本發(fā)明屬于led用熒光粉制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉，本發(fā)明還涉及該鏑摻雜白色熒光粉的制備方法。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管(lightemittingdiode，led)被公認(rèn)為是二十一世紀(jì)的新光源，具有節(jié)能、綠色環(huán)保、響應(yīng)快、壽命長、體積小及發(fā)光效率高等許多優(yōu)點(diǎn)，在照明和顯示領(lǐng)域有著非常大的應(yīng)用前景。

近年來，白光led作為新一代節(jié)能光源，引起了人們的眾多關(guān)注，目前，與近紫外光管芯相匹配的白光熒光粉缺乏，普遍采用混合紅、綠、藍(lán)三種基色熒光粉的辦法制得，但是發(fā)光性能不理想。因此，研制單一基體白光熒光粉不僅能夠降低成本，也能提高熒光粉的發(fā)光性能，具有十分重要的意義。dy³⁺作為稀土摻雜的發(fā)光中心，具有豐富的能級，通常在可見光區(qū)范圍內(nèi)由兩條較寬的發(fā)射帶組成，即黃光發(fā)射帶和藍(lán)光發(fā)射帶。而且，dy³⁺的摻雜量變化通常會影響到基質(zhì)的發(fā)射峰，使熒光粉呈現(xiàn)不同的發(fā)光顏色，當(dāng)黃藍(lán)發(fā)射的相對強(qiáng)度比較適當(dāng)時(shí)，可能會出現(xiàn)白光發(fā)射。所以，dy³⁺摻雜的熒光材料有望成為被近紫外光激發(fā)發(fā)射白光的單一基質(zhì)材料，其研究具有良好的應(yīng)用前景和一定的科學(xué)價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉，適合白光led應(yīng)用，發(fā)光強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉的制備方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，以磷酸鹽為基質(zhì)，化學(xué)通式為ca3gd1-xna(po4)3f:xdy，其中0.01≤x≤0.1。

本發(fā)明所采用的另一個(gè)技術(shù)方案是，以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、按化學(xué)通式ca3gd1-xna(po4)3f:xdy的摩爾配比，其中0.01≤x≤0.1，分別稱取含ca化合物、含gd化合物、含na化合物、含p化合物和含dy化合物作為原料；

步驟2、將步驟1中稱取的所有原料混合后研磨，形成混合料；

步驟3、將經(jīng)步驟2得到的混合料于空氣氣氛下煅燒3h～5h，煅燒溫度為750℃～950℃，煅燒完成后隨爐冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；

步驟4、將步驟3得到的煅燒產(chǎn)物進(jìn)行研磨，得到以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉。

本發(fā)明另一技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于，

步驟1中含ca化合物為caco3，gd化合物為gd2o3，含na化合物為naf，含p化合物為nh4h2po4，含dy化合物為dy2o3。

步驟2中研磨時(shí)間為20min～60min。

步驟3中煅燒采用快速升溫電阻爐，升溫速率為3℃/min～10℃/min。

步驟4中研磨時(shí)間為20min～60min。

本發(fā)明的有益效果是，

本發(fā)明以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉，以磷酸鹽為基質(zhì)，通過摻雜激活離子dy³⁺，制備得到以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉，適合近紫外或藍(lán)光激發(fā)，該白色熒光粉的激發(fā)光譜在300nm～500nm，幾個(gè)主要激發(fā)峰在311nm、350nm、364nm、388nm附近，其發(fā)射光譜在400nm～620nm，主峰在483nm、578nm附近，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，發(fā)光性能好，發(fā)光強(qiáng)度高，適合用作近紫外白光led用白光材料的基質(zhì)材料；

本發(fā)明以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉的制備方法，基于固相合成法來制備，操作性強(qiáng)，在空氣氣氛下制備，升溫過程簡單，方法簡單易行，重現(xiàn)性好，制備周期短。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1制備得到的ca3gd0.99na(po4)3f:0.01dy白色熒光粉的x射線衍射圖譜與ca5(po4)3f標(biāo)準(zhǔn)卡片(pdf#15-0876)擬合圖；

圖2是實(shí)施例5制備得到的ca3gd0.96na(po4)3f:0.04dy白色熒光粉的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜；

