专利名称：一种二价铕激活的硅磷铝酸盐荧光粉及其制备方法
技术领域：
本发明是关于一种二价铕激活的硅磷铝酸盐荧光粉及其制备方法，属于发光材料领域。
背景技术：
由于稀土离子具有特殊的4f5d价电子组态，稀土离子被激发后从激发态返回基态的过程中释放出的光波可以涵盖整个可见光区域，因此以稀土离子作激活剂可获得颜色丰富的发光材料。稀土无机发光材料已成为光致发光材料研究领域的热点。目前，根据基质材料的不同，稀土无机发光材料主要可分为铝酸盐、硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐以及稀土氧化物等体系。在磷酸盐体系的光致发光材料中，二价铕离子激活的焦磷酸锶(Sr2P2O7 = Eu2+)，已作为一种商用的蓝紫色发光材料，广泛应用于照明、显示以及打印机光源等领域。一般情况下，由于在空气高温煅烧·过程中Eu2+易被氧化成Eu3+，所以该类材料的制备通常需要在还原性气氛下进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可被紫外和紫光激发的、发射蓝绿色的硅磷铝酸盐荧光粉。该荧光粉可作为近紫外和紫光激发的蓝绿色LED的发光粉，或被用作紫外和紫光激发的显示器件的发光材料。本发明提供一种二价铕激活的硅磷铝酸盐荧光粉，其具体制备步骤如下(I)按化学式 Ca3(H)Al2P2Si2O15:Eu2+3x，其中，O. 005 ^ x ^ O. 10。称取需要量的碳酸钙、氧化铕、氧化铝、磷酸二氢铵和二氧化硅，再称原料总质量(不含助熔剂质量)3% 5%的助熔剂H3BO3 ； (2)将这些原料研磨，混和均匀，再装入刚玉坩埚，并置于高温管式还原炉中进行反应，反应温度为1250 1350°C，恒温反应时间为3 5小时，然后随炉体自然降到室温，即得到所需样品；(3)在样品制备的升温、恒温和降温过程中，一直通有还原气氛，为N2和H2混合气体,其中，H2占5 10%的体积。
图1本发明荧光粉的发光光谱(实线)和激发光谱(虚线)图2本发明荧光粉不同Eu2+掺杂浓度与发光强度的关系(365nm激发)从图1本发明的发光光谱上可以看到，发光范围在420nm-600nm之间，发射峰位在480nm附近，从激发光谱看到，本荧光粉可以被300nm_420nm的紫外光激发。从图2可以看到，样品的发光强度随Eu2+掺杂的浓度改变而变化，发光强度的最佳掺杂量是x=0. 015，样品分子式为Ca2.955Al2P2Si2015 = Euatl45，对应着实例3。
具体实施例方式按化学式称取所需量的称取碳碳酸钙，二氧化硅，氧化铝、磷酸二氢铵、氧化铕(纯度等于或优于99. 99%)，再称取总原料质量(不含助熔剂质量)3% 5%的助熔剂H3BO3，将这些原料研磨，混和均匀，并置于高温管式还原炉中进行反应，反应温度为1200 1350°C，恒温反应时间为3 5小时，然后随炉体自然降到室温，即得到所需样品。在样品制备的升温、恒温和降温过程中，一直通有还原气氛，为N2和H2混合气体,其中，H2占5 10%的体积。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。附图2的样品发光强度随铕离子掺杂浓度变化的关系是根据下面的实例测量计算得到的。实例1:称取碳酸钙(CaCO3)1. 675 克、二氧化硅(SiO2)O. 672 克、氧化铝(Al2O3)O. 572 克、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)1. 290克、氧化铕(Eu2O3) O. 015克，5%的助熔剂H3BO3为O. 208克。将这些原料研磨，混和均匀，并置于高温管式还原炉中进行反应，反应温度为1250°C，恒温反应时间4小时，然后随炉体自然降到室温，即得到所需分子式为Ca2.985Al2P2Si2015 = Euatll5-磷铝酸钙荧光粉。在样品制备的升温、恒温和降温过程中，一直通有还原气氛，为N2和H2混合气体，其中，H2占5%的体积。实例2:称取碳酸钙(CaCO3)1. 662 克、二氧化硅(SiO2)O. 671 克、氧化铝(Al2O3)O. 571 克、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)1. 290克、氧化铕(Eu2O3) O. 030克，4%的助熔剂H3BO3为O. 168克。将这些原料研磨，混和均匀，并置于高温管式还原炉中进行反应，反应温度为1300°C，恒温反应时间4小时，然后随炉体自然降到室温，即得到所需分子式为Ca2.97Al2P2Si2015 = Euatl3硅磷铝酸钙荧光粉。在样品制备的升温、恒温和降温过程中，一直通有还原气氛，为N2和H2混合气体，其中，H2占5%的体积。实例3 称取碳酸钙(CaCO3)1. 649 克、二氧化硅(SiO2)O. 669 克、氧化铝(Al2O3)O. 569 克、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)1. 283克、氧化铕(Eu2O3) O. 044克，3%的助熔剂H3BO3为O. 125克。