一種鋯鋁酸鹽紅色熒光粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種鋯鋁酸鹽紅色熒光粉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]依靠LED轉(zhuǎn)換實現(xiàn)白光主要有以下幾種方式:
[0003]I)多芯片LED。將RGB三基色LED芯片封裝在一起來產(chǎn)生白光。利用RGB三色LED組合構(gòu)成白光LED的技術(shù)是最高效的，避免了熒光粉發(fā)光轉(zhuǎn)換過程中斯托克斯位移造成的能量損失，可獲得最高的發(fā)光效率，同時可分開控制3種不同的光色LED的光強(qiáng)，實現(xiàn)全彩變色的效果。但該方法制成的白光LED的各個光色隨驅(qū)動電流和溫度變化不一致，隨時間的衰減速度也不相同，且其散熱問題也比較突出，生產(chǎn)成本居高不下。
[0004]2)三基色熒光粉轉(zhuǎn)換LED。三基色熒光粉轉(zhuǎn)換LED可以在較高發(fā)光效率的前提下，有效地提升LED的顯色性，它具有較高的光視效能和顯色指數(shù)。三基色白光LED實現(xiàn)的常用方法是，利用紫外光(UV)LED激發(fā)一組可被紫外光有效激發(fā)的黃、綠、藍(lán)(RGB)三基色熒光粉，其特點為光譜的可見光部分完全由熒光分產(chǎn)生。不過，它存在以下缺點:電光轉(zhuǎn)化效率較低;粉體混合較困難，有待研發(fā)高效率的熒光粉;封裝材料在紫外光照射下容易老化，壽命較短，存在紫外線泄露的隱患;高效功率型UVLED不易制備。
[0005]3)黃色熒光粉轉(zhuǎn)化LED。目前藍(lán)光GaN芯片+摻雜Ce3+、發(fā)黃光的釔鋁石榴石(Y3Al5012:Ce3+，YAG)熒光粉是最常見的二基色熒光粉轉(zhuǎn)換LED。作為目前商業(yè)上最成熟、最容易實現(xiàn)的白光LED技術(shù)，其具有耗能小、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點而引起了人們的廣泛關(guān)注。在該裝置中，GaN發(fā)出的藍(lán)色光激發(fā)了 YAG而得到黃色光，未被吸收的藍(lán)光和黃光復(fù)合得到白光，因此在藍(lán)光或紫光激發(fā)下發(fā)黃光的YAG熒光粉是目前使用量最大的一類熒光粉。不過由于黃色熒光粉轉(zhuǎn)化LED的光譜中缺乏紅光，所以此類LED的顯色性較差，物體在此類光源照射下所呈現(xiàn)的顏色與物體在自然光(太陽光)照射下所呈現(xiàn)的顏色會有一定的偏差。
[0006]當(dāng)然在黃色熒光粉中適當(dāng)?shù)靥砑?橙)紅色熒光粉，可以明顯提高黃色熒光粉轉(zhuǎn)化白光LED的顯色性。
[0007]文南犬(Koichiro Fukuda,Tomoyuki Iwata and Kenjiro Nishiyuki,Chemistryof Materials，Vol.19，Νο.15,3726-3731，2007)報道了一種化學(xué)成分為Ca7ZrAl6Oi8的材料并給出其晶體結(jié)構(gòu)為正交晶系空間群Pmn2i，文獻(xiàn)(Eun-Hee Kang，Jun-Sang Yoo，Bo-HyeKima?Sung-ffoo Choi and Seong-Hyeon Hong?Cement and Concrete Research，Vol.56，N0.2，106-111,2014)給出Ca7ZrAl6O18的用途為水泥的一種，其用途與本發(fā)明申請屬于不同的技術(shù)領(lǐng)域。
[0008]至今，Ca7ZrAl60is還未見其關(guān)于在發(fā)光材料方面的公開報道或?qū)＠暾垺?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的之一是提供一種鋯鋁酸鹽紅色熒光粉。
[0010]本發(fā)明的另一目的是提供一種鋯鋁酸鹽紅色熒光粉的制備方法。
[0011]所述鋯鋁酸鹽紅色熒光粉的化學(xué)通式如式(I)所示:
[0012]D7-XEuxZrAl6Oi8(I);
[0013]其中，0<x < 3;所述D為Mg、Ca與Sr等中的至少一種，其中Ca是必須的。
[0014]優(yōu)選的，所述X為0.02?3。
[0015]所述鋯鋁酸鹽紅色熒光粉的制備方法如下:
[0016]將D前驅(qū)體、Eu前驅(qū)體、Zr前驅(qū)體與Al前驅(qū)體混合，進(jìn)行高溫固相反應(yīng)，得到化學(xué)通式如式(I)所示的熒光粉；
[0017]D7-XEuxZrAl6Oi8(I);
[0018]所述D前驅(qū)體、Eu前驅(qū)體、Zr前驅(qū)體與Al前驅(qū)體混合中D、Eu、Zr與Al的摩爾比為(7-X):x: 1:6;0<x < 3;所述D可為Mg、Ca與Sr等中的至少一種，其中Ca是必須的。
[0019]所述D前驅(qū)體、Eu前驅(qū)體、Zr前驅(qū)體與Al前驅(qū)體的純度均不低于99.5%。
[0020]所述D前驅(qū)體可選自D的碳酸鹽、D的氧化物、D的草酸鹽與D的硝酸鹽等中的至少一種；
[0021]所述Eu前驅(qū)體可選自Eu的碳酸鹽、Eu的氧化物、Eu的草酸鹽與Eu的硝酸鹽等中的至少一種；
