专利名称：真空紫外线激发的绿色铝酸钡镁荧光体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种锰离子掺杂的高效铝酸钡镁荧光体及其制备方法。这种高效荧光体在真空紫外射线激发下具有的绿色发光，它可以用于彩色大屏幕等离子体平板显示器和稀有气体灯等显示和照明器件中。
背景技术：
近年来，真空紫外射线激发下高效发光材料变的越来越重要，其主要应用之一是彩色大屏幕高清晰度等离子体平板显示器(PDP)，PDP是利用Xe、Ne-Xe，Ar等稀有气体放电产生的真空紫外射线激发不同的荧光体产生红、绿、蓝三种不同的颜色的光从而获得彩色图象的。真空紫外射线激发下荧光体的优劣直接决定了彩色图象的质量和器件的寿命，因此，其荧光体是PDP的重要组成部分，它起重要的作用。真空紫外激发下高效荧光体的另一个应用领域是制作无汞荧光灯。目前所用的荧光灯大都以汞电离线激发，在生产和使用的过程中会造成环境污染，为此，人们正在研制利用Xe、Ne-Xe，Ar等稀有气体放电产生的真空紫外射线激发的荧光灯，这种荧光灯利用对环境无污染的稀有气体放电激发荧光体而不需要汞，因此为无汞荧光灯。
自从70年代以来，人们已经发展了一些高效真空紫外射线激发的荧光体。如用于PDP中的三基色荧光体红色荧光体(Y，Gd)BO3Eu，绿色荧光体Zn2SiO4Mn和BaAl12O19Mn，蓝色荧光体BaMgAl10O17Eu和BaMgAl14O23Eu等。这些荧光体在真空紫外射线激发下尚存在一些不足，如，红粉色纯度较差，绿粉荧光寿命过长，蓝粉稳定性较差。同时，这些发光材料的效率尚有提高的余地。因此，有待于发展新型高效的真空紫外射线激发的发光材料。
由于真空紫外射线激发下高效的绿色荧光体是三基色发光材料的重要组成部分，因此，发展新型高效绿色荧光体的具有重要意义。因此人们在发展新型高效绿色荧光体方面进行了大量的研究工作，并不断地有专利相继公开，如，美国专利5725800公开了一种真空紫外激发下高效绿色荧光体，它们的组成为La1-a-bTbaCebPO4，尽管其具有较高的发光效率， 但其色纯度不如掺杂Mn2+离子的荧光体。又如美国专利US5868963公开了一种真空紫外激发下高效绿色荧光体Ba2Al12-xMnxO18-0.5x+z的制备方法，该荧光体的在真空紫外射线激发下具有较高的发光效率。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种高效的真空紫外射线激发的绿色荧光体；另一个目的是提供一种高效的真空紫外射线激发的荧光体的制备方法。
本发明的荧光体为二价锰激活铝酸钡镁，其结构为β-氧化铝结构，二价锰离子在铝酸钡镁中取代四配位的镁离子的格位，在真空紫外光照射下，基质吸收真空紫外光并把光能传递给二价锰离子，使锰离子的电子处于较高的激发态能级上，然后电子通过无辐射弛豫到最低的激发态能级上，最后电子从最低的激发态能级跃迁到基态发射出绿光。由于锰离子在空气中易于氧化，铝酸钡镁的形成需要在高温下反应，因此其制备要在高温还原气氛中进行。
本发明提出的真空紫外射线激发的高效荧光体为锰激活的铝酸钡镁，其化学组成式为BaMg1-XMnXAlYO2+1.5Y其中X和Y为0.06≤X≤0.30；9.5≤Y≤12所采用的原材料为碳酸锰、硫酸锰、草酸锰其中一种或多种化合物；碳酸钡、氢氧化钡、草酸钡其中一种或多种化合物；氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁其中一种或多种化合物；氧化铝、氢氧化铝其中一种或多种化合物。
助熔剂为0～4％摩尔氟化铝，氟化镁、氟化钡，氟化铵、硼酸、氯化钡其中一种或多种。
反应气氛用碳或石墨在空气中燃烧产生的还原气体，或用体积比为1～5％H2和99～95％N2混合气体。
在高温还原气氛中进行灼烧，灼烧温度为1350～1700℃，灼烧时间为1～10小时，冷却取出，经粉碎过筛即得所需高效荧光体。
本发明制备工艺简单，易于操作，制备出的绿色荧光体在147nm真空紫外射线激发下其发光强度高于BaAl12O19，Mn。制备出的荧光体能更好地满足于彩色大屏幕等离子体平板显示器和稀有气体灯等显示和照明器件的应用。
具体实施例方式
如下实施例1称取Al2O372.64克，MgO 4.84克，BaCO329.60克，MnCO33.45克，MgF20.28克，利用球磨机进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，在原材料中覆盖一层碳或石墨，盖好坩埚盖，放入高温炉内，1450℃，灼烧5小时，自然冷却后取出，去除碳，加入水和弹子球磨分散后，过筛后洗涤，然后烘干，过筛即得到高效绿色荧光体，其发光亮度为108(与BaAl12O190.2Mn)。
实施例2称取Al2O376.47克，MgO 4.84克，BaCO329.60克，MnCO33.45克，H3BO30.28克，其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为110。
实施例3称取Al2O380.29克，MgO 4.84克，BaCO329.60克，MnCO33.45克，NH4F 0.18克，其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为112。
实施例4
称取Al2O384.12克，MgO 4.84克，BaCO329.60克，MnCO33.45克，MgF20.18克，NH4F 0.1克，其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为112。
实施例5称取Al2O387.94克，MgO 4.84克，BaCO329.60克，MnCO33.45克，BaCl2·2H2O 0.64克，其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为108。
实施例6称取Al2O391.76克，MgO 4.84克，BaCO329.60克，MnCO33.45克，MgF20.28克，BaCl2·2H2O 0.10克，其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为106。
