一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及发光材料及其制备方法和用途，具体地说是一种娃酸盐绿色巧光粉及 其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 白光L邸被誉为第四代照明光源，与传统照明光源相比具有体积小、响应快、寿命 长、能耗少和无污染等诸多优点，广泛应用于L邸背光源、移动通讯、汽车灯、交通信号灯、 室内外照明等领域，有着显著的节能前景和庞大的应用市场。
[0003] 目前，主流的白光LED是利用InGaN蓝光忍片激发YAG:Ce3+巧光粉产生与蓝光互 补的黄光，进而混合来实现的。运种方法不仅简单易行，工艺条件相对成熟，而且得到的白 光发光效率高、亮度好；但是，由于形成的白光中缺乏红光发射，使得运种白光显色指数相 对较低、色溫较高。可见，运种白光L邸对于需求量较大的普通照明来说并不理想。为了克 服运一缺点，行业内的技术人员提出了用近紫外（350-410nm)L邸忍片激发=基色巧光粉 来实现白光LED,运就需要更多种类的起主导作用的=基色巧光粉，因此，运类巧光粉就成 为行业内积极开发的基材。
[0004] 近年来，娃酸盐巧光粉W其对紫外、近紫外、蓝光具有显著的吸收性、量产制备成 本低廉W及良好的化学稳定性和热稳定性，使其在照明系统中得到不断地扩展和使用，那 么将其应用于巧光粉转换白光LED的制作上应该也是一个不错的选择。目前，行业内的技 术人员已对娃酸盐基巧光材料做了一些研究，其主要的制备方法有高溫固相法、sol-gel法 和共沉淀法。如CN102643642A公开了一种纳米娃酸盐巧光粉的制备方法，采用So^gel 法合成了Sr或化渗杂的Ba2Si〇4:化巧光粉；CN102408890A公开的一种娃酸盐绿色巧光 粉及其制备方法，也采用了Sol-gel法合成了不同碱金属、碱±金属离子渗杂的MzSIOa:Eu 巧光粉；虽然So^gel合成的上述巧光粉颗粒细小，也能够在特定条件下发射绿光，但是 其均存在工艺复杂、成本高、毒性强、污染重，对人体危害大，不利于环境保护等缺陷。又 如CN102965102A公开了一种娃酸盐绿色巧光粉的制备方法，该方法采用高溫固相法分S 步般烧合成：第一步在保护性气氛下般烧合成Az ySi〇4:址U ;第二步在保护性气氛下般烧合 成Bz xSi〇4:址U;第；步选取适当的A/B值，在保护性气氛下般烧合成（A，B)2押〇4:址U巧 光粉。该方法制备的巧光粉粉体表面光滑，亮度较高，发光波长可W在517-540nm之间调 节，但是此制备工艺烧结时间长、步骤相对繁琐复杂，而且制备的巧光粉不能被近紫外光激 发，相对亮度较低。再如CN103468251A公开了一种L邸用娃酸盐绿色巧光粉，其特征在于 娃酸盐绿色巧光粉的化学表达式为8曰2 X/22yzSi〇4:Eu2+z，Li+xw化％，其中0《X《0. 25,0 <y《0.02,0<Z《0.1。该巧光粉发光强度高、稳定性和显色性好，适于用作近紫外福射 的InGaN管忍激发的L邸的绿色巧光粉，但是该巧光粉制备工艺复杂，而且其激发光谱和发 光光谱相对较窄，在白光L邸照明上不利于人眼色度显示。此外，现有技术中娃酸盐基巧光 粉采用高溫固相法通常需要在1450-1800°C下进行高溫般烧，溫度较高，耗能大，工艺条件 难W操控。因此，开发更多发光亮度好、易于生产控制W及激发光谱和发射光谱宽等各方面 性能更为优异的绿色巧光粉是当前行业内积极探索的课题。
【发明内容】
阳〇化]本发明的目的是提供一种娃酸盐绿色巧光粉及其制备方法和应用，解决现有娃酸 盐绿色巧光粉发光相对亮度差、制备工艺难W控制W及激发光谱和发射光谱相对较窄的问 题；W开发更多种类的能在近紫外光激发下发绿光的性能更为优异的娃酸盐巧光材料，为 制作白光LED提供更多选择。
[0006] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的：一种娃酸盐绿色巧光粉，该巧光 粉的化学通式为S。zAz2yxAlyLiyEUxSiO"式中A为Ba、Ca中的一种或两者任意比例 的混合体，且〇<x《0.l，0<y《0. 025,0. 5《z《1;所述通式中优选x:y= 4:l， 即Al、Li、Eu的摩尔比为Al:Li:Eu=l:l:4;更优选：Sr:A:Al:Li:Eu:Si的摩尔比为 1. 5:0. 47:0. 005:0. 005:0. 02:1，在优选条件下的巧光粉相对亮度更高，其综合性能更为优 异。
