。

實(shí)施例2

藍(lán)綠色熒光材料，其化學(xué)式為：mg0.994o:0.001v2o5:0.004sio2，制備方法包括以下步驟：

按上述化學(xué)式比例稱取原料mgo和v2o5放入到瑪瑙研缽中，充分研磨使之粉碎混合均勻得到混合料，然后將混合料放入到剛玉柑鍋中，置于管式爐中鍛燒，在800℃下保溫1h，再?gòu)?00℃升溫至1200℃，在1200℃下保溫4h，整個(gè)鍛燒過(guò)程在空氣氣氛中進(jìn)行，保溫結(jié)束后冷卻至室溫，然后取出研磨至粒徑達(dá)到3-60μm，得到mgo基質(zhì)的藍(lán)綠色熒光材料成品。

從圖4可以看出，本實(shí)施例制得的藍(lán)綠色熒光材料的發(fā)射峰位于480-520nm范圍內(nèi)，最高峰值在500nm附近，為藍(lán)綠光發(fā)射，發(fā)射強(qiáng)度最高在2700a.u。

實(shí)施例3

藍(lán)綠色熒光材料，其化學(xué)式為：mg0.994o:0.001v2o5:0.006sio2，制備方法包括以下步驟：

按上述化學(xué)式比例稱取原料mgo和v2o5放入到瑪瑙研缽中，充分研磨使之粉碎混合均勻得到混合料，然后將混合料放入到剛玉柑鍋中，置于管式爐中鍛燒，在850℃保溫1.5h，再?gòu)?50℃升溫至1250℃，在1250℃下保溫4.5h，整個(gè)鍛燒過(guò)程在空氣氣氛中進(jìn)行，保溫結(jié)束后冷卻至室溫，然后取出研磨至粒徑達(dá)到3-60μm，得到mgo基質(zhì)的藍(lán)綠色熒光材料成品。

從圖4可以看出，本實(shí)施例制得的藍(lán)綠色熒光材料的發(fā)射峰位于470-510nm范圍內(nèi)，最高峰值在500nm附近，為藍(lán)綠光發(fā)射，發(fā)射強(qiáng)度最高在3000a.u。

實(shí)施例4

藍(lán)綠色熒光材料，其化學(xué)式為：mg0.994o:0.001v2o5:0.008sio2，制備方法包括以下步驟：

按上述化學(xué)式比例稱取原料mgo和v2o5放入到瑪瑙研缽中，充分研磨使之粉碎混合均勻得到混合料，然后將混合料放入到剛玉柑鍋中，置于管式爐中鍛燒，在900℃下保溫1h，再?gòu)?00℃升溫至1300℃，在1300℃下保溫5h，整個(gè)鍛燒過(guò)程在空氣氣氛中進(jìn)行，保溫結(jié)束后冷卻至室溫，然后取出研磨至粒徑達(dá)到3-60μm，得到mgo基質(zhì)的藍(lán)綠色熒光材料成品。

從圖4可以看出，本實(shí)施例制得的藍(lán)綠色熒光材料的發(fā)射峰位于470-520nm范圍內(nèi)，最高峰值在500nm附近，為藍(lán)綠光發(fā)射，發(fā)射強(qiáng)度最高在900a.u左右。

圖4為單摻0.1at％的v2o5，0.1at％的v2o5分別和0.4at％，0.6at％，0.8at％的sio2共摻的強(qiáng)度比較圖，從圖4可以看出0.1at％的v2o5和0.6at％的sio2共摻的增強(qiáng)效果最好，而再增加sio2的摻雜濃度時(shí)增強(qiáng)效果反而下降，所以最佳增強(qiáng)效果的摻雜濃度為0.6at％。

實(shí)施例5

藍(lán)綠色熒光材料，其化學(xué)式為：mg0.999o:0.0005v2o5，制備方法包括以下步驟：

按上述化學(xué)式比例稱取原料mgo和v2o5放入到瑪瑙研缽中，充分研磨使之粉碎混合均勻得到混合料，然后將混合料放入到剛玉柑鍋中，置于管式爐中鍛燒，在800℃下保溫1h，再?gòu)?00℃升溫至1200℃，在1200℃下保溫4h，整個(gè)鍛燒過(guò)程在空氣氣氛中進(jìn)行，保溫結(jié)束后冷卻至室溫，然后取出研磨至粒徑達(dá)到3-60μm，得到mgo基質(zhì)的藍(lán)綠色熒光材料成品。