圖3是實(shí)施例5制備得到的ca3gd0.96na(po4)3f:0.04dy白色熒光粉的cie色坐標(biāo)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉，以磷酸鹽為基質(zhì)，化學(xué)通式為ca3gd1-xna(po4)3f:xdy，其中0.01≤x≤0.1。

本發(fā)明以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、按化學(xué)通式ca3gd1-xna(po4)3f:xdy的摩爾配比，其中0.01≤x≤0.1，分別稱取caco3、gd2o3、naf、nh4h2po4和dy2o3作為原料；

步驟2、將步驟1中稱取的所有原料混合后研磨20min～60min，待混合均勻后，形成混合料；

步驟3、將經(jīng)步驟2得到的混合料采用快速升溫電阻爐于空氣氣氛下煅燒3h～5h，升溫速率為3℃/min～10℃/min，煅燒溫度為750℃～950℃，煅燒完成后隨爐冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；

其中，煅燒時(shí)按照以下化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行合成：

caco3+(1-x)/2gd2o3+naf+nh4h2po4+x/2dy2o3→ca3gdna(po4)3f+co2；

步驟4、將步驟3得到的煅燒產(chǎn)物研磨20min～60min，得到以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉。

實(shí)施例1

取x＝0.01，按化學(xué)式ca3gd0.99na(po4)3f:0.01dy的化學(xué)計(jì)量配比，用電子天平分別稱取caco3、gd2o3、naf、nh4h2po4和dy2o3，再另外加入混合原料總量7％的naf，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述稱取的所有原料混合后研磨20min，使原料之間混合均勻，得到混合料；將得到的混合料裝入剛玉坩堝中，并將該剛玉坩堝置于快速升溫電阻爐中，于空氣氣氛下煅燒，期間以3℃/min的升溫速率升至750℃，保溫3h，待煅燒完成后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；取出煅燒后的產(chǎn)物再次研磨20min，即得到以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉。

實(shí)施例2

取x＝0.01，按化學(xué)式ca3gd0.99na(po4)3f:0.01dy的化學(xué)計(jì)量配比，用電子天平分別稱取caco3、gd2o3、naf、nh4h2po4和dy2o3，再另外加入混合原料總量7％的naf，稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述稱取的所有原料研磨30min，使原料之間混合均勻，得到混合料；將得到的混合料裝入剛玉坩堝，并將該剛玉坩堝置于快速升溫電阻爐中，于空氣氣氛下煅燒，以5℃/min的升溫速率升至800℃，保溫4h，待煅燒完成后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；取出煅燒后的產(chǎn)物再次研磨40min，即得到以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉。

實(shí)施例3

取x＝0.01，按化學(xué)式ca3gd0.99na(po4)3f:0.01dy的化學(xué)計(jì)量配比，用電子天平分別稱取caco3、gd2o3、naf、nh4h2po4和dy2o3，再另外加入混合原料總量7％的naf，稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨60min，使原料之間混合均勻，得到混合料；將得到的混合料裝入剛玉坩堝，并將該剛玉坩堝置于快速升溫電阻爐中，于空氣氣氛下煅燒，以10℃/min的升溫速率升至850℃，保溫3h，待煅燒完成后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；取出煅燒后的產(chǎn)物再次研磨60min，即得到以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉。

圖1為利用實(shí)施例3中的制備方法制備的ca3gd0.99na(po4)3f:0.01dy白色熒光粉的x射線衍射圖譜，從圖1中可看出：產(chǎn)物物相純度高，結(jié)晶度好。

實(shí)施例4

取x＝0.02，按化學(xué)式ca3gd0.98na(po4)3f:0.02dy的化學(xué)計(jì)量配比，用電子天平分別稱取caco3、gd2o3、naf、nh4h2po4和dy2o3，再另外加入混合原料總量7％的naf，稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨60min，使原料之間混合均勻，得到混合料；將得到的混合料裝入剛玉坩堝，并將該剛玉坩堝置于快速升溫電阻爐中，于空氣氣氛下煅燒，以10℃/min的升溫速率升至950℃，保溫5h，待煅燒完成后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；取出煅燒后的產(chǎn)物再次研磨60min，即得到以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉。

