一種鈰、鋱、錳共激活的單基質(zhì)磷酸鹽白光熒光粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料學(xué)領(lǐng)域，涉及一種稀土發(fā)光材料，具體來(lái)說(shuō)是一種鈰、鋱、錳共激活的單基質(zhì)磷酸鹽白光熒光粉及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]白光發(fā)光二極管(white light-emitting d1des, WLEDs)以其壽命長(zhǎng)、能耗低、無(wú)污染、效率高、體積小等顯著優(yōu)點(diǎn)，在照明和顯示領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，被稱為新一代照明光源。
[0003]目前，用紫外-近紫外芯片激發(fā)三基色熒光粉來(lái)實(shí)現(xiàn)白光的制備方案成為當(dāng)前WLEDs行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。由于視覺(jué)對(duì)紫外-近紫外光的不敏感性，這類白光LED的顏色只由熒光粉決定，因此這種方案克服了 “黃藍(lán)”組合型白光LED色溫偏高、顯色指數(shù)差、發(fā)光效率低等缺點(diǎn)。但是，由于多相熒光粉混合物之間存在顏色再吸收和配比調(diào)控等問(wèn)題，流明效率和色彩還原性能受到較大影響，另外，幾種熒光粉混合的涂覆工藝也增加了白光LED制作工藝的難度，增加了生產(chǎn)成本。
[0004]因此，研制新型高效的單一基質(zhì)白光發(fā)光材料具有十分重要的意義，成為新一代白光LED照明的研究熱點(diǎn)。近幾年已有文獻(xiàn)報(bào)道了一些新型的單一基質(zhì)白光熒光粉體系，大多集中于硅酸鹽基質(zhì)ο例如Eu27Tb3+/Mn2+共激活的硅酸鹽BaMg 2Al6Si903。，Ce3+/Tb37Mn2+共激活的硅酸鹽0&5(^15106等體系中獲得了白光發(fā)射。但是，硅酸鹽體系制備溫度高，并且由于Si(V_性較強(qiáng)，物相和結(jié)構(gòu)確認(rèn)比較困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鈰、鋱、錳共激活的單基質(zhì)磷酸鹽白光熒光粉及制備方法，所述的這種鈰、鋱、錳共激活的單基質(zhì)磷酸鹽白光熒光粉及制備方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中的白光熒光粉制備溫度高、物相和結(jié)構(gòu)確認(rèn)比較困難的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明一種鈰、鋱、錳共激活的單基質(zhì)磷酸鹽白光熒光粉，其組合配比通式為Ba2(lxyz)Mg (PO4)2: xCe3+，yTb3+，zMn2+，其中 0〈x 彡 0.2，0〈y 彡 0.2，0〈ζ 彡 0.4。
[0007]本發(fā)明還提供了上述的一種鈰、鋱、錳共激活的單基質(zhì)磷酸鹽白光熒光粉的制備方法，
(1)按照摩爾比稱取碳酸鋇、堿式碳酸鎂、磷酸二氫銨、氧化鈰或者硝酸鈰、氧化鋱或者硝酸鋱、碳酸錳，碳酸鋇、堿式碳酸鎂、磷酸二氫銨、氧化鈰或者硝酸鈰、氧化鋱或者硝酸鋱、碳酸錳的質(zhì)量比為2 (l-x-y-ζ): 1:2: X: y: ζ，將上述物質(zhì)混合均勻，然后進(jìn)行研磨，將研磨后得到的混合物放入坩禍舟中并置于雙溫區(qū)管式爐石英管的一端，將裝有鋁粉的坩禍舟置于雙溫區(qū)管式爐石英管的另一端；
(2)將上述雙溫區(qū)管式爐置于真空環(huán)境下，混合物的一端燒結(jié)溫度為1000-1300°C，煅燒時(shí)間為3-10小時(shí)，鋁粉的一端燒結(jié)溫度為700-900°C，煅燒時(shí)間為3-10小時(shí)；待管式爐冷卻至室溫后，關(guān)閉真空栗，取出燒結(jié)物研磨即得到鈰、鋱、錳共激活的單基質(zhì)磷酸鹽白光熒光粉。
[0008]本發(fā)明是以鋁粉為還原劑制備的熒光粉，在307nm光源的激發(fā)下，Ce3+—Tb3+的能量轉(zhuǎn)移，大幅度提高了發(fā)射峰值波長(zhǎng)為550nm的綠光發(fā)射強(qiáng)度，同時(shí)Ce3+敏化了 Mn 2+的發(fā)射，提高了發(fā)射峰值波長(zhǎng)為600nm的紅光發(fā)射強(qiáng)度，得到色度坐標(biāo)為(0.263，0.240)的白光熒光粉。本發(fā)明的熒光粉是在紫外光激發(fā)下，通過(guò)調(diào)節(jié)摻雜的鈰、鋱、錳離子的濃度，樣品發(fā)出由380nm藍(lán)光、550nm綠光和600nm紅光組合的白光。
[0009]本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其技術(shù)進(jìn)步是顯著的。磷酸鹽是一類發(fā)光性能良好的基質(zhì)材料，它的制備溫度低、發(fā)光效率高、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、能有效的吸收紫外光子能量。因此，獲得合成溫度低、發(fā)光效率高、物理化學(xué)性能更加穩(wěn)定，制備工藝簡(jiǎn)單的單一基質(zhì)磷酸鹽白光熒光粉具有非常重要的意義。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1 為本發(fā)明的 Ba1.ssMg(PO4)2: 0.04Ce3+, 0.0lTb3+, 0.0lMn2+的發(fā)射光譜。
