一种可激发蓝绿光的硅酸盐荧光粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发光材料技术领域，具体地，本发明涉及一种白光LED用可激发蓝绿光的硅硼酸盐荧光粉及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，节能照明产业蓬勃发展，然而高效的照明产品在省电、降低能耗的同时，伴随而来的是无法规避的汞污染问题。白光二极管(w-LED)固体照明以其低能耗、发光效率高、无污染、体积小、寿命长等显著优势，未来势必逐步替代荧光灯和节能灯、白炽灯成为下一代绿色照明光源。目前，世界各国商业化，规模化生产的主要是荧光转换型w-LED，即在LED芯片上涂敷荧光粉，通过荧光粉将LED芯片发出的较短波长的光(如蓝光、近紫外光)转变成波长较长的可见光(如红光、绿光、蓝光等)，然后通过不同颜色的光复合形成白光。根据LED芯片发射波长的不同，又可分为两种方式:蓝光LED+黄色荧光粉和紫光LED+红/绿/蓝三基色荧光粉。因此荧光粉技术的进步对白光LED的发展有着非常重要的作用，研宄开发近紫外光激发的荧光粉是十分必要的。
【发明内容】
[0003]本发明目的之一是提供一种白光LED用蓝绿光的硅酸盐荧光粉，La6_x_yBa2Ca2 (S14)6F2:xCe 3+，yTb3+，其中x和y分别是掺入基质材料La6Ba2Ca2 (S14) 6F2中的稀土离子Ce 3+和Tb3+的摩尔百分比，并且0.05 ^ X ^ 0.20，0.00 ^ y ^ 0.30。这种荧光体具有较好的颜色可调性。
[0004]本发明目的之二是提供一种制备上述新型蓝绿光硅酸盐发光材料的制备方法。该制备方法简单，易于操作而且不污染环境。具体的制备技术方案概述如下:
[0005]I)按化学组成式La6_x_yBa2Ca2 (S14) 6F2:xCe 3+，yTb3+化学计量比称取氧化镧、碳酸钡、碳酸钙、二氧化硅、二氧化铈、七氧化四铽，并充分研细混匀；
[0006]2)将步骤I)得到的混合体置入坩祸，在还原气氛的高温炉中于1300°C?1450°C温度下煅烧4小时?6小时，从而得到烧成的烧结体；
[0007]3)将步骤2)得到的烧结体研磨成为粉末。
[0008]本发明提供一种白光LED用硅酸盐蓝粉色荧光体La6_x_yBa2Ca2 (S14)6F2:xCe 3+，yTb3+ (其中X和y分别是掺入基质材料La6Ba2Ca2 (S14) 6F2中的稀土离子Ce 3+和Tb 3+的摩尔百分比，并且0.05彡X彡0.20，0.00彡y彡0.30)。荧光粉具有以下特点:
[0009]1、能被近紫外光有效激发而发出蓝绿光，变化稀土离子Ce3+和Tb 3+的掺杂量可以实现发射光的发光强度以及发光颜色可调。
[0010]2、本发明的材料的制备方法简单，易于操作而且不污染环境。
【附图说明】
[0011]图1 (a)和(b)分别是实施例1所制备的荧光材料La5JBa2Ca2 (S14) 6F2:0.1OCe 3+及实施例2所制备的La5.70Ba2Ca2 (S14)6F2-0.1OCe 3+，0.20Tb3+的粉末X射线衍射(XRD)图。La6Ba4(S14)6F2标准物质的XRD图也给出在图1中作为参考。
[0012]图2 为实施例 4 所制备的荧光材料 La5.7QBa2Ca2 (S14) 6F2:0.1OCe 3+，0.20Tb3+的激发光谱(监测光谱Aeni为418nm和545nm)和发射光谱(激发光谱λ 6!￡为282nm)曲线示意图。
【具体实施方式】
[0013]参考以下具体实施例进一步详细描述本发明，但是本发明的保护范围不限于以下具体实施例。
[0014]实施例1:材料组成为 La5 90Ba2Ca2(S14)6F21.1OCe 3+(x = 0.10，y = 0.00)
[0015]按La5.9QBa2Ca2 (S14) 6F2:0.1OCe 3+中各元素的化学计量比，准确称取0.9611g的La2O3>0.3605g 的 Si02、0.3947g 的 BaC03、0.2002g 的 CaC03、0.0570g 的順4册2及 0.0172g 的&02高纯度粉末原料，置于玛瑙研钵中研磨20分钟左右，使原料充分混合均匀。将混合原料转移到氧化铝坩祸中，放入高温炉内。在1400°C下5% 4与95% \混合气体中煅烧5小时，自然冷却后取出，再次研磨10分钟左右，即得单一相La5.9QBa2Ca2(S14)6F2:0.1OCe 3+荧光粉。
[0016]实施例2:材料组成为 La5 85Ba2Ca2(S14)6F2-0.1OCe 3+，0.05Tb3+(x = 0.10，y =0.05)
[0017]按La5.70Ba2Ca2 (S14) 6F2:0.1OCe 3+，0.05Tb3+中各元素的化学计量比，准确称取0.9530g 的 La203、0.3605g 的 Si02、0.3947g 的 BaC03、0.2002g 的 CaC03、0.0570g 的 NH4HF2、0.0172g的&02及0.0093g Tb 407高纯度粉末原料，置于玛瑙研钵中研磨20分钟左右，使原料充分混合均匀。将混合原料转移到氧化铝坩祸中，放入高温炉内。在14001下5%!12与95%队混合气体中煅烧5小时，自然冷却后取出，再次研磨10分钟左右，即得单一相La 5.85Ba2Ca2(S14)6F2-0.1OCe 3+，0.05Tb3+荧光粉。
