一种磷酸镧陶瓷荧光材料制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种磷酸镧陶瓷荧光材料制备方法，采用微波结合共沉淀法低温快速制备铈铽共掺杂磷酸镧发光陶瓷，降低了烧结温度，减少了保温时间，而且通过稀土掺杂与助熔剂的添加实现了明亮的绿色荧光的输出和透过。
【专利说明】一种磷酸镧陶瓷荧光材料制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明专利涉及一种磷酸镧陶瓷荧光材料制备方法。
【背景技术】
[0002] LaP04:Ce3+，Tb3+是三基色荧光粉中一类重要的高效绿色荧光粉，价格相对低廉，制 备容易且具有良好的紫外响应特性，因此，LaP0 4:Ce，Tb陶瓷材料在发光、照明、成像、激光 及显示技术等领域有着广泛的应用。
[0003] 虽然目前对其研究较为广泛，但在具体应用过程中还面临一定的问题。在CCD用 荧光屏的应用中，目前主要采用重力沉淀法、离心沉淀法、浆料法、吹撒法、光敏变粘法、印 刷法、电泳法、电子照相法等方式实现荧光屏的制备，这样首先需要制备发光性能较好的、 粒径均匀且微小的粉体，然后在透紫外石英基体上实现粉体的涂覆，这样不仅制备周期长， 工艺条件要求苛刻、不稳定，而且制备的屏耐磨性差，不利于其应用。
[0004] 而在磷酸盐陶瓷方面，现有研究只集中于其本身或与氧化铝结合的力学性能，主 要采用无压、热压和放电等离子等方法制备，制备温度高，保温时间长，无光学性能，不能应 用于显示领域。
[0005] 本发明着眼于其在荧光屏应用中的应用缺陷，结合新兴微波法烧结陶瓷材料生 产过程简便、工艺控制度好、产品致密度高等特点，基于微波法结合化学共沉淀法合成 LaP04:Ce，Tb陶瓷荧光材料，替代缺点较多的相应绿色荧光屏，以期在显示领域有更好的应 用。
【发明内容】
[0006]目前制备纯磷酸镧陶瓷或磷酸镧氧化铝陶瓷主要采用无压、热压和放电等离子等 方法，烧结温度在1350°C以上，保温时间在2h以上，并且没有光学性能。本发明采用微波结 合共沉淀法低温快速制备铈铽共掺杂磷酸镧发光陶瓷，降低了烧结温度，减少了保温时间， 而且通过稀土掺杂与助熔剂的添加实现了明亮的绿色荧光的输出和透过。
[0007] 本发明采用如下技术方案：
[0008] -种磷酸镧陶瓷荧光材料制备方法，其特征在于包括以下步骤：
[0009] 步骤一，混合溶液的制备：
[0010] 取 La203、Ce02、Tb407 与（ΝΗ4)2ΗΡ04 四种原材料，摩尔比为 0· 5 ?0· 9:0. 4 ? 0. 05:0. 3 ?0. 05:1 ?2 ;
[0011] 分别将La203与浓硝酸按摩尔比为1:10?40混合，将Ce0 2与浓硝酸按摩尔比为 1:5?20混合，将Tb407与浓硝酸按摩尔比为1:20?70混合，均向上述三种液体中加入 5%?30%溶液体积的双氧水，使其完全溶解，然后，将三种溶液按La203、Ce02、Tb 407的顺序 混合，用氨水调节上述混合溶液的PH值在1?4之间；
[0012] 步骤二，前驱体的制备
[0013] 取（ΝΗ4)2ΗΡ04固体，使其按lg/lml溶解于去离子水中，待其完全溶解后，将 (册14)2即04溶液用酸式滴定管滴定入步骤一所述的混合溶液中，静止8?15h，至不再出现 沉淀，将得到的全部沉淀洗涤过滤后得到前驱体，得出率为84. 2% ;
[0014] 步骤三，素坯的制备
[0015] 将步骤二所制得的前驱体中加入Na2C03、KF、（NH 4)2S04、（NH4)2C1助熔剂，它们加入 的质量分数分别为前驱体的〇%?4%、0%?4%、0%?3%、0%?3%，在5?25MPa下单 向压制成素坯；
[0016] 步骤四，烧结：
[0017] 将步骤二所制得素坯微波炉中于700°C?1200°C温度下无压烧结30?lOOmin，获 得磷酸镧陶瓷荧光材料。
[0018] 有益效果：
[0019] 本发明的目的在于获得一种陶瓷块体形态的稀土掺杂磷酸盐荧光材料，从而缩短 制备周期，简化制备条件，提高可重复性，增加其硬度和耐磨性，并能够制作立体器件。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
