一种颜色可调的荧光粉及其制备方法与流程

本发明属于材料学领域，尤其涉及一种稀土发光材料，具体来说是一种荧光粉及其制备方法。

背景技术：

白光led(lightemittingdiode)由于其高效、节能、环保、长寿命、体积小等优点，已成为新一代固态照明光源[1]。目前，白光led实现方式一共有三种，第一种实现方式也就是目前市场上白光led的主流实现模式是蓝光led芯片和yag∶ce荧光粉组合，虽然效率高，但依然存在光色稳定性差和显色指数低等问题[2]。第二种实现方式是采用红绿蓝三原色芯片或者三原色led管混合实现白光，这种方式显色性能最佳，但是线路复杂，三种颜色芯片或者led管寿命不一。相对以上两种方法而言，第三种实现方式采用紫外或近紫外led芯片与可被紫外或近紫外激发的红、绿、蓝三基色荧光粉结合的近紫外白光led由于兼具显色性和发光效率的特点，已成为当前解决上述问题的一种重要思路和研究热点[3-4]。

在众多的稀土离子中，eu是一种重要的发光离子同时存在+2价和+3价两种价态，在基质中呈现出完全不同的发光特性，eu²⁺激活的荧光粉在4f⁷基态和4f⁶5d激发态之间的跃迁而产生宽带发射已被广泛研究。eu³⁺激活的荧光粉在紫外光激发下能发射单色性很好、量子效率高的红色荧光；然而eu³⁺离子的电子跃迁属于4f-4f禁戒跃迁，这会限制它们的激发及发光效率[5-6]。在一些材料中电荷迁移激发可以提高eu³⁺激发效率，但在大多数eu³⁺掺杂荧光粉中，由于晶体环境的电负性高使其电荷迁移带主要集中在短波长的紫外波段[7]，这在一定程度上限制其eu³⁺激活荧光粉在白光led中的应用。eu²⁺与eu³⁺同时存在于单一基质的荧光粉，由于存在两个发光中心，能够实现荧光粉的颜色调控。

参考文献：

[1]j.hou,x.yin,f.huang,w.jiang.synthesisandphotoluminescencepropertiesofnalamgwo6:re³⁺(re＝eu,sm,tb)phosphorforwhiteledapplication.mater.res.bull.,2012,47:1295-1300.

[2]侯京山，氧化物基白光led荧光粉的设计与合成[c].东华大学博士学位论文，2014.

[3]印琰，杨宝东，朱月华.白光led荧光粉的发展现状[j].中国照明电器，2009：6-10.

[4]蒋大鹏，赵成久，侯凤勤.白光发光二极管的制备技术及主要特性[j]，发光学报，2003，24：385-389.

[5]王飞.sr2la8(sio4)6o2∶eu^2+,3+荧光粉的制备和发光性能[j].光子学报，2018，47：251-258.

[6]靳天雨，崔瑞瑞，刘勇，张弛，邓朝勇.m0.98al2si2o8:0.02eu²⁺(m＝ca,sr,ba)荧光粉发光性能的研究[j].电子科技，2018，31：73-75+88.

[7]段瑞景，柳伟，苏少东，曹立新，苏革，郭祥芹，许洪梅.ksrbp2o8:re(re＝eu²⁺,tb³⁺,eu³⁺)荧光粉的制备与发光性能研究[j].中国稀土学报，2013，31：302-307.

技术实现要素：

本发明目的是提供一种能够通过调节各组分的用量比例来调节颜色的荧光粉及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种颜色可调的荧光粉，其特征在于，由na2o、li2o和k2o中的至少一种、y2o3、la2o3、gd2o3和lu2o3中的至少一种、sio2、naf以及eu2o3组成，其中，以质量百分比计，na2o、li2o和k2o的总含量为14.08％～14.43％，y2o3、la2o3、gd2o3和lu2o3的总含量为46.67％～52.30％，sio2的含量为27.29％～27.97％，naf的含量为4.77％～4.89％，eu2o3的含量为0.41％～7.19％。

本发明还提供了上述的颜色可调的荧光粉的制备方法，其特征在于，包括：称取钠盐或氧化物、锂盐或氧化物、和钾盐或氧化物中的至少一种，y2o3、la2o3、gd2o3和lu2o3中的至少一种、sio2、naf以及eu2o3置于玛瑙研钵中研磨均匀后，转移至刚玉坩埚中，然后置于马弗炉在700～1100℃的co氛围下煅烧8-24h冷却至室温，取出研磨得到最终产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用高温固相烧结法制成一种浅蓝色-白色-红色颜色可调的荧光粉。通过组分调控，制备出发光光谱从浅蓝色-白色-红色颜色可调的荧光粉，其色坐标从浅蓝色(0.260，0.218)到白色(0.348，0.242)最后到红色(0.638，0.337)。

2、本发明制备的浅蓝色-白色-红色荧光粉，可与紫外芯片相匹配使用，可广泛的用于大功率led、指示灯、室内照明，汽车照明等诸多领域。

附图说明

图1一种浅蓝色-白色-红色颜色可调荧光粉的发射(λex＝375nm)光谱图，插图为实施案例所对应的色坐标图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

