专利名称：单基质白光荧光体的水热生长法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单基质白光荧光体的水热生长法，属于材料制备合成技术领域。
背景技术：
为了提高新一代半导体白光二极管的功率、亮度和显色指数，一个重要技术是采用GaN基管芯发射波长为380～410nm的近紫外光，激发荧光体，合成白光的模式。此时，合成的白光的色坐标、色域、亮度、显色指数决定于荧光体材料的性能。
采用掺稀土的硅酸盐单一基质体系，如荧光体Ba3MgSi2O8:Eu2+，Mn2+，具有近紫外光激发下产生红、绿、蓝三光本征发射，从而直接合成白光的特性。单一基质稀土硅酸盐荧光体要能达到封装白光二极管的技术要求，不仅要用技术手段获得纯相、微结构可以调整的荧光体基质材料，还要求荧光体基质材料结晶度高，具有规则的形状，以便有利于改善GaN基管芯发射的光子与基质和稀土离子之间的能量传递效率，提高荧光体的亮度。
在现有掺稀土的硅酸盐单基质白光荧光体材料的制备方法中，无论是固相法，还是液相法，在获得高结晶度的荧光体方面还存在局限。从技术原理上，在高压釜内进行的荧光体材料的水热合成，成分均匀，荧光体结晶度高，容易规模化生产，是制备高性能荧光体的重要技术途径。
发明内容
本发明的目的在于公开一种掺稀土的硅酸盐单基质白光荧光体材料的水热生长法工艺，以提高荧光体的结晶度，提高荧光体的亮度，使制备的白光荧光体的色坐标、色域、亮度、显色指数等指标满足白光二极管的封装要求。
本发明的技术方案是一种单基质白光荧光体的水热生长法，其特征在于用Ba(NO3)2、Mg(NO3)2·6H2O、Eu(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)2·6H2O，配制盐溶液；用Na2SiO3·9H2O配制硅溶胶；然后把硅溶胶加到盐溶液中，得到混合液；再往混合液中加入NaOH溶液，配制出复合硅溶胶；复合硅溶胶在高压釜内进行水热合成，经后处理，得到单基质白光荧光体。
本发明硅酸盐单基质白光荧光体材料的水热生长法的优点是成分均匀，荧光体结晶度高，容易规模化生产。
图1是本发明关于单基质白光荧光体的水热生长法的工艺流程图。
以下将结合本发明的实施例参照附图1进行详细叙述。
具体实施方式
本发明单基质白光荧光体的水热生长法，得到的单基质白光荧光体的组成为Ba3MgSi2O8:Eu2+，Mn2+。其中所说的盐溶液配制，是在室温下，把纯度为99.95％-99.99％的Ba(NO3)2、Mg(NO3)2·6H2O和Eu(NO3)3·6H2O称量，固定摩尔数之比Ba(NO3)2∶Mg(NO3)2·6H2O＝3∶1，Eu(NO3)2·6H2O的数量为0.05mol·L，Mn(NO3)2·6H2O的数量为0.1mol·L；将上述硝酸盐一起放在烧杯内，加入蒸馏水，控制固液比为1∶8-10，机械搅拌2-4小时，得到盐溶液。
所说的硅溶胶配制，是把纯度为99.99％的Na2SiO3·9H2O，按照摩尔比Na2SiO3·9H2O∶Mg(NO3)2·6H2O＝2∶1计量，加入到蒸馏水溶解，控制固液比＝1∶6-8，机械搅拌3-5小时，得到硅溶胶。
所说的复合硅溶胶配制，是在室温下，把硅溶胶缓慢加到盐溶液中，加入数量按体积比硅溶胶∶盐溶液＝1∶1，同时机械搅拌，得到混合液；再把浓度为0.5M的NaOH溶液缓慢加入到混合液，加入数量为混合液体积的10-30％，经机械搅拌，得到复合硅溶胶。
所说的水热合成，是把复合硅溶胶放入高压釜，密封，加热，控制温度230℃-250℃，时间48小时-92小时；达到预定时间后，再经过卸压、洗涤、过滤操作，得到固体料。