[0021] 图 1 为 LaP04: Ce3+, Tb3+ 陶瓷 XRD 图谱；
[0022] 图2为LaP04:Ce3+，Tb3+陶瓷SEM形貌图；（a为断面形貌；b为表面形貌）
[0023] 图 3 为 LaP04: Ce3+，Tb3+ 陶瓷能谱图；
[0024] 图4为LaP04:Ce3+，Tb3+陶瓷与荧光屏的透射光谱比较。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0026] -种磷酸镧陶瓷荧光材料制备方法，其特征在于包括以下步骤：
[0027] 步骤一，前驱体的制备：
[0028] 取 La203、Ce02、Tb407 与（ΝΗ4)2ΗΡ04 四种药品，摩尔比为 0· 5 ?0· 9:0. 4 ? 0. 05:0. 3?0. 05:1?2。分别将La203与浓硝酸按摩尔比为1:10?40混合，将Ce02与浓 硝酸按摩尔比为1:5?20混合，将Tb 407与浓硝酸按摩尔比为1:20?70混合，均向上述 三种液体中加入5%?30%溶液体积的双氧水，使其完全溶解。然后，将三种溶液按La 203、 Ce02、Tb407的顺序混合。用氨水调节上述混合溶液的PH值在1?4之间。取（ΝΗ 4)2ΗΡ04固 体，使其溶解于适量去离子水中，完全溶解即可。将（ΝΗ 4)2ΗΡ04溶液用酸式滴定管滴定混合 溶液。静止8?15h，至不再出现沉淀。将得到的全部沉淀洗涤过滤后得到前驱体，得出率 为 84. 2%。
[0029] 步骤二，素坯的制备
[0030] 将步骤一所制得的前驱体中加入Na2C03、KF、（NH 4)2S04、（NH4)2C1助熔剂，它们加入 的质量分数分别为前驱体的〇%?4%、0%?4%、0%?3%、0%?3%。在5?25MPa下 单向压制成素坯。
[0031] 步骤三，烧结：
[0032] 将步骤二所制得素坯微波炉中于700°C?1200°C温度下无压烧结30?lOOmin，获 得磷酸镧陶瓷荧光材料。
[0033] 测试数据
[0034] 1. LaP04: Ce3+，Tb3+陶瓷的收缩率分析
[0035] 烧结前坯体的直径Φ前=15. 14mm，厚度h前=0.90mm ;烧结后陶瓷的直径为Φ后 =11. 90mm, h后=0· 80mm。由公式：
【权利要求】
1. 一种磷酸镧陶瓷荧光材料制备方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤一，混合溶液的制备： 取 La203、Ce02、Tb407 与（ΝΗ4)2ΗΡ04 四种原材料，摩尔比为 0· 5 ?0· 9:0. 4 ?0· 05:0. 3 ? 0· 05:1 ?2 ; 分别将La203与浓硝酸按摩尔比为1:10?40混合，将Ce02与浓硝酸按摩尔比为1:5? 20混合，将Tb407与浓硝酸按摩尔比为1:20?70混合，均向上述三种液体中加入5 %?30 % 溶液体积的双氧水，使其完全溶解；然后，将三种溶液按La203、Ce0 2、Tb407的顺序混合，用氨 水调节上述混合溶液的PH值在1?4之间； 步骤二，前驱体的制备 取（ΝΗ4)2ΗΡ04固体，使其按lg/lml溶解于去离子水中，待其完全溶解后，将（ΝΗ 4)2ΗΡ04 溶液用酸式滴定管滴定入步骤一所述的混合溶液中，静止8?15h，至不再出现沉淀，将得 到的全部沉淀洗涤过滤后得到前驱体，得出率为84. 2% ; 步骤三，素述的制备 将步骤二所制得的前驱体中加入Na2C03、KF、（NH4)2S0 4、（NH4)2C1助熔剂，它们加入的质 量分数分别为前驱体的〇%?4%、0%?4%、0%?3%、0%?3%，在5?25MPa下单向压 制成素述； 步骤四，烧结： 将步骤二所制得素坯微波炉中于70(TC?120(TC温度下无压烧结30?lOOmin，获得磷 酸镧陶瓷荧光材料。
【文档编号】C09K11/81GK104194789SQ201410427375
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】张希艳, 殷建, 柏朝晖, 王能利, 米晓云, 卢利平, 刘全生, 孙海鹰, 王晓春, 尤莹 申请人:长春理工大学