硅酸盐荧光材料及其制备方法和应用_2

文档序号:9343678阅读:来源:国知局
本发明的有益效果是:(1)制备方法简单,所制备的功能材料具有良好的光学特 性和稳定性;(2)制备出的功能材料能被430nm~485nm范围内的光激发,尤其被450~ 470nm的光高效激发,因此可以应用到蓝光激发的白光LED中;(3)通过调节Sr、Ba、Ca或 Mg以及卤素的含量可以调节发射峰位从503nm到557nm,尤其是505nm到555nm的范围内 变化,应用到白光LED中可以显著提高显色指数;(4)通过添加碱金属元素及调节其含量可 以显著提升该功能材料的相对发光强度;(5)稍过量的5102可以提高产物的发光强度和稳 定性。
【附图说明】
[0041] 图1为实施例1、实施例2和对比例1所得荧光材料的发射光谱图,其中,激发波长 λ ex= 460nm〇
[0042] 图2为实施例15的XRD衍射图谱。
[0043] 图3为实施例15、实施例16和对比例2所得荧光材料的发射光谱图,其中,激发波 长 λ ex= 460nm〇
[0044] 图4为实施例29和对比例3所得荧光材料的发射光谱图,其中,激发波长λΜ = 460nm〇
[0045] 图5为实施例29所得荧光材料的激发光谱图,其中,发射波长λ eni= 524nm。
【具体实施方式】
[0046] 鉴于市场上销售的硅酸盐绿色荧光材料存在发光强度不高,稳定性较差等缺点, 本发明提供一种硅酸盐荧光材料,一种优选的实施方式中,该功能材料(即硅酸盐荧光材 料)的具体组成为Ma+C xNcSi1+b02+a+2bX3c : xEu,其中M为Ba、Sr、Ca或Mg中的一种或一种 以上元素的组合,N为Li、Na、K或Rb中的一种或一种以上元素的组合,X为F、Cl、Br或I 中的一种或一种以上元素的组合;a、b、c、X为参数配比,其中1. 8彡a彡2. 2,0〈b彡0. 1, 0〈c〈0. 3,0〈χ〈0· 5〇
[0047] 上述的功能材料的化学组成中,优选地,M至少含有Sr,N至少含有Na,X至少含 有Cl ;或者M至少含有Ba,N至少含有Na,X至少含有Cl ;或者M至少含有Sr和Ba,N至少 含有Na,X至少含有Cl ;a、b、c、X为摩尔分数,其中1. 8彡a彡2. 2,0〈b彡0. l,0〈c〈0. 3, 0〈χ〈0· 5〇
[0048] 本发明还提供所述荧光材料的高温固相制备方法,该制备方法包括混料、烧结、球 磨、洗涤、过筛等制备工艺。该制备方法处理得到的本发明涉及的荧光材料具有良好的光学 特性和稳定性。
[0049] -种优选的实施方式中,制备上述功能材料的方法主要包括如下步骤:
[0050] (1)按化学式计量比称取相应的原料,再称取原料总质量的1~10%的助熔剂,混 匀并充分研磨;
[0051] (2)将上述原料置于高温炉中,在还原气氛下预烧,预烧温度为700~IKKTC,预 烧时间为5~10小时;然后温度升至1200~1450°C进行高温焙烧,高温焙烧时间3~11 小时,控制升温阶段升温速率5~10°C /min ;
[0052] (3)待上述烧结物在还原气氛中温度降至室温,取出后将该烧结物破碎,将破碎产 物研磨过70~200目筛,即得所需的功能材料。
[0053] 在所述步骤(1)中所用的原料为相应元素的碳酸盐、硝酸盐、醋酸盐、氧化物或卤 化物。
[0054] 在所述步骤(1)中所用的助熔剂为硼酸、碱金属卤化物、碱金属碳酸盐和卤化铵 中的一种或几种的组合,用量为原料总质量的3~6%。
[0055] 在所述步骤(2)中还原气氛为碳粉、CO气氛或含H2体积分数为60 %~100%的氢 氮混合气。
[0056] 在所述步骤(2)中预烧温度优选为850~950°C,预烧时间优选为6~9小时,高 温焙烧温度优选为1250~1350°C,高温焙烧时间优选为6~8小时。
[0057] 下面通过具体实施例来进一步说明本发明所述硅酸盐荧光材料及其制备方法和 应用。
[0058] 在下面的实施例中,所用的各试剂纯度都为99. 99%,各试剂和仪器的信息和来源 如表1和表2所不。
[0059] 表1实施例中所用试剂信息表
[0063] 实施例1