[0018]实施例3:材料组成为 La5 80Ba2Ca2(S14)6F2-0.1OCe3+,0.1OTb3+(x = 0.10，y =
0.10)
[0019]按La4.85QSi2B013:0.050Ce 3+，0.1OOMn2+中各元素的化学计量比，准确称取 0.9448g的 La203、0.3605g 的 Si02、0.3947g 的 BaC03、0.2002g 的 CaC03、0.0570g 的 NH4HF2、0.0172g的CeQ2R 0.0187g Tb 407高纯度粉末原料，置于玛瑙研钵中研磨20分钟左右，使原料充分混合均匀。将混合原料转移到氧化铝坩祸中，放入高温炉内。在1400°C下5% H2与95% N2混合气体中煅烧5小时，自然冷却后取出，再次研磨10分钟左右，即得单一相La5.8(lBa2Ca2(Si04)6F2:0.1OCe 3+，0.1Tb3+荧光粉。
[0020]实施例4:材料组成为 La5 70Ba2Ca2(S14)6F2-0.1OCe3+,0.20Tb3+(x = 0.10，y =
0.20)
[0021]按La4.8QQSi2B013:0.050Ce 3+，0.150Mn2+中各元素的化学计量比，准确称取 0.9286g的 La203、0.3605g 的 Si02、0.3947g 的 BaC03、0.2002g 的 CaC03、0.0570g 的 NH4HF2、0.0172g的CeQ2R 0.0374g Tb 407高纯度粉末原料，置于玛瑙研钵中研磨20分钟左右，使原料充分混合均匀。将混合原料转移到氧化铝坩祸中，放入高温炉内。在1400°C下5% H2与95% N2混合气体中煅烧5小时，自然冷却后取出，再次研磨10分钟左右，即得单一相La5.7(lBa2Ca2(Si04)6F2:0.1OCe 3+，0.20Tb3+荧光粉。
[0022]实施例5:材料组成为 La5 60Ba2Ca2(S14)6F2-0.1OCe3+,0.30Tb3+(x = 0.10，y =
0.30)
[0023]按La4.75QSi2B013:0.050Ce 3+，0.200Mn2+中各元素的化学计量比，准确称取 0.9123g的 La203、0.3605g 的 Si02、0.3947g 的 BaC03、0.2002g 的 CaC03、0.0570g 的 NH4HF2、0.0172g的CeQ2R 0.0561g Tb 407高纯度粉末原料，置于玛瑙研钵中研磨20分钟左右，使原料充分混合均匀。将混合原料转移到氧化铝坩祸中，放入高温炉内。在1400°C下5% H2与95% N2混合气体中煅烧5小时，自然冷却后取出，再次研磨10分钟左右，即得单一相La5.6(lBa2Ca2(Si04)6F2:0.1OCe 3+，0.30Tb3+荧光粉。
【主权项】
1.一种可激发蓝绿色荧光的荧光材料，其特征在于，该荧光材料的化学组成式为La 6_x_yBa2Ca2 (S14) 6F2:xCe 3+，yTb3+，其中 x 和 y 分别是掺入基质材料 La6Ba2Ca2 (S14) 6F2中的稀土离子Ce3+和Tb 3+的摩尔百分比，并且0.05彡X彡0.20，0.00 ^ y ^ 0.30。
2.一种制备权利要求1所述的白光LED用可激发蓝粉色荧光的荧光材料的方法，包括: 1)按化学组成式La6_x_yBa2Ca2(S14) 6F2:xCe 3+，yTb3+化学计量比称取氧化镧、碳酸钡、碳酸钙、二氧化硅、氟化氢铵、氧化铈、以及七氧化四铽，并充分研细混匀； 2)将步骤I)得到的混合体置入坩祸，在还原气氛的高温炉中于1350°C?1450°C温度下煅烧4小时?6小时，从而得到烧成的烧结体； 3)将步骤2)得到的烧结体研磨成为粉末。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，采用的磷源为磷酸的化合物磷酸氢二铵、磷酸二氢铵至少一种。采用的硅源可以为二氧化硅、可以转化为二氧化硅的化合物硅酸至少一种。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过在高温管式炉中放置固体碳或石墨，使得高温管式炉内处于还原气氛下，或用体积比为I?10%: 99?90%的4和1混合气体的反应气氛。
【专利摘要】本发明涉及一种可激发蓝绿色荧光的荧光材料及其制备方法。所述荧光材料的化学组成式为La6-x-yBa2Ca2(SiO4)6F2:xCe3+，yTb3+(其中x和y分别是掺入基质材料La6Ba2Ca2(SiO4)6F2中的稀土离子Ce3+和Tb3+的摩尔百分比，并且0.05≤x≤0.20，0.00≤y≤0.30)。选择上述结构式中的氧化物或者相应的盐类为原料，采用高温固相合成法，在还原气氛下于1350℃～1450℃温度下煅烧4小时～6小时得到所述发光材料。该荧光体可以与近紫外发光二极管相匹配，应用于三基色白光LED器件。此外，该制取方法制得的荧光粉纯度高，易于操作，不污染环境。
【IPC分类】C09K11-86
【公开号】CN104830342
【申请号】CN201510188151
【发明人】廖立兵, 郭庆丰, 梅乐夫, 刘海坤, 赵成龙
【申请人】中国地质大学（北京）
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月21日