從圖5可以看出，本實(shí)施例制得的藍(lán)綠色熒光材料的發(fā)射峰位于490-510nm范圍內(nèi)，最高峰值在500nm附近，為藍(lán)綠光發(fā)射，發(fā)射強(qiáng)度最高在500a.u左右。

實(shí)施例6

藍(lán)綠色熒光材料，其化學(xué)式為：mg0.995o:0.0005v2o5:0.004sio2，制備方法包括以下步驟：

按上述化學(xué)式比例稱取原料mgo和v2o5放入到瑪瑙研缽中，充分研磨使之粉碎混合均勻得到混合料，然后將混合料放入到剛玉柑鍋中，置于管式爐中鍛燒，在800℃下保溫1h，再?gòu)?00℃升溫至1200℃，在1200℃下保溫4h，整個(gè)鍛燒過(guò)程在空氣氣氛中進(jìn)行，保溫結(jié)束后冷卻至室溫，然后取出研磨至粒徑達(dá)到3-60μm，得到mgo基質(zhì)的藍(lán)綠色熒光材料成品。

從圖5可以看出，本實(shí)施例制得的藍(lán)綠色熒光材料的發(fā)射峰位于480-520nm范圍內(nèi)，最高峰值在500nm附近，為藍(lán)綠光發(fā)射，發(fā)射強(qiáng)度最高在1300a.u左右。

實(shí)施例7

藍(lán)綠色熒光材料，其化學(xué)式為：mg0.993o:0.0005v2o5:0.006sio2，制備方法包括以下步驟：

按上述化學(xué)式比例稱取原料mgo和v2o5放入到瑪瑙研缽中，充分研磨使之粉碎混合均勻得到混合料，然后將混合料放入到剛玉柑鍋中，置于管式爐中鍛燒，在850℃保溫1.5h，再?gòu)?50℃升溫至1250℃，在1250℃下保溫4.5h，整個(gè)鍛燒過(guò)程在空氣氣氛中進(jìn)行，保溫結(jié)束后冷卻至室溫，然后取出研磨至粒徑達(dá)到3-60μm，得到mgo基質(zhì)的藍(lán)綠色熒光材料成品。

從圖5可以看出，本實(shí)施例制得的藍(lán)綠色熒光材料的發(fā)射峰位于470-510nm范圍內(nèi)，最高峰值在500nm附近，為藍(lán)綠光發(fā)射，發(fā)射強(qiáng)度最高在1700a.u左右。

實(shí)施例8

藍(lán)綠色熒光材料，其化學(xué)式為：mg0.991o:0.0005v2o5:0.008sio2，制備方法包括以下步驟：

按上述化學(xué)式比例稱取原料mgo和v2o5放入到瑪瑙研缽中，充分研磨使之粉碎混合均勻得到混合料，然后將混合料放入到剛玉柑鍋中，置于管式爐中鍛燒，在900℃下保溫2h，升再?gòu)?00℃升溫至1300℃，在1300℃下保溫5h，整個(gè)鍛燒過(guò)程在空氣氣氛中進(jìn)行，保溫結(jié)束后冷卻至室溫，然后取出研磨至粒徑達(dá)到3-60μm，得到mgo基質(zhì)的藍(lán)綠色熒光材料成品。

從圖5可以看出，本實(shí)施例制得的藍(lán)綠色熒光材料的發(fā)射峰位于470-520nm范圍內(nèi)，最高峰值在500nm附近，為藍(lán)綠光發(fā)射，發(fā)射強(qiáng)度最高在700a.u左右。

圖5為單摻0.05at％的v2o5，0.005at％的v2o5分別和0.4at％，0.6at％，0.8at％的sio2共摻的強(qiáng)度比較圖，從圖5可以看出0.05at％的v2o5和0.6at％的sio2共摻的增強(qiáng)效果最好，而再增加sio2的摻雜濃度時(shí)增強(qiáng)效果反而下降，所以最佳增強(qiáng)效果的摻雜濃度為0.6at％。

從圖4和圖5的強(qiáng)度比較圖得出v2o5的摻雜量為0.1at％和0.05at％時(shí)，sio2摻雜濃度為0.6at％時(shí)，增強(qiáng)效果均為最佳。

應(yīng)當(dāng)理解本文所述的例子和實(shí)施方式僅為了說(shuō)明，并不用于限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)它做出各種修改或變化，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。