铕掺杂的镓酸盐基红色荧光粉及其制备方法与流程

本发明所涉及的领域为荧光粉技术领域，即一种可应用于led器件的镓酸盐基质红色荧光粉及其制备方法。

背景技术：

随着社会的发展，对于半导体发光二极管（led）应用于照明领域的需求也逐渐增多。目前通过led获得白光的方法主要有三种：第一种是将红绿蓝三种led芯片集成，制成led阵列获得白光；第二种方法是使用蓝光led芯片与黄色荧光粉结合获得白光，如使用gan芯片配合yag：ce荧光粉获得白光；第三种方法是使用三种三基色荧光粉混合，配合近紫外芯片获得白光。相较于第三种方法，第一种和第三种方法都有着诸多缺点。第一种方法中三种颜色led芯片使用寿命不同，且制造价格昂贵，第二种方法所产生的白光显色指数低、色温高，长期使用不利于人体健康，因此使用三基色荧光粉配合n-uv芯片获得白光受到广泛关注。

目前现有的以三价铕掺杂的红色荧光粉的专利中还存在许多不利条件，如使用原料价格昂贵、制备方法困难或步骤复杂、产品的发光强度弱，因此对于新型的铕掺杂的红色荧光粉的研究和开发是很有必要的。

技术实现要素：

本发明旨在针对所存在的上述问题，提出一种能够被近紫外芯片激发的新型的红色荧光粉及其合成方法，以解决目前存在的合成条件困难、原料昂贵、产品发光强度低所造成的难以商业应用问题。

为了实现上述目的，本发明使用如下的技术方案：

一种铕掺杂的镓酸盐基红色荧光粉，其化学式为：m2la1-xgao5:xeu³⁺，其中m为碱土金属格位，x为掺杂的三价铕的摩尔比系数，取值范围为：0.001≤x≤1.000。

在上述的铕掺杂的镓酸盐基红色荧光粉中，所述的m为caqsr2-q或srqba2-q，其中0≤q≤2.000，q为掺杂的其中一种碱土金属的摩尔比系数。

上述铕掺杂的镓酸盐基红色荧光粉的制备方法，包括如下步骤：

按照化学计量比称取原料，在玛瑙研钵中研磨均匀，然后在空气气氛中烧结后冷却到室温，用研钵研磨成粉末即可获得产品。

在上述的制备方法中，所述原料为：稀土化合物、碱土金属化合物以及镓元素化合物。所述稀土化合物为稀土氧化物、稀土草酸盐、稀土碳酸盐、稀土硝酸盐中的任意一种化合物或多种化合物组成的混合物。所述碱土金属化合物为碱土金属氧化物、碱土金属碳酸盐、碱土金属碳酸氢盐、碱土金属磷酸盐中的任意一种化合物或多种化合物组成的混合物。所述镓元素化合物为镓氧化物、镓碳酸盐、镓草酸盐中的任意一种化合物或多种化合物组成的混合物。

在上述的制备方法中，所述烧结包括三步，第一步在1~5h内梯度升温至1100℃~1500℃；第二步在温度为1100℃~1500℃的条件下烧结，时间为15~25h；第三步缓慢降温至室温即可得到产品。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

本发明中制备掺杂三价铕的红色荧光粉具有较好的物理及化学稳定性，在常温下能够长时间保持较高的发光强度，在升高一定温度的条件下依然能够保持一定的发光强度。同时该红色荧光粉的制备条件无需使用惰性气氛保护或使用还原气氛进行还原，使用原料价格相对较低，对生产条件及设备要求不高，适合大规模商业化生产。此外，本发明中所制备的红色荧光粉能够被390nm左右的近紫外光激发，能够与商业近紫外led芯片配合使用，或是与蓝色及绿色荧光粉混合，制备白光led照明设备，在照明、显示等领域都有较好的应用前景。

附图说明

图1为实施例1~3所制备的红色荧光粉的x射线粉末衍射图谱。

图2为实施例1~3所制备的红色荧光粉的荧光发射光图谱。

具体实施方式

实施例1：

分别称取碳酸锶（srco3）0.8859g，氧化镓（ga2o3）0.2812g，氧化镧（la2o3）0.2932g，氧化铕（eu2o3）0.2112g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，研磨均匀后放入玛瑙坩埚，在1300℃的空气气氛中进行烧结，恒温时间为20h，结束后自然降温至室温，研磨均匀并获得产品。产品的x射线粉末衍射结果如图1所示。如图1中谱线1所示，所有衍射峰都能与sr2gdgao5标准峰（pdf#70-0513）对应,这说明该合成方法能够成功合成目标产物，铕的引入不会对物相造成影响。荧光发射光谱图如图2中谱线1所示，550~640nm以及700nm左右的红光发射是由于基质中掺杂的三价铕离子产生的。

