一種無汞照明用的白光發光材料的製作方法

2023-05-07 18:04:21 5

專利名稱：：一種無汞照明用的白光發光材料的製作方法
技術領域：
：本發明涉及到一種無機非金屬材料，特別是無汞照明用的白光發光材料。
背景技術：
：節能燈以汞蒸氣作為工作氣體，對環境及人體造成極大的威脅。為了解決節能燈的汞環境汙染問題，以惰性氣體Xe+Ne作為激發光源的啟動特性與環境溫度無關，光輸出隨環境溫度的變化不大，燈啟動後能在數毫秒時間達到全光通輸出，因此，近年來無汞照明技術成為研究熱門。現有無汞照明用的紅、藍、綠髮光材料分別是(Y，Gd)B03:Eu3+，BaMgAl^"Eu2、Zn2Si04:Mn2+。其中紅色、藍色分別以昂貴的稀土元素Eu作為激活離子，生產成本較高。CN1408812公開了一種硼酸鹽紅色螢光粉及其製造方法。紅色螢光粉的化學式為(Y工—x—y—zGdzMyEUx)B03，其中，0.01《x《0.20;0《y《0.02，0.1<z0，M是La、Tb、Sm中的一種或者幾種。其製造方法是首先用共沉澱法生成稀土氧化物混合體(包括氧化釔、氧化釓、氧化銪、氧化鑭、氧化釤、氧化鋱)，然後再加入適量的助熔劑和化學計量的硼酸，充分混勻後，在高溫爐內焙燒15小時，焙燒產物碾碎後溼過篩，篩上物溼磨後再溼過篩，得到粉漿，粉漿用熱水洗滌、過濾、烘乾後就得到產品。CN1603385A公開了一種鹼金屬錫磷酸鹽基發光材料及其製備方法，其基質化學組成式為MSn3P30n+x，摻雜的化學組成式為MSn3P30n+x:R，其中，M=Na、K，0<x<3，R為摻雜的稀土和錳、稼等元素，摻雜量為錫的物質量的20X以下。該發光粉在254nm紫外激發下呈現強烈藍光，寬帶發射譜主峰462nm。胡明和連錫山(錫在鹼土焦磷酸鹽中發光特性的研究，內蒙古石油化工，1999，25(2):3)報導了Sr2P207:Sn，(Srl—xCax)2P207:Sn禾口(Sr0.9Ca0.》2P207:Sn，研究了它們的發光光譜，詳細地討論了Sn2+含量對Sr2P207:Sn，(Sr卜xCax)2P207:Sn和(Sr0.9Ca0.》2P207:Sn以及C含量對(SivxCa丄P具:Sn發光特性的影B向，其發射主峰位於460nm。胡明和連錫山(焦磷酸鍶鎂錫螢光體的發光特性，內蒙古石油化工，1999，25(2):20)報導了(Sr。.9，Mg。.^&(VxSn系列樣品，在紫外線激發下，詳細地測量了它們的激發和發射光譜，其發射主峰位於460nm。上述Sn2+激活的發光材料都以低壓汞燈作為激發源，激發波長254nm，其發射峰位於藍光460nm，有關在真空紫外光(172nm)激發下發白光的Sn2+激活的發光材料至今未見公開報導。
發明內容本發明提供一種Sn2+激活發光材料，在172nm的真空紫外激發下呈現藍色465nm與紅色604nm雙波段發射峰組合形成白光的發光材料。本發明發光材料可用通式表示為xN.yM.zP.qS;其中N為鍶氧化物及其鹽中的一種或兩種，M為鎂氧化物及其鎂鹽，P為磷酸銨鹽，S為錫氧化物及其錫鹽中的一種或者兩3種；1.3《x《2.8，0.1《y《1.5，0.1《z《2.5，0.001《q《0.2。所述鍶氧化物及其鹽為SrC03、Sr0或SrHP04。所述鎂氧化物及其鎂鹽為Mg0、Mg(OH)24MgC036H20或MgHP04。所述磷酸銨鹽為(NH4)2HP04、(NH4)H2P04或(NH4)3P04。所述錫氧化物及其錫鹽為SnO、Sn2P207或SnP207。本發明的發光材料各組分的最佳比例為SrHP04:1.88，SrC03:0.98，MgHP04:0.13，(NH4)2HP04:0.1，SnO:0.02。