所说的后处理，是把固体料在恒温为110℃的烘箱内烘干24-96小时，再放入刚玉坩埚内，在有N2+5％H2的还原气氛的管式炉内退火3-5小时，温度800℃-1000℃，冷却取出，即得到单基质白光荧光体。
下面的实例是为了进一步阐明本发明的工艺过程特征而非限制本发明。
实例1按照附图1的工艺流程，根据提供的单基质白光荧光体组成Ba3MgSi2O8:Eu2+，Mn2+，在室温下，把纯度为99.99％的Ba(NO3)2、Mg(NO3)2·6H2O和Eu(NO3)3·6H2O称量，固定摩尔数之比Ba(NO3)2∶Mg(NO3)2·6H2O＝3∶1，Eu(NO3)2·6H2O的数量为0.05mol·L，Mn(NO3)2·6H2O的数量为0.1mol·L，这些硝酸盐一起放在烧杯内，加入蒸馏水，控制固液比为1∶8，机械搅拌2小时，得到盐溶液。把纯度为99.99％的Na2SiO3·9H2O，按照固定摩尔比Na2SiO3·9H2O∶Mg(NO3)2·6H2O＝2∶1计量，加入蒸馏水溶解，控制固液比＝1∶6，机械搅拌3小时，得到硅溶胶。在室温下，把硅溶胶缓慢加到盐溶液，加入数量按体积比硅溶胶∶盐溶液＝1∶1，同时机械搅拌，得到混合液；再把浓度为0.5M的NaOH溶液缓慢加入到混合液，加入数量为混合液体积的10％，机械搅拌，得到复合硅溶胶。把复合硅溶胶放入高压釜，密封，加热，控制温度230℃，时间24小时；达到预定时间后，经过卸压、洗涤、过滤操作，得到固体料。把固体料在恒温为110℃的烘箱内烘干24小时，再放入刚玉坩埚内，在有N2+5％H2的还原气氛的管式炉内退火3小时，温度800℃，冷却取出，即得到单基质白光荧光体。
实例2按照附图1的工艺流程，根据提供的单基质白光荧光体组成Ba3MgSi2O8:Eu2+，Mn2+，在室温下，把纯度为99.99％的Ba(NO3)2、Mg(NO3)2·6H2O和Eu(NO3)3·6H2O称量，固定摩尔数之比Ba(NO3)2∶Mg(NO3)2·6H2O＝3∶1，Eu(NO3)2·6H2O的数量为0.05mol·L，Mn(NO3)2·6H2O的数量为0.1mol·L，这些硝酸盐一起放在烧杯内，加入蒸馏水，控制固液比为1∶9，机械搅拌3小时，得到盐溶液。把纯度为99.99％的Na2SiO3·9H2O，按照固定摩尔比Na2SiO3·9H2O∶Mg(NO3)2·6H2O＝2∶1计量，加入到蒸馏水溶解，控制固液比＝1∶7，机械搅拌4小时，得到硅溶胶。在室温下，把硅溶胶缓慢加到盐溶液，加入数量按体积比硅溶胶∶盐溶液＝1∶1，同时机械搅拌，得到混合液；再把浓度为0.5M的NaOH溶液缓慢加入到混合液，加入数量为混合液体积的20％，机械搅拌，得到复合硅溶胶。把复合硅溶胶放入高压釜，密封，加热，控制温度240℃，时间48小时；达到预定时间后，经过卸压、洗涤、过滤操作，得到固体料。把固体料在恒温为110℃的烘箱内烘干48小时，再放入刚玉坩埚内，在有N2+5％H2的还原气氛的管式炉内退火4小时，温度900℃，冷却取出，即得到单基质白光荧光体。
实例3按照附图1的工艺流程，根据提供的单基质白光荧光体组成Ba3MgSi2O8:Eu2+，Mn2+，在室温下，把纯度为99.95％的Ba(NO3)2、Mg(NO3)2·6H2O和Eu(NO3)3·6H2O称量，固定摩尔数之比Ba(NO3)2∶Mg(NO3)2·6H2O＝3∶1，Eu(NO3)2·6H2O的数量为0.05mol·L，Mn(NO3)2·6H2O的数量为0.1mol·L，这些硝酸盐一起放在烧杯内，加入蒸馏水，控制固液比为1∶10，机械搅拌4小时，得到盐溶液。把纯度为99.99％的Na2SiO3·9H2O，按照固定摩尔比Na2SiO3·9H2O∶Mg(NO3)2·6H2O＝2∶1计量，加入到蒸馏水溶解，控制固液比＝1∶8，机械搅拌5小时，得到硅溶胶。