以下实施例中所用到的各原料均为市售产品。

实施案例1：

一种颜色可调的荧光粉，由na2o、y2o3、sio2、naf以及eu2o3组成，其中，以质量百分比计，na2o：y2o3：sio2：naf：eu2o3＝14.43﹕52.30﹕27.97﹕4.89﹕0.41。

所述的颜色可调的荧光粉的制备方法为：准确称取总质量为5g的药品，其中na2co3的质量是1.1190g，y2o3的质量是2.3721g，sio2的质量是1.2687g，naf的质量是0.2216g，eu2o3的质量是0.0186g，置于玛瑙研钵中研磨均匀后，转移至刚玉坩埚中，然后置于马弗炉在1100℃的co氛围下煅烧8h，冷却至室温，取出研磨得到最终产品，如图1所示，其发射光谱对应的色坐标为浅蓝色(0.260，0.218)。

实施案例2：

一种颜色可调的荧光粉，由na2o、li2o、k2o、y2o3、sio2、naf和eu2o3组成，其中，以质量百分比计，na2o：li2o：k2o：y2o3：sio2：naf：eu2o3＝14.30﹕0.05：0.02：51.29﹕27.85﹕4.86﹕1.63。

所述的颜色可调的荧光粉的制备方法为：准确称取总质量为5g的药品，其中na2co3的质量是1.1090g，k2co3的质量是0.0036g，li2co3的质量是0.0019g，y2o3的质量是2.3270g，sio2的质量是1.2637g，naf的质量是0.2208g，eu2o3的质量是0.0740g，置于玛瑙研钵中研磨均匀后，转移至刚玉坩埚中，然后置于马弗炉在1050℃的co氛围下煅烧8h，冷却至室温，取出研磨得到最终产品，如图1所示，其发射光谱对应的色坐标为白色(0.348，0.242)。

实施案例3：

一种颜色可调的荧光粉，由na2o、y2o3、la2o3、sio2、naf和eu2o3组成，其中，以质量百分比计，na2o：y2o3：la2o3：sio2：naf：eu2o3＝14.32﹕50.55﹕0.08：27.76﹕4.85﹕2.44。

所述的颜色可调的荧光粉的制备方法为：准确称取总质量为5g的药品，其中na2co3的质量是1.1114g，y2o3的质量是2.2944g，la2o3的质量是0.0034g，sio2的质量是1.2600g，naf的质量是0.2201g，eu2o3的质量是0.1107g，置于玛瑙研钵中研磨均匀后，转移至刚玉坩埚中，然后置于马弗炉在1050℃的co氛围下煅烧16h，冷却至室温，取出研磨得到最终产品，如图1所示，其发射光谱对应的色坐标为浅橙色(0.480，0.289)。

实施案例4：

一种颜色可调的荧光粉，由na2o、y2o3、gd2o3、sio2、naf和eu2o3组成，其中，以质量百分比计，na2o：y2o3：gd2o3：sio2：naf：eu2o3＝14.24﹕49.22﹕0.08：27.60﹕4.82﹕4.04。

所述的颜色可调的荧光粉的制备方法为：准确称取总质量为5g的药品，其中na2co3的质量是1.1054g，y2o3的质量是2.2350g，gd2o3的质量是0.0038g，sio2的质量是1.2533g，naf的质量是0.2190g，eu2o3的质量是0.1835g，置于玛瑙研钵中研磨均匀后，转移至刚玉坩埚中，然后置于马弗炉在1050℃的co氛围下煅烧16h，冷却至室温，取出研磨得到最终产品，如图1所示，其发射光谱对应的色坐标为橙色(0.584，0.323)。

实施案例5：

一种颜色可调的荧光粉，由na2o、y2o3、lu2o3、sio2、naf和eu2o3组成，其中，以质量百分比计，na2o：y2o3：lu2o3：sio2：naf：eu2o3＝14.15﹕47.90﹕0.09：27.44﹕4.79﹕5.63。

所述的颜色可调的荧光粉的制备方法为：准确称取总质量为5g的药品，其中na2co3的质量是1.0995g，y2o3的质量是2.1763g，lu2o3的质量是0.0041g，sio2的质量是1.2467g，naf的质量是0.2178g，eu2o3的质量是0.2556g，置于玛瑙研钵中研磨均匀后，转移至刚玉坩埚中，然后置于马弗炉在1050℃的co氛围下煅烧24h，冷却至室温，取出研磨得到最终产品，如图1所示，其发射光谱对应的色坐标为红色(0.609，0.330)。

实施案例6：

一种颜色可调的荧光粉，由na2o、y2o3、sio2、naf和eu2o3组成，其中，以质量百分比计，na2o：y2o3：sio2：naf：eu2o3＝14.08﹕46.67﹕27.29﹕4.77﹕7.19。

所述的颜色可调的荧光粉的制备方法为：准确称取总质量为5g的药品，其中na2co3的质量是1.0942g，y2o3的质量是2.1214g，sio2的质量是1.2406g，naf的质量是0.2168g，eu2o3的质量是0.3270g，置于玛瑙研钵中研磨均匀后，转移至刚玉坩埚中，然后置于马弗炉在700℃的co氛围下煅烧24h，冷却至室温，取出研磨得到最终产品，如图1所示，其发射光谱对应的色坐标为红色(0.638，0.337)。