一種氮氧化物藍綠色螢光粉及其製備方法
2023-11-11 13:10:37
一種氮氧化物藍綠色螢光粉及其製備方法
【專利摘要】本發明提供一種氮氧化物藍綠色螢光粉，它的化學式為：Eu3y/2Mg3x/2Al（64+z）/3-x-yO（32-z）Nz，其中：0?x?5，0?y?5，0?z?7。其製備方法如下：把Al（NO3）3、Eu（NO3）3、Mg（NO3）2和檸檬酸溶解在水中，攪拌，蒸乾；把蒸乾的混合物放在馬弗爐中，煅燒半個小時，得到超細的納米粉體；把所得粉體裝進坩堝，放入碳管爐中，高溫煅燒；把所得粉體加以研磨，既得到藍綠色螢光粉。製得的螢光粉的發光波段在藍-綠光波段，發光亮度高，同時具有良好的穩定性，該螢光粉製備具有工藝簡單、原料廉價易得、製備成本低的優點。
【專利說明】一種氮氧化物藍綠色螢光粉及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及螢光粉材料領域，具體地一種氮氧化物藍綠色螢光粉及其製備方法。
【背景技術】
[0002]隨著世界能源危機的日益嚴重，新興能源項目和節能環保產業成為了世界普遍關注的課題。白光LED因為其發光效率高、能源消耗少、工作電壓低、響應時間短、使用壽命長、產品體積小等突出的優點，在室內照明方面擁有著無與倫比的競爭力，顯示出了巨大的市場價值。單一的LED晶片是不可能發出連續光譜的白光的，因而目前獲得白光的方法一般是通過螢光粉來轉換LED發出的單色光，組合獲得人眼所需的白光(如傳統的藍光+黃粉技術和紫外激發三基色技術等)。
[0003]現階段主流白光LED的實現方式是LED晶片加上螢光轉換材料，通過藍光和黃光，或者藍、綠、紅三基色相互複合產生白光。例如，在紫外LED上塗覆可被紫外光激發的藍粉BAM: Eu2+，綠粉BaS14: Eu2+，紅粉Y2O2S =Eu3+,這種實現方式在顯色性上具有很大優勢，顯色指數可達到96，但是需要三種不同類型螢光粉的調配，工藝複雜，很難保持產品一致性。這種鋁酸鹽和矽酸鹽螢光粉，化學穩定性、熱穩定性都較差。氧氮化物陶瓷作為一類結構陶瓷，0/N形成穩定的剛性骨架，具有出色的物理和化學穩定性。稀土摻雜氧氮化物就以其優異的發光性能、物理和化學穩定性吸引全世界研究人員的廣泛注意，其在顯色性和熱穩定性方面擁有很大的優勢，逐漸成為高檔場所照明的首選材料。
[0004]氮氧化鋁作為Al2O3和AlN的固溶體，是一類透明陶瓷，具有優良的光學、機械、物理和化學穩定性，強度高，硬度大，是一類優異的高溫結構陶瓷，廣泛應用於雷射、裝甲和紅外探測等領域。基於氮氧化鋁基質的稀土摻雜螢光粉氮氧化鋁:Eu2+具有優異的物理、化學穩定性和光學性質，氮氧化鋁的帶隙在5eV以上，稀土發光離子的能帶便可存在於基質能帶之中，在受到高能量光子激發時，發出藍綠光。可在LED晶片上塗覆藍綠粉和紅粉的方式直接獲取白光。
[0005]藍綠粉同時具有藍光和綠光的波段特徵，發射波長具有大的半高寬，從而和紅光結合，形成良好的顯色性。
[0006]但是傳統的高溫固相反應法製備氮氧化鋁:Eu2+螢光粉，條件比較苛刻，要在高溫ISOO0C以上，進行長時間保溫，設備和能源的投入大，成本高。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種低成本的藍綠色螢光粉製備方法。採用檸檬酸法，以原料易得、價格低廉的硝酸鹽，用Al (N03)3、Eu (N03)3、Mg (NO3)2和檸檬酸作為起始原料，在較低溫度短時保溫即可得到高效率氮氧化物藍綠色螢光粉。
[0008]本發明通過以下技術方案實現:
本發明的氮氧化物藍綠色螢光粉，其特徵在於它的化學式為:Eu3y/2Mg3x/2Al (64+z)/3Ty0(32-z)Nz，其中:0x5,0y5,0z7。
[0009]本發明的氮氧化物藍綠色螢光粉的製備方法，步驟如下:
1.按照計量比，把Al (NO3) 3、Eu (NO3) 3、Mg (NO3)2和檸檬酸溶解在水中，在磁力攪拌器中，60-100°C下恆溫攪拌，蒸乾，得到幹凝膠；其中檸檬酸的摩爾量為全部陽離子摩爾數的 0.5-2.5 倍。
[0010]2.把上述幹凝膠放在馬弗爐中，在150-300°c下煅燒半個小時，得到超細的納米粉體。
[0011]3.把所得粉體裝進BN坩堝，放入碳管爐中，在1500-3000°c下煅燒，保溫l_3h，保溫結束後，把所得粉體加以研磨，既得到藍綠色螢光粉。
[0012]本發明的有益效果是:本項目採用稀土離子摻雜氮氧化鋁基質，通過檸檬酸法，利用價格低廉的Al (N03)3、Eu (N03) 3、檸檬酸作為起始粉料，檸檬酸熱處理時分解殘留的C作為還原C源。由於原料中沒有昂貴的A1N，這種方法製備成本較固相反應法降低了 60%以上，這種螢光粉的發光波段在藍-綠光波段，發光亮度高，同時具有氧氮化物優異的穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為藍綠色螢光粉在365nm激發下的發射光譜圖
【具體實施方式】
[0014]根據結構式Eu3y/2Mg3x/2Al (64+z)/3-x-y0 (32-z)Nz, 0x5，0y5，0z7，稱量所需要的粉體 Al (NO3) 3、Eu (NO3) 3、Mg (NO3)2，所需檸檬酸的摩爾量為全部陽離子摩爾數的1.5倍。
[0015]把所有粉體放入水溶液中，充分攪拌、溶解，在磁力攪拌器中，80°C下恆溫攪拌，蒸乾，得到幹凝膠。
[0016]把上述所得幹凝膠放入氧化鋁瓷舟中，放進馬弗爐中，在200°C煅燒半個小時，得到超細的納米粉體。
[0017]檸檬酸分解產生大量的C，所得粉體為褐色。粉體中包含了硝酸鹽和C的混合物，利用這種液相法合成的起始粉體，粒徑達到納米量級，元素達到原子級別間的充分混合，粉體的燒結活性特別高。因此，可以再低溫下進行固相反應得到目標產物。
把所得超細粉體裝進BN坩堝，放入碳管爐中，以燃燒殘留的C作為還原劑，在溫度1650°C下保溫2h，等爐體自然冷卻，即可得到塊狀粉體。
[0018]把所得粉體放入研缽中，加以研磨10分鐘，既得到藍綠色螢光粉。本實施例製得的螢光粉在365nm激發下的發射光譜圖如圖1所示。
【權利要求】
1.一種氮氧化物藍綠色螢光粉，其特徵在於它的化學式為:Eu3y/2Mg3x/2Al (64+z)/3-x-yO (32-z)Nz，其中:0<x< 5，0<y< 5，0< z< 7。
2.根據權利要求1所述的氮氧化物藍綠色螢光粉的製備方法，其特徵在於JEAl(NO3)3、Eu (NO3) 3、Mg (NO3) 2和檸檬酸溶解在水中，攪拌，蒸乾；把蒸乾的混合物放在馬弗爐中，煅燒半個小時，得到超細的納米粉體；把所得粉體裝進坩堝，放入碳管爐中，高溫煅燒；把所得粉體加以研磨，既得到藍綠色螢光粉。
3.根據權利要求2所述的氮氧化物藍綠色螢光粉的製備方法，其特徵在於:所述Al(NO3) 3、Eu (NO3) 3、Mg (NO3)2按化學式計量比混合，檸檬酸的摩爾量為上述全部陽離子的0.5-1.5 倍。
4.根據權利要求2所述的氮氧化物藍綠色螢光粉的製備方法，其特徵在於:A1(N03)3、Eu (NO3) 3、Mg (NO3)2和檸檬酸混合溶解的溫度為60-100°C。
5.根據權利要求2所述的氮氧化物藍綠色螢光粉的製備方法，其特徵在於:馬弗爐中的煅燒溫度為150-300°C。
6.根據權利要求2所述的氮氧化物藍綠色螢光粉的製備方法，其特徵在於:碳管爐中溫度為 1500-200(TC 。
【文檔編號】C09K11/64GK104073253SQ201310098110
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月26日 優先權日:2013年3月26日
【發明者】尹良軍, 刑旭華 申請人:合肥詩瑞電子技術有限公司