专利名称：一种磷酸盐红色发光材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于材料技术领域，具体涉及ー种以磷酸盐为基质的、由三价铕激活的、可将激发光转换为红色光的发光材料及其制备方法。
背景技术：
磷矿资源是国家的重要战略资源，其开发利用对世界经济发展具有重要影响。我国磷矿资源储量十分丰富，具有显著的资源优势，但是消费结构十分不合理、产品单一，绝大部分用以生产磷肥等低附加值化学品，并不具有产品优势。目前国家正以“磷矿资源整合、资源高效利用”为主线积极开发磷矿资源，提高磷资源综合利用率将成为主流，开发高附加值磷产品也将成为重点。 发光材料(荧光粉)一般指受到外界激发时可以发射可见光的固体材料，是ー类广泛应用于照明、显示、检测、标识等领域的高附加值功能材料。其中以磷酸盐为基质的发光材料具有发光效率高、物理化学性质稳定、原料易得且价格低廉、制备温度低适合エ业生产等优点。显然，磷酸盐发光材料的开发利用对于提高磷资源应用价值具有重要意义。然而由于国外技术垄断以及国内投入的研究较少，目前发光材料产品仍以铝酸盐、硅酸盐、硫化物等类居多，关于磷酸盐发光材料新产品及其发光性质的研究报道较少，实用的磷酸盐发光材料种类极其有限，进ー步提高磷酸盐发光材料品质也是迫切需要解决的关键问题。中国发明专利200710028070. 8公开了ー种稀土焦磷酸盐荧光粉及其合成方法；中国发明专利200810026063. 9报道了ー种无汞荧光灯用发白光碱金属稀土四偏磷酸盐发光材料及其制备方法；中国发明专利200910157359. 9公开了ー种掺杂铈的稀土磷酸盐发光材料及其制备方法，该发光材料的化学组成为\V ,Cei_x_,P04，其中X和Xi为稀土元素La、Y、Gd中的ー种；中国发明专利201010203408. O公开了ー种AB1^PO4 = Eu' Pr3+,型碱金属碱土金属磷酸盐荧光粉极其制备方法；中国发明专利201010292808. 3公开了磷酸盐发光材料的一种制备方法，未涉及新材料；中国发明专利201110324833. X公开了ー种A3^(PO4)2:xEu2+,^B型磷酸盐长余辉发光材料，该材料以ニ价铕为主激活剂，以ー种或几种高价态的金属离子为辅助激活剂，可发射蓝緑色、蓝色或紫色的长余辉。上述发明均未涉及本发明所提供的以磷酸盐为基质的、由三价铕激活的A3_X_,B,(PO4)2^Eu3+ (A为碱土金属离子Ca2+、Sr2+或Ba2+中的ー种或几种；B为碱金属离子Li+、Na+或K+的ー种或几种；0〈 z彡I ;0彡ァ彡I)型发光材料。
发明内容
本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提出ー种新的发光材料，该材料以磷酸盐为基质，以三价铕为激活剂，可将激发光转换成红色光。本发明的另ー个目的是提供上述磷酸盐红色发光材料的制备方法。本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为ー种磷酸盐红色发光材料，其具有如下化学式组成Α3_χ_Λ(PO4)2iEu3+，其中，元素A为碱土金属离子Ca2+、Sr2+或Ba2+中的ー种或几种，元素B为碱金属离子Li+、Na+或K+的ー种或几种，且O〈 z < 1，0 <ァ<
Ioー种磷酸盐红色发光材料的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤
1)根据化学式A3_x_,B,(PO4) 2 :xEu3+组成，按化学计量比分别精确称取A元素的碳酸盐或氧化物、B元素的碳酸盐或氧化物、磷酸盐和氧化铕原料，其中，元素A为碱土金属离子Ca2+、Sr2+或Ba2+中的ー种或几种，元素B为碱金属离子Li+、Na+或K+的ー种或几种，且O く x く1，0 < ァ < I ;
2)将步骤I)的原料混合研磨均匀，直接在空气中于80(Tl30(TC下煅烧2 12小时，或先在30(T80(TC下预烧2 6小时，冷却至室温，再次研磨后，在空气中于80(Tl30(TC下煅烧2^12小吋，自然冷却到室温，然后将所得产物磨细即得最终产品。按上述方案，所述的原料煅烧的优选温度为100(Γ1200で。按上述方案，所述的原料煅烧的优选时间为3飞小吋。本发明通过引入额外的ー价碱金属离子B对ニ价碱土金属离子A进行不等价取代，来补偿由三价激活离子Eu3+对ニ价碱土金属离子A的不等价取代所引起的电荷差。Eu3+取代ニ价碱土金属离子Α，为了保持电荷平衡，将产生带负电荷的缺陷
权利要求
1.一种磷酸盐红色发光材料，其具有如下化学式组成A3_x_,B,(P04)2:zEu3+，其中，元素A为碱土金属离子Ca2+、Sr2+或Ba2+中的一种或几种，元素B为碱金属离子Li+、Na+或K+的一种或几种，且O
2.权利要求I所述的磷酸盐红色发光材料的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤 1)根据化学式A3_x_,B,(PO4) 2 IXEu3+组成，按化学计量比分别精确称取A元素的碳酸盐或氧化物、B元素的碳酸盐或氧化物、磷酸盐和氧化铕原料，其中，元素A为碱土金属离子Ca2+、Sr2+或Ba2+中的一种或几种，元素B为碱金属离子Li+、Na+或K+的一种或几种，且O < x (1,0 ^ ^ I ； 2)将步骤I)的原料混合研磨均匀，直接在空气中于80(Tl300°C下煅烧2 12小时，或先在30(T800°C下预烧2 6小时，冷却至室温，再次研磨后，在空气中于80(Tl30(TC下煅烧2^12小时，自然冷却到室温，然后将所得产物磨细即得最终产品。
3.按权利要求2所述的磷酸盐红色发光材料的制备方法，其特征在于所述的原料煅烧的温度为1000 1200。。。
4.按权利要求2或3所述的磷酸盐红色发光材料的制备方法，其特征在于所述的原料煅烧的优选时间为3 6小时。
全文摘要
本发明涉及一种磷酸盐红色发光材料及其制备方法，具有如下化学式组成A3-x-yBy(PO4)2:xEu3+，其中，元素A为碱土金属离子Ca2+、Sr2+或Ba2+中的一种或几种，元素B为碱金属离子Li+、Na+或K+的一种或几种，且0<x≤1，0≤y≤1。与现有技术相比，本发明具有如下优点1)以磷酸盐为基质，结晶温度低且稳定性好，原料廉价、易得，生产成本低，产品无放射性，不会对人和环境造成危害；2)发光材料在电荷补偿后的发光强度相对电荷补偿前有显著增强；3)可以被短波紫外、长波紫外及465nm可见光有效激发，可应用于荧光灯、发光二极管；4)本发明的制备方法简单，易于操作。
文档编号C09K11/71GK102618272SQ201210069490
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者刘恒, 张占辉, 陈力, 黄志良 申请人:武汉工程大学