[0007] 本发明还提供了一种娃酸盐绿色巧光粉的制备方法，包括W下步骤： 阳00引 （a)按照化学通式化zAz2yxAlyLiyEUxSiO冲元素的摩尔比称取含有Sr、Si、Al、A、 Li、化元素的氧化物或碳酸盐，混合，研磨，得混合物，所述化学通式中A为Ba、Ca中至少一 种，且 0<x《0.l，0<y《0. 025,0. 5《Z《1 ;
[0009] (b)在混合物中加入占所述混合物总质量0. 5-5%的催化剂，在还原气氛条件下 升溫至1250-1450,保溫l-3h，自然降至室溫，得巧光粉粗品；
[0010] (C)将所述巧光粉粗品研磨、稀醇洗涂、干燥，即得娃酸盐绿色巧光粉。 1] 本发明提供的制备方法中步骤化）所述的催化剂为是H3BO3、LiF、畑典1、NaF或A 元素的氣化物中的一种或两种W上任意比例的混合物。
[0012] 本发明提供的制备方法中步骤化）所述的升溫溫度优选为1300-1400°c，保溫时 间优选化；优选1380°C保溫化，在此反应条件下，所得巧光粉的相对发光亮度更高。
[0013] 本发明提供的制备方法中步骤化）所述的还原气氛是指成、&混合气体形成的还 原气氛；优选地，成和H2的体积比范围为3-9:1。
[0014] 本发明提供的制备方法中步骤化）所述升溫的升溫速率为5-10°C/min。
[0015] 本发明提供的制备方法中步骤（C)所述研磨至〇5。为8-12ym。
[0016] 本发明提供的制备方法中步骤（C)所述稀醇是指质量百分比浓度为5% -20%的 乙醇水溶液。
[0017] 本发明提供的制备方法中步骤（C)所述干燥的溫度为40-80°C，干燥时间2-化。
[0018] 本发明制备的所述娃酸盐绿色巧光粉能够在蓝光或近紫外光激发下可稳定地发 射出514-540nm的绿光，而且光转换效率高，发光相对亮度强，能够被L邸所利用，并在照明 或显示系统中得到应用。
[0019] 本发明通过选择特定的原料和配方比例，在还原气氛下和特定的溫度条件下采用 高溫固相法一步合成了能在蓝光或近紫外波段有效激发并发射出绿光的巧光材料；特别是 通过在基质中引入了特定比例的金属离子Li\Al3+和稀±离子化2+，采用了特定的合成溫 度，使最终得到的巧光粉具有较强的相对亮度W及较宽的激发光谱和发射光谱，而且降低 了成本，使制备工艺更易于工业化生产。本发明提供的娃酸盐绿色巧光粉能够在250-460nm 范围（尤其是380皿左右）内具有强的吸收，较YAG:Ce和CN103468251A公开的娃酸盐产品 的激发光谱更宽，它可W和250m-460nm不同波段的忍片相匹配，并有效地发射出峰值波长 位于514nm-540皿的长波可见光，其不但可W应用于蓝光忍片，还可W与紫外光忍片匹配 使用，是一种适合于白光L邸器件应用的新型绿色巧光粉；其制备方法采用了高溫固相法， 但其高溫条件仅为1250-1450°C，远远低于传统反应条件1450-1800°C。可见，本发明提供 的巧光粉与现有娃酸盐巧光粉相比，其具有更高的相对发光亮度、更宽的吸收波谱和发射 波谱，是一种粉体粒度均匀、结晶性能好、发光性能好、平均粒径小的新型绿色发光巧光材 料。其方法与传统制备方法相比，其步骤更为简单易行，其烧结溫度相对较低、更容易操作 控制，对设备要求低，环境友好，适合大规模工业化生产。
[0020] 因此，本发明提供的绿色巧光粉适合于配合其他基色的巧光粉组合得到的白色 L邸器件，也适于在办公室照明系统、工厂照明系统、家居照明系统、道路照明系统、装饰照 明系统、汽车照明系统W及指示器照明系统等领域广泛应用。
【附图说明】
[0021] 图1为实施例4得到的巧光粉的激发光谱，该巧光粉在250-460nm波长范围内都 能被有效激发。
[00巧图2为实施例4得到的巧光粉的发射光谱，谱带处于514-540nm范围，发射峰值波 长可在514-540nm调节。 阳02引图3为实施例4得到的巧光粉的粒度分布SEM图。
【具体实施方式】
[0024] 下面实施例用于进一步详细说明本发明，但不W任何形式限制本发明。 阳〇2引实施例1
[0026] 按照Sri.日Ca〇.47Al。.。。日Li。.。。日E%〇2Si〇4化学通式中元素的摩尔比称取含有Sr、Si、 Al、Ca