實(shí)施例5

取x＝0.04，按化學(xué)式ca3gd0.96na(po4)3f:0.04dy的化學(xué)計(jì)量配比，用電子天平分別稱取caco3、gd2o3、naf、nh4h2po4和dy2o3，再另外加入混合原料總量7％的naf，稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨40min，使原料之間混合均勻，得到混合料；將得到的混合料裝入剛玉坩堝，并將該剛玉坩堝置于快速升溫電阻爐中，于空氣氣氛下煅燒，以9℃/min的升溫速率升至900℃，保溫4h，待煅燒完成后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；取出煅燒后的產(chǎn)物再次研磨50min，即得到以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉。

圖2為利用實(shí)施例5中的制備方法制備的ca3gd0.96na(po4)3f:0.04dy白色熒光粉的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜。可以看出：主發(fā)射峰位于483nm和578nm附近，幾個(gè)主激發(fā)峰在311nm、350nm、364nm、388nm附近；由此可見，該熒光粉可被近紫外光和藍(lán)光有效激發(fā)而發(fā)出白光，可應(yīng)用于白光led。

圖3是利用實(shí)施例5中的制備方法所制備的ca3gd0.96na(po4)3f:0.04dy白色熒光粉的cie色坐標(biāo)圖；從圖3中可看出：該白色熒光粉的cie色坐標(biāo)為(x＝0.345，y＝0.339)，與ntsc標(biāo)準(zhǔn)色坐標(biāo)(x＝0.33，y＝0.33)接近。

實(shí)施例6

取x＝0.08，按化學(xué)式ca3gd0.92na(po4)3f:0.08dy的化學(xué)計(jì)量配比，用電子天平分別稱取caco3、gd2o3、naf、nh4h2po4和dy2o3，再另外加入混合原料7％的naf，稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨40min，使原料之間混合均勻，得到混合料；將得到的混合料裝入剛玉坩堝，并將該剛玉坩堝置于快速升溫電阻爐中，于空氣氣氛下煅燒，以10℃/min的升溫速率升至850℃，保溫3h，待煅燒完成后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；取出煅燒后的產(chǎn)物再次研磨45min，即得到以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉。

實(shí)施例7

取x＝0.1，按化學(xué)式ca3gd0.9na(po4)3f:0.1dy的化學(xué)計(jì)量配比，用電子天平分別稱取caco3、gd2o3、naf、nh4h2po4和dy2o3，再另外加入混合原料總量7％的naf，稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨35min后，使原料之間混合均勻，得到混合料；將得到的混合料裝入剛玉坩堝，并將該剛玉坩堝置于快速升溫電阻爐中，于空氣氣氛下煅燒，以7℃/min的升溫速率升至850℃，保溫3.5h，待煅燒完成后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；取出煅燒后的產(chǎn)物再次研磨45min，即得到以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉。

本發(fā)明以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉，以磷酸鹽為基質(zhì)，通過摻雜激活離子dy³⁺，制備得到以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉，由于正磷酸鹽中的磷酸根(po4^3－)可以有效地吸收uv(紫外線)以及vuv(真空紫外線)光子能量(在uv以及vuv區(qū)域有寬而強(qiáng)的激發(fā)帶)，po4^3－與其中的激活離子dy³⁺有高效率的能量轉(zhuǎn)換，并且有較好的光學(xué)穩(wěn)定性、熱化學(xué)穩(wěn)定性和較長的光學(xué)壽命，該白色熒光粉的激發(fā)光譜在300nm～500nm，幾個(gè)主要激發(fā)峰在311nm、350nm、364nm、388nm附近，其發(fā)射光譜在400nm～620nm，主峰在483nm、578nm附近，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，發(fā)光性能好，發(fā)光強(qiáng)度高，適合用作近紫外白光led用白光材料的基質(zhì)材料。

本發(fā)明以磷酸鹽為基質(zhì)的鏑摻雜白色熒光粉的制備方法，基于固相合成法來制備，操作性強(qiáng)，煅燒溫度低，在空氣氣氛下制備，升溫過程簡單，方法簡單易行，重現(xiàn)性好，制備周期短。