实施例2：

分别称取碳酸锶（srco3）0.7972g，碳酸钙（caco3）0.0601g，氧化镓（ga2o3）0.2812g，氧化镧（la2o3）0.2932g，氧化铕（eu2o3）0.2112g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，研磨均匀后放入刚玉坩埚，在1300℃的空气气氛中进行烧结，恒温时间为20h，结束后自然降温至室温，研磨均匀并获得产品。产品的x射线粉末衍射结果如图1所示。如图1中谱线2所示，所有衍射峰都能与sr2gdgao5标准峰（pdf#70-0513）对应,这说明该合成方法能够成功合成目标产物，钙的引入不会对物相造成影响。荧光发射光谱图如图2中谱线2所示，550~640nm以及700nm左右的红光发射是由于基质中掺杂的三价铕离子产生的。

实施例3：

分别称取碳酸锶（srco3）0.7972g，碳酸钡（baco3）0.1184g，氧化镓（ga2o3）0.2812g，氧化镧（la2o3）0.2932g，氧化铕（eu2o3）0.2112g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，研磨均匀后放入刚玉坩埚，在1300℃的空气气氛中进行烧结，恒温时间为20h，结束后自然降温至室温，研磨均匀并获得产品。产品的x射线粉末衍射结果如图1所示。如图1中谱线3所示，所有衍射峰都能与sr2gdgao5标准峰（pdf#70-0513）对应,这说明该合成方法能够成功合成目标产物，镁的引入不会对物相造成影响。荧光发射光谱图如图2中谱线3所示，550~640nm以及700nm左右的红光发射是由于基质中掺杂的三价铕离子产生的。

实施例4：

分别称取碳酸锶（srco3）0.8859g，氧化镓（ga2o3）0.2812g，氧化镧（la2o3）0.3910g，氧化铕（eu2o3）0.1056g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，研磨均匀后放入刚玉坩埚，在1300℃的空气气氛中进行烧结，恒温时间为20h，结束后自然降温至室温，研磨均匀并获得产品。

实施例5：

分别称取碳酸锶（srco3）0.8859g，氧化镓（ga2o3）0.2812g，氧化镧（la2o3）0.0977g，氧化铕（eu2o3）0.4223g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，研磨均匀后放入刚玉坩埚，在1300℃的空气气氛中进行烧结，恒温时间为20h，结束后自然降温至室温，研磨均匀并获得产品。

实施例6：

分别称取碳酸锶（srco3）0.7972g，氧化钙（cao）0.0336g，氧化镓（ga2o3）0.2812g，氧化镧（la2o3）0.2932g，氧化铕（eu2o3）0.2112g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，研磨均匀后放入刚玉坩埚，在1300℃的空气气氛中进行烧结，恒温时间为20h，结束后自然降温至室温，研磨均匀并获得产品。

实施例7：

分别称取碳酸锶（srco3）0.7972g，氧化钡（bao）0.0920g，氧化镓（ga2o3）0.2812g，氧化镧（la2o3）0.2932g，氧化铕（eu2o3）0.2112g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，研磨均匀后放入刚玉坩埚，在1300℃的空气气氛中进行烧结，恒温时间为20h，结束后自然降温至室温，研磨均匀并获得产品。

实施例8：

分别称取碳酸钙（caco3）0.6005g，氧化镓（ga2o3）0.2812g，氧化镧（la2o3）0.2932g，氧化铕（eu2o3）0.2112g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，研磨均匀后放入刚玉坩埚，在1300℃的空气气氛中进行烧结，恒温时间为20h，结束后自然降温至室温，研磨均匀并获得产品。

实施例9：

分别称取碳酸钡（baco3）1.1840g，氧化镓（ga2o3）0.2812g，氧化镧（la2o3）0.2932g，氧化铕（eu2o3）0.2112g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，研磨均匀后放入刚玉坩埚，在1300℃的空气气氛中进行烧结，恒温时间为20h，结束后自然降温至室温，研磨均匀并获得产品。