将这些原料研磨，混和均匀，并置于高温管式还原炉中进行反应，反应温度为1350°C，恒温反应时间3小时，然后随炉体自然降到室温，即得到所需分子式为Ca2.955Al2P2Si2015 = Euatl45硅磷铝酸钙荧光粉。在样品制备的升温、恒温和降温过程中，一直通有还原气氛，为N2和H2混合气体，其中，H2占10%的体积。实例4:称取碳酸钙(CaCO3)1. 635 克、二氧化硅(SiO2)O. 667 克、氧化铝(Al2O3)O. 567 克、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)1. 279克、氧化铕(Eu2O3) O. 059克，3%的助熔剂H3BO3为O. 123克。将这些原料研磨，混和均匀，并置于高温管式还原炉中进行反应，反应温度为1350°C，恒温反应时间3小时，然后随炉体自然降到室温，即得到所需分子式为Ca2.94Al2P2Si2015 = Euatl6硅磷铝酸钙荧光粉。在样品制备的升温、恒温和降温过程中，一直通有还原气氛，为N2和H2混合气体，其中，H2占10%的体积。实例5:称取碳酸钙(CaCO3)1. 554 克、二 氧化硅(SiO2)O. 654 克、氧化铝(Al2O3)O. 556 克、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)1. 254克、氧化铕(Eu2O3) O. 144克，5%的助熔剂H3BO3为O. 208克。将这些原料研磨，混和均匀，并置于高温管式还原炉中进行反应，反应温度为1250°C，恒温反应时间5小时，然后随炉体自然降到室温，即得到所需分子式为Ca2.85Al2P2Si2015 = Euai5硅磷铝酸钙荧光粉。在样品制备的升温、恒温和降温过程中，一直通有还原气氛，为N2和H2混合气体，其中，H2占10%的体积。实例6 称取碳酸钙(CaCO3)1. 510 克、二氧化硅(SiO2)O. 647 克、氧化铝(Al2O3)O. 550 克、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)1. 240克、氧化铕(Eu2O3) O. 190克，5%的助熔剂H3BO3为O. 207克。将这些原料研磨，混和均匀，并置于高温管式还原炉中进行反应，反应温度为1250°C，恒温反应时间5小时，然后随炉体自然降到室温，即得到所需分子式为Ca2.79Al2P2Si2015 = Eua21硅磷铝酸钙荧光粉。在样品制备的升温、恒温和降温过程中，一直通有还原气氛，为N2和H2混合气体，其中，H2占10%的体积。实例7 称取碳酸钙(CaCO3)1. 425 克、二氧化硅(SiO2)O. 663 克、氧化铝(Al2O3)O. 538 克、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)1. 210克、氧化铕(Eu2O3) O. 279克，4%的助熔剂H3BO3为O. 166克。将这些原料研磨，混和均匀，并置于高温管式还原炉中进行反应，反应温度为1300°C，恒温反应时间4小时，然后随炉体自然降到室温，即得到所需分子式为Ca2.7Al2P2Si2015 = Eua3tl硅磷铝酸钙荧光粉。在样品制备的升温、恒温和降温过程中，一直通有还原气氛，为N2和H2混合气体，其中，H2占10%的体积 。
权利要求
1.一种二价铕激活的硅磷铝酸盐荧光粉，其特征在于，该荧光粉的组成为Ca3(1_x)Al2P2Si2O15:Eu2+3x，其中 O. 005 ≤X ≤O. 10。
2.按照权利要求1所述的一种二价铕激活的硅磷铝酸盐荧光粉，其特征在于具体制备步骤如下(1)按化学式Ca3(1_x)Al2P2Si2015:Eu2+3x，其中，O. 005 ≤x ≤ O. 10,称取需要量的的总原料总原料为碳酸钙、氧化铕、氧化铝、磷酸二氢铵和二氧化硅，其中氧化铕的纯度等于或优于99. 99%，再称原料总质量的3% 5%的助熔剂H3BO3 ；⑵将这些原料研磨，混和均匀，再装入刚玉坩埚，并置于高温管式还原炉中进行反应，反应温度为1250 1350°C，恒温反应时间为3 5小时，然后随炉体自然降到室温，即得到所需样品；(3)在样品制备的升温、恒温和降温过程中，一直通有还原气氛，为N2和H2混合气体,其中，H2占5 10%的体积。
全文摘要
本发明是关于一种二价铕激活的硅磷铝酸盐荧光粉及其制备方法，属于发光材料领域。该荧光粉的组成为Ca3(1-x)Al2P2Si2O15:Eu2+3x，其中，0.005≤x≤0.10。将原料研磨混合均匀后置于高温管式还原炉中进行固相反应，气氛为N2和H2混合气体，其中，反应温度为1250～1350℃，反应时间为3～5小时后自然冷却，所得样品在紫外线照射下发蓝绿色光。
文档编号C09K11/71GK103045249SQ20121052669
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月8日 优先权日2012年12月8日
发明者王吉有, 王剑波, 段苹 申请人:北京工业大学