实施例7称取Al2O384.12克，MgO 5.68克，BaCO329.60克，MnCO31.03克，BaF20.53克，其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为104。
实施例8称取Al2O384.12克，BaCO329.60克，(MgCO3)4Mg(OH)25H2O 9.71克，MnCO33.45克，MgF20.28，在氮气和氢气(含有2％体积的氢气)的还原气氛下1450℃灼烧4小时，其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为108。
实施例9称取Al2O384.12克，Mg(OH)26.12克，BaCO329.60克，MnCO35.17克，AlF30.35克，利用球磨机进行充分研磨混合，将所获得的混合物放入氧化铝坩埚内，在氮气和氢气(含有1％体积的氢气)的还原气氛下，1450℃灼烧3小时其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为103。
实施例10称取Al2O384.12克，MgO 2.66克，Mg(OH)23.84克，BaCO329.60克，MnCO32.07克，AlF30.5克，利用球磨机进行充分研磨混合，将所获得的混合物放入氧化铝坩埚内，在氮气和氢气(含有5％体积的氢气)的还原气氛下，1350℃灼烧10小时，其它条件同实例1，所得荧光体的发光亮度为110。
称取Al2O384.12克，MgO 4.84克，BaCO329.60克，MnCO33.45克，MgF20.18克，NH4F 0.1克，其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为112。
实施例5称取Al2O387.94克，MgO 4.84克，BaCO329.60克，MnCO33.45克，BaCl2·2H2O 0.64克，其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为108。
实施例6称取Al2O391.76克，MgO 4.84克，BaCO329.60克，MnCO33.45克，MgF20.28克，BaCl2·2H2O 0.10克，其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为106。
实施例7称取Al2O384.12克，MgO 5.68克，BaCO329.60克，MnCO31.03克，BaF20.53克，其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为104。
实施例8称取Al2O384.12克，BaCO329.60克，(MgCO3)4Mg(OH)25H2O 9.71克，MnCO33.45克，MgF20.28，在氮气和氢气(含有2％体积的氢气)的还原气氛下1450℃灼烧4小时，其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为108。
实施例9称取Al2O384.12克，Mg(OH)26.12克，BaCO329.60克，MnCO35.17克，AlF30.35克，利用球磨机进行充分研磨混合，将所获得的混合物放入氧化铝坩埚内，在氮气和氢气(含有1％体积的氢气)的还原气氛下，1450℃灼烧3小时其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为103。
实施例10称取Al2O384.12克，MgO 2.66克，Mg(OH)23.84克，BaCO329.60克，MnCO32.07克，AlF30.5克，利用球磨机进行充分研磨混合，将所获得的混合物放入氧化铝坩埚内，在氮气和氢气(含有5％体积的氢气)的还原气氛下，1350℃灼烧10小时，其它条件同实例1，所得荧光体的发光亮度为110。
实施例11称取Al2O384.12克，MgO 5.32克，BaCO323.68克，Ba(OH)25.14克.MnC2O4·2H2O 3.15克，反应温度为1700℃灼烧1小时，其它条件同实例1，所获得的荧光体在147nm激发下亮度为108。
实施例12称取Al2O384.12克，Al(OH)312.87克，MgO 1.59克，Mg(OH)23.85克，(MgCO3)4Mg(OH)25H2O 2.14克，BaCO329.60克，MnSO4.H2O 3.04克，AlF30.5克，其它条件同实例1，所得荧光体的发光亮度为110。
权利要求
1.一种真空紫外线激发的绿色铝酸钡镁荧光体，其特征在于化学组成式为BaMg1-XMnXAlYO2+1.5Y其中0.06≤X≤0.309.5≤Y≤12
2.一种真空紫外线激发的绿色铝酸钡镁荧光体的制备方法，其特征在于采用的原材料为碳酸锰、硫酸锰、草酸锰其中一种或多种化合物；碳酸钡、氢氧化钡、草酸钡其中一种或多种化合物；氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁其中一种或多种化合物；氧化铝、氢氧化铝其中一种或多种化合物；助熔剂为0～4％摩尔氟化铝，氟化镁、氟化钡，氟化铵、硼酸、氯化钡其中一种或多种；反应气氛用碳或石墨在空气中燃烧产生的还原气体，或用体积比为1～5％H2和99～95％N2混合气体；在高温还原气氛中进行灼烧，灼烧温度为1350～1700℃，灼烧时间为1～10小时，冷却取出，经粉碎过筛即得所需高效荧光体。
3.如权利要求2所述的真空紫外线激发的绿色铝酸钡镁荧光体的制备方法，其特征在于反应气氛用碳在空气中燃烧产生的还原气体。
4.如权利要求2所述的真空紫外线激发的绿色铝酸钡镁荧光体的制备方法，其特征在于反应气氛用石墨在空气中燃烧产生的还原气体。
5.如权利要求2所述的真空紫外线激发的绿色铝酸钡镁荧光体的制备方法，其特征在于反应气氛用体积比为1～5％H2和99～95％N2混合气体。
全文摘要
本发明属于一种的真空紫外射线激发的荧光体及其制备方法。所提出的真空紫外射线激发的高效荧光体为锰激活的铝酸钡镁,其化学组成式为:BaMg
文档编号C09K11/64GK1366017SQ0210417
公开日2002年8月28日 申请日期2002年3月15日 优先权日2002年3月15日
发明者尤洪鹏, 吴雪艳, 洪广言, 崔洪涛, 吴琼 申请人:中国科学院长春应用化学研究所