在室温下，把硅溶胶缓慢加到盐溶液，加入数量按体积比硅溶胶∶盐溶液＝1∶1，同时机械搅拌，得到混合液；再把浓度为0.5M的NaOH溶液缓慢加入到混合液，加入数量为混合液体积的30％，机械搅拌，得到复合硅溶胶。把复合硅溶胶放入高压釜，密封，加热，控制温度250℃，时间96小时；达到预定时间后，经过卸压、洗涤、过滤操作，得到固体料。把固体料在恒温为110℃的烘箱内烘干96小时，再放入刚玉坩埚内，在有N2+5％H2的还原气氛的管式炉内退火5小时，温度1000℃，冷却取出，即得到单基质白光荧光体。
权利要求
1.一种单基质白光荧光体的水热生长法，其特征在于用Ba(NO3)2、Mg(NO3)2·6H2O、Eu(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)2·6H2O，配制盐溶液；用Na2SiO3·9H2O配制硅溶胶；然后把硅溶胶加到盐溶液中，得到混合液；再往混合液中加入NaOH溶液，配制出复合硅溶胶；复合硅溶胶在高压釜内进行水热合成，经后处理，得到单基质白光荧光体。
2.按照权利要求1所述的单基质白光荧光体的水热生长法，其特征在于所说的单基质白光荧光体的组成为Ba3MgSi2O8:Eu2+，Mn2+。
3.按照权利要求1或2所述的单基质白光荧光体的水热生长法，其特征在于所说的盐溶液配制，是在室温下，把纯度为99.95％-99.99％的Ba(NO3)2、Mg(NO3)2·6H2O和Eu(NO3)3·6H2O称量，固定摩尔数之比Ba(NO3)2∶Mg(NO3)2·6H2O＝3∶1，Eu(NO3)2·6H2O的数量为0.05mol·L，Mn(NO3)2·6H2O的数量为0.1mol·L；将上述硝酸盐一起放在烧杯内，加入蒸馏水，控制固液比为1∶8-10，机械搅拌2-4小时，得到盐溶液。
4.按照权利要求1或2所述的单基质白光荧光体的水热生长法，其特征在于所说的硅溶胶配制，是把纯度为99.99％的Na2SiO3·9H2O，按照摩尔比Na2SiO3·9H2O∶Mg(NO3)2·6H2O＝2∶1计量，加入到蒸馏水溶解，控制固液比＝1∶6-8，机械搅拌3-5小时，得到硅溶胶。
5.按照权利要求1所述的单基质白光荧光体的水热生长法，其特征在于所说的复合硅溶胶配制，是在室温下，把硅溶胶缓慢加到盐溶液中，加入数量按体积比硅溶胶∶盐溶液＝1∶1，同时机械搅拌，得到混合液；再把浓度为0.5M的NaOH溶液缓慢加入到混合液，加入数量为混合液体积的10-30％，经机械搅拌，得到复合硅溶胶。
6.按照权利要求1所述的单基质白光荧光体的水热生长法，其特征在于所说的水热合成，是把复合硅溶胶放入高压釜，密封，加热，控制温度230℃-250℃，时间48小时-92小时；再经过卸压、洗涤、过滤操作，得到固体料。
7.按照权利要求1或6所述的单基质白光荧光体的水热生长法，其特征在于所说的后处理，是把固体料在恒温为110℃的烘箱内烘干24-96小时，再放入刚玉坩埚内，在有N2+5％H2的还原气氛的管式炉内退火3-5小时，温度800℃-1000℃，冷却取出，即得到单基质白光荧光体。
全文摘要
本发明涉及一种单基质白光荧光体的水热生长法，属于材料制备合成技术领域。单基质白光荧光体的组成为Ba
文档编号C09K11/79GK1974714SQ200610130340
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月18日 优先权日2006年12月18日
发明者王达健, 陆启飞, 于文惠, 张红梅, 马亮, 顾铁成 申请人:天津理工大学