其中N、M、P組成基質，而S為激活離子。由於正磷酸鍶(Sr3(P04)2的基質吸收帶位於160nm附近，而Sn2+離子半徑0.113nm，Sr2+離子半徑0.112nm，因此適合作真空紫外(172nm)激發高效的發光基質材料。本發明採用廉價的過渡金屬元素Sn"作為激活離子，利用晶體場原理(如圖l所示)，從而使Sn2+的、產生能級劈裂，從、返回基態5。，實現藍光到紅光的發射。通過調整Sr，Mg，P04基質組分，當Sn2+取代Sr，Mg的格位時，通過控制適合的工藝條件及配方組成，使得Sn-0配位數不同，從而實現在一種基質中同時獲得藍光、紅光，並組合成一種白光發光材料。圖lSn2+晶體場能級分裂示意圖；圖2實施例3真空紫外激發光譜，監測波長為604nm;圖3實施例3真空紫外發射光譜，激發波長172nm;圖4實施例3色品坐標圖(X=0.383，Y=0.354)。具體實施例方式將分析純的SrC03、SrHP04、Sr0、MgO、Mg(OH)24MgC036H20、MgHP04，(NH4)2HP04、(NH4)H2P04，(NH4)3P04及SnO、Sn2P207、5,7，按表1比例混合，在密閉容器中混料40小時，然後將混合物在H2%<5%氣氛下，1100130(TC還原爐中保溫10小時，冷卻、破碎分級，得到Sn2+離子激活的白色發光材料。測試方法利用中科院高能物理研究所BSRF裝置中4B8真空紫外(VUV)線站提供的120350nm同步輻射光源激發樣品，以水楊酸鈉作為參照樣品，獲得120350，350780咖激發和發射光譜。測試溫度室溫。相對亮度尺％=I實翻發射積分強度/I實施例3發射積分強度X100%表1實施例的化學組成和相對亮度4tableseeoriginaldocumentpage5權利要求一種無汞照明用的白光發光材料，其特徵是用通式表示為xN.yM.zP.qS；其中N為鍶氧化物及其鹽中的一種或兩種，M為鎂氧化物及其鎂鹽，P為磷酸銨鹽，S為錫氧化物及其錫鹽中的一種或者兩種；1.3≤x≤2.8，0.1≤y≤1.5，0.1≤z≤2.5，0.001≤q≤0.2。2.根據權利要求1所述的無汞照明用的白光發光材料，其特徵是所述鍶氧化物及其鹽為SrC03、Sr0或SrHP04。3.根據權利要求1所述的無汞照明用的白光發光材料，其特徵是所述鎂氧化物及其鎂鹽為MgO、Mg(OH)24MgC036H20或MgHP04。4.根據權利要求l所述的無汞照明用的白光發光材料，其特徵是所述磷酸銨鹽為(NH4)2HP04、(NH4)H2PO^(NH4)3P04。5.根據權利要求1所述的無汞照明用的白光發光材料，其特徵是所述錫氧化物及其錫鹽為SnO、Sn2P207或SnP207。6.根據權利要求l所述的無汞照明用的白光發光材料，其特徵是各組分的比例為SrHP04:1.88，SrC03:0.98，MgHP04:0.13，(NH4)2HP04:0.1，SnO:0.02。全文摘要一種無汞照明用的白光發光材料。特徵是可用通式表示為xN.yM.zP.qS；其中N為鍶氧化物及其鹽中的一種或兩種，M為鎂氧化物及其鎂鹽，P為磷酸銨鹽，S為錫氧化物及其錫鹽中的一種或者兩種；1.3≤x≤2.8，0.1≤y≤1.5，0.1≤z≤2.5，0.001≤q≤0.2。本發明提供一種Sn2+激活發光材料，在172nm的真空紫外激發下呈現藍色465nm與紅色604nm雙波段發射峰組合，在一種基質中同時獲得藍光、紅光，並組合成一種白光發光材料。文檔編號C09K11/71GK101724396SQ200910214019公開日2010年6月9日申請日期2009年12月22日優先權日2009年12月22日發明者倪海勇,張秋紅,王靈利申請人:廣州有色金屬研究院