[0022]所述Zr前驅(qū)體可選自Zr的碳酸鹽、Zr的氧化物、Zr的草酸鹽與Zr的硝酸鹽等中的至少一種；
[0023]所述Al前驅(qū)體可選自Al的碳酸鹽、Al的氧化物、Al的草酸鹽與Al的硝酸鹽等中的至少一種；
[0024]所述高溫固相反應(yīng)可采用在壓片后，在還原氣氛中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。
[0025]所述還原氣氛可為氨氣或氮氫混合氣體;所述高溫?zé)Y(jié)的溫度可為1200?16000C，高溫?zé)Y(jié)的時間可為5?15h。
[0026]本發(fā)明提供了一種鋯鋁酸鹽紅色熒光粉及其制備方法。該熒光粉的化學(xué)成分為D7-xEuxZrAl60i8;其中，0<x < 3;所述D為Mg、Ca與Sr等中的至少一種，其中Ca是必須的。本發(fā)明的優(yōu)點是，本發(fā)明熒光粉具有全新的化學(xué)組成，原料價格低廉，合成條件簡單，以Eu2+為激活劑，該熒光粉能被紫藍(lán)光激發(fā)而發(fā)射紅光，從而使該熒光粉可將紫藍(lán)光轉(zhuǎn)化為紅光。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明實施例1中得到的熒光粉的X射線衍射圖譜；
[0028]圖2為本發(fā)明實施例1中得到的熒光粉的激發(fā)光譜圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實施例1中得到的熒光粉的發(fā)射光譜圖；
[0030]圖4為本發(fā)明實施例2中得到的熒光粉的激發(fā)光譜圖；
[0031 ]圖5為本發(fā)明實施例2中得到的熒光粉的發(fā)射光譜圖；
[0032]圖6為本發(fā)明實施例3中得到的熒光粉的激發(fā)光譜圖；
[0033]圖7為本發(fā)明實施例3中得到的熒光粉的發(fā)射光譜圖；
[0034]圖8為本發(fā)明實施例4中得到的熒光粉的激發(fā)光譜圖；
[0035]圖9為本發(fā)明實施例4中得到的熒光粉的發(fā)射光譜圖；
[0036]圖10為本發(fā)明實施例5中得到的熒光粉的激發(fā)光譜圖；
[0037]圖11為本發(fā)明實施例5中得到的熒光粉的發(fā)射光譜圖。
【具體實施方式】
[0038]下面將結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以做出其他實施例。
[0039]本發(fā)明提供了一種鋯鋁酸鹽紅色熒光粉，該熒光粉的化學(xué)通式如式(I)所示:
[0040]D7-XEuxZrAl6Oi8(I);
[0041 ] 其中，0<x < 3，優(yōu)選為0.02?3，更優(yōu)選為0.02?0.2，再優(yōu)選為0.02?0.05，在本發(fā)明提供的一些實施例中，所述X優(yōu)選為0.02;在本發(fā)明提供的一些實施例中，所述X優(yōu)選為
0.05；在本發(fā)明提供的一些實施例中，所述X優(yōu)選為0.2；在本發(fā)明提供的一些實施例中，所述X優(yōu)選為2 ；在本發(fā)明提供的另一些實施例中，所述X優(yōu)選為3 ；所述D為Mg、Ca與Sr等中的至少一種，其中Ca是必須的;在本發(fā)明提供的一些實施例中，所述D優(yōu)選為Ca;在本發(fā)明提供的一些實施例中，所述D優(yōu)選為Ca和Sr;在本發(fā)明提供的一些實施例中，所述D優(yōu)選為Ca和Mg;在本發(fā)明提供的另一些實施例中，所述D優(yōu)選為Ca和Sr與Mg。
[0042]本發(fā)明熒光粉原料價格低廉，以Eu2+為激活劑，該熒光粉在紫藍(lán)光激發(fā)下發(fā)射出紅光，從而使該熒光粉可將紫藍(lán)光轉(zhuǎn)化紅光，從而應(yīng)用于黃色熒光粉轉(zhuǎn)化白光LED，并提高其顯色性。
[0043]本發(fā)明還提供了一種上述熒光粉的制備方法，包括:將D前驅(qū)體、Eu前驅(qū)體、Zr前驅(qū)體與Al前驅(qū)體混合，進(jìn)行高溫固相反應(yīng)，得到熒光粉；
[0044]所述D前驅(qū)體、Eu前驅(qū)體、Zr前驅(qū)體與Al前驅(qū)體中D、Eu、Zr與Al的摩爾比為(7-x): X:1:6；0<x < 3;所述D為Mg、Ca與Sr等中的至少一種，其中Ca是必須的。
[0045]其中，所述X和D均同上所述，在此不再贅述。
[0046]所述D前驅(qū)體為本領(lǐng)域熟知的包含D的化合物即可，并無特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為D的碳酸鹽、D的氧化物、D的草酸鹽與D的硝酸鹽等中的至少一種，更優(yōu)選為D的碳酸鹽；所述Eu前驅(qū)體為Eu的碳酸鹽、Eu的氧化物、Eu的草酸鹽與Eu的硝酸鹽等中的至少一種，更優(yōu)選為Eu的氧化物;所述Zr前驅(qū)體為Zr的碳酸鹽、Zr的氧化物、Zr的草酸鹽與Zr的硝酸鹽等中的至少一種，更優(yōu)選為Zr的氧化物;所述Al前驅(qū)體為Al的碳酸鹽、Al的氧化物、Al的草酸鹽與Al的硝酸鹽等中的至少一種，更優(yōu)選為Al的氧化物