[0011]圖2 為本發(fā)明的 Ba1.ssMg(PO4)2: 0.04Ce3+, 0.0lTb3+, 0.0lMn2+的色度坐標(biāo)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1:
制備 Ba1.92Mg (PO4)2: 0.04Ce3+, 0.0lTb3+, 0.0IMn2+0
[0013]稱取碳酸鋇2.0668g，堿式碳酸鎂0.541 lg，氧化鈰0.0767g，氧化鋱0.0208，碳酸錳0.0128，磷酸二氫銨1.2817g，置于研缽中研磨混合120min，然后加入酒精研磨60min后得到混合物，將混合物放入坩禍舟中并置于雙溫區(qū)管式爐中，在鋁還原氣氛下1100°C煅燒5小時(shí)后，自然冷卻并研磨成粉末。
[0014]實(shí)施例2:
制備 Bah74Mg(PO4)2: 0.04Ce3+, 0.03Tb3+, 0.06Mn2+。
[0015]稱取碳酸鋇1.9193g，堿式碳酸鎂0.5429g，硝酸鈰0.1458g，硝酸鋱0.0289，碳酸錳0.0771g，磷酸二氫銨1.2859g，置于研缽中研磨混合120min，然后加入酒精研磨60min后得到混合物，將混合物放入坩禍舟中并置于雙溫區(qū)管式爐中，在鋁還原氣氛下1100°C煅燒5小時(shí)后，自然冷卻并研磨成粉末。
[0016]實(shí)施例3:
制備 Bah72Mg(PO4)2: 0.2Ce3+，0.1 Tb3、0.3Mn2+。
[0017]稱取碳酸鋇0.9564g，堿式碳酸鎂0.5884g，氧化鈰0.4171g，氧化鋱0.2265g，碳酸錳0.4178g，磷酸二氫銨1.3937g，置于研缽中研磨混合120min，然后加入丙酮研磨1min后得到混合物，將混合物放入坩禍舟中并置于雙溫區(qū)管式爐中，在鋁還原氣氛下100tC煅燒10小時(shí)后，自然冷卻并研磨成粉末。
[0018]實(shí)施例4:
制備 Bah72Mg(PO4)2: 0.2Ce3+，0.2Tb3+，0.4Mn2+。
[0019]稱取碳酸鋇0.4921g，碳酸鎂0.6055g，氧化鈰0.4291g，氧化鋱0.4661g，碳酸錳0.5732g，磷酸二氫銨1.4341g，置于研缽中研磨混合120min，然后加入丙酮研磨1min后得到混合物，將混合物放入坩禍舟中并置于雙溫區(qū)管式爐中，在鋁還原氣氛下1300°C煅燒3小時(shí)后，自然冷卻并研磨成粉末。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈰、鋱、錳共激活的單基質(zhì)磷酸鹽白光熒光粉，其特征在于:其組合配比通式為Ba2(lxyz)Mg (PO4)2: xCe3+，yTb3+，zMn2+，其中 0〈x 彡 0.2，0〈y 彡 0.2，0〈ζ 彡 0.4。2.權(quán)利要求1所述的一種鈰、鋱、錳共激活的單基質(zhì)磷酸鹽白光熒光粉的制備方法，其特征在于: (1)按照2(l-x-y-z):l:2:x:y:z的摩爾比稱取碳酸鋇、堿式碳酸鎂、磷酸二氫銨、氧化鈰(硝酸鈰)、氧化鋱(硝酸鋱)、碳酸錳，混合均勻進(jìn)行研磨后，放入坩禍舟中并置于雙溫區(qū)管式爐石英管的一端，將裝有鋁粉的坩禍舟置于雙溫區(qū)管式爐石英管的另一端； (2)將上述雙溫區(qū)管式爐置于真空環(huán)境下，混合物的一端燒結(jié)溫度為1000-1300°C，煅燒時(shí)間為3-10小時(shí)，鋁粉的一端燒結(jié)溫度為700-900°C，煅燒時(shí)間為3-10小時(shí)；待管式爐冷卻至室溫后，關(guān)閉真空栗，取出燒結(jié)物研磨即得到鈰、鋱、錳共激活的單基質(zhì)磷酸鹽白光熒光粉。
【專利摘要】本發(fā)明一種鈰、鋱、錳共激活的單基質(zhì)磷酸鹽白光熒光粉，其通式為Ba2(1-x-y-z)Mg(PO4)2:xCe3+,yTb3+,zMn2+，其中0＜x≤0.2，0＜y≤0.2，0＜z≤0.4。本發(fā)明還公開了上述白光熒光粉的制備方法，按化學(xué)計(jì)量比將Ba、Mg、Mn對(duì)應(yīng)的碳酸鹽、磷酸二氫銨與Ce、Tb的氧化物或硝酸鹽混合均勻進(jìn)行研磨后得到混合物，將混合物放入坩堝舟中并置于雙溫區(qū)管式爐石英管中，以鋁粉為還原劑在高溫下煅燒，冷卻并研磨成粉末，即得到單基質(zhì)磷酸鹽白光熒光粉。本發(fā)明的熒光粉在紫外光激發(fā)下，通過(guò)調(diào)節(jié)摻雜的鈰、鋱、錳離子的濃度，發(fā)出由380nm藍(lán)光、550nm綠光和600nm紅光組合的白光。
【IPC分類】C09K11/71
【公開號(hào)】CN105038787
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510376253
【發(fā)明人】房永征, 劉啟會(huì), 劉玉峰, 張娜, 侯京山
【申請(qǐng)人】上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日