[0064] 制备化学式为Sr2^5NaaiSiu 5Oi1Fa3 : 0. 05Eu的荧光材料,步骤如下:
[0065] 称取 SrC0328. 05g,Na2CO3O. 53g,Si026. 31g,SrF2L 88g 以及 Eu2O3O. 880g,并称取 H3B032. 07g作助熔剂。将称量好的原料研磨I小时,混匀后装入刚玉坩埚,置于高温箱式炉 中,在氢氮体积比为60 : 40的还原气氛下,先以6°C/min的速率升温至850°C,于850°C预 烧6小时,再以6°C /min的速率升温至1350°C,在1350°C焙烧8小时,待冷却后将产物研磨 过200目筛(泰勒制标准筛),即得所述荧光材料。
[0066] 实施例2
[0067] 制备化学式为SrM5NaaiSiu5Oi 1Cla3 : 0. 05Eu的荧光材料,步骤如下:
[0068] 称取 SrC0328. 05g,Na2CO3O. 53g,Si026. 31g,SrCl22. 38g 以及 Eu2O3O. 880g,并称取 NH4F 2. IOg作助熔剂。将称量好的原料研磨0.8小时,混匀后装入刚玉坩埚,置于高温箱式 炉中,在氢氮体积比为75 : 25的还原气氛下,先以8°C/min的速率升温至850°C,于850°C 预烧9小时,再以8°C /min的速率升温至1350°C,在1350°C焙烧6小时,待冷却后将产物研 磨过200目筛,即得所需组成的荧光材料。
[0069] 实施例3
[0070] 制备化学式为Srhs5NaaiSi1^ 5Oi9Cla3 : 0. 05Eu的荧光材料,步骤如下:
[0071] 称取 Sr (C2H3O2) 234. 95g,Na2CO3O. 53g,Si026. 31g,SrCl22. 38g 以及 Eu2O3O. 880g,并 称取H3B032. 07g作助熔剂。将称量好的原料研磨I. 2小时,混匀后装入刚玉坩埚,置于高温 箱式炉中,在氢氮体积比为75 : 25的还原气氛下,先以7°C /min的速率升温至700°C,于 700°C预烧10小时,再以7°C /min的速率升温至1450°C,在1450°C焙烧3小时,待冷却后将 产物研磨过200目筛,即得所需组成的荧光材料。
[0072] 实施例4
[0073] 制备化学式为Sri25NaaiSiu5Oi 3Cla3 : 0. 05Eu的荧光材料,步骤如下:
[0074] 称取 Sr (NO3) 244. 44g,Na2CO3O. 53g,Si026. 31g,SrCl22. 38g 以及 Eu2O3O. 880g,并称 取H3B032. 07g作助熔剂。将称量好的原料研磨I. 5小时,混匀后装入刚玉坩埚,置于高温 箱式炉中,在氢氮体积比为75 : 25的还原气氛下,先以8°C /min的速率升温至IKKTC,于 1100°C预烧5小时,再以8°C /min的速率升温至1200°C,在1200°C焙烧11小时,待冷却后 将产物研磨过200目筛,即得所需组成的荧光材料。
[0075] 实施例5~实施例14
[0076] 实施例5~实施例14的荧光材料的制备方法与实施例1相同,区别仅在于原料的 质量不同,其他参数都相同,实施例5~实施例14的原料质量如表3所示:
[0077] 表3实施例5~实施例14原料组分(单位:g)
[0078]

[0079] 对比例I
[0080] 制备化学式为Sr2SiO4 : 0. 02Eu的荧光材料,步骤如下:
[0081] 称取 SrC0329. 52g,Si026. OOg 以及 Eu2O3O. 352g,并称取 Η3Β032· 07g 作助熔剂。将 称量好的原料研磨1小时,混匀后装入刚玉坩埚,置于高温箱式炉中,在氢氮体积比为75 : 25的还原气氛下,以5°C /min的速率升温至1300°C,焙烧5小时,待冷却后将产物研磨过 200目筛,得到所述荧光材料。
[0082] 将实施例1~实施例14和对比例1所述荧光材料进行下述表征:
[0083] 1.激发光谱和发射光谱
[0084]
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