一种碱土钠硅酸盐荧光粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及稀土发光材料技术领域，尤其是涉及提高碱土钠硅酸盐荧光粉发光强度和稳定性的方法。
【背景技术】
[0002]白光LED因节能、绿色环保、寿命长及转化速率快等优点而成为新一代照明光源。目前，商业化的白光发光二极管(White Light Emitting D1de)主要采用GaInN芯片发出的蓝光激发黄色YAG:Ce荧光粉而得到。但YAG荧光粉激发光谱范围(420?490nm)较窄，最大波长只达540nm左右，缺少红光成分，其应用在未来将会受到一定的限制。近年来，以硅酸盐为基质的黄色荧光粉，因其可为近紫外和蓝光所激发，且具有发光亮度高和化学稳定性好等优点，受到人们的广泛关注。2006年，Pardha等成功合成了碱土碱金属Li2SrS14: Eu2+荧光粉(Chem.Mater.，2006，18(22):5267)。该荧光粉具有 400 ?470nm 的激发光谱和500?700nm的发射光谱。其色坐标为(0.3346，0.3401)，与YAG:Ce3+的色坐标(0.3069,0.3592)相比，红光成分明显增多。这一结果表明，采用Li2SrS14:Eu2+荧光粉封装的LED能够有效提高红光发射效率，改善显色指数，在白光LED领域具有广阔的应用前景。然而，目前来说，碱土碱金属硅酸盐荧光粉的发光效率与稳定性仍然较低，需要进一步
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种发光强度和稳定性好的碱土钠硅酸盐荧光粉。
[0004]为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是:
[0005]一种碱土钠硅酸盐荧光粉，化学表达式=Na20.2M! {x/2)0.Si02:xEu 2+，其中，M为碱土金属Ca、Sr、Ba中任意一种，x为0.001?0.1。
[0006]作为优选，该碱土钠硅酸盐荧光粉中的硅源以氮化硅引入，原料通过预热处理，使氮化娃在高温下氧化为氧化娃。
[0007]—种碱土钠硅酸盐荧光粉的制备方法，包括如下步骤:
[0008](I)以碳酸钠、含有M的碳酸盐、氮化硅和氧化铕按化学式Na20.{x/2)0.S12:xEu2+的摩尔比称取所述各原料，其中，M为Ca、Sr、Ba中任意一种，x为0.001?0.1，得到混合物。
[0009](2)将该混合物装入坩祸，在退火炉中400?500°C条件下预热处理3?6小时，后冷却到室温，加入与氮化硅等物质的摩尔量的含氮有机物，研磨混合均匀，得到预处理产物；
[0010](3)将预处理产物充分研磨混合均匀，在高温炉内于还原气氛和900?1150°C条件下烧结3?7小时，后冷却到室温得到所述发光强度和稳定性提高的碱土钠硅酸盐荧光粉。
[0011]进一步的，所述的含有M的碳酸盐为碳酸钙、碳酸锶、碳酸钡中的任意一种。
[0012]进一步的，所述含氮有机物为尿素或三聚氰胺中任意一种，其物质量与所述氮化硅物质的量(摩尔量)比为0.1?1:3。
[0013]进一步，所述还原气氛为氮氢混合气或C0气氛。
[0014]本发明的碱土钠硅酸盐荧光粉，荧光粉的发光强度和热稳定性好。现有技术制备硅酸盐荧光粉，多采用二氧化硅作为硅源，本发明的碱土钠硅酸盐荧光粉的制备方法，有益效果在于以氮化硅作为硅源，通过高温预热处理，氮化硅氧化成二氧化硅，提高了氧化硅的活性，促进了荧光粉的烧结，减少产物中的缺陷，提高了荧光粉的发光强度，含氮有机物中部分氮进入碱土钠硅酸盐基质，提高了荧光粉的热稳定性。
【附图说明】
[0015]图1是本发明提供的实施例1制备的荧光粉体发射光谱对比图，激发波长400nm，曲线1代表实施例1，曲线2代表对比实施例1-1，曲线3代表对比实施例1-2 ;
[0016]图2是本发明提供的实施例1制备的荧光粉体温度淬灭对比图，曲线1代表实施例1，曲线2代表对比实施例1-1，曲线3代表对比实施例1-2。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
[0018]碱土钠硅酸盐荧光粉，按照Na20.2Ca0.99950.Si02:0.0OlEu 2+称取 Na 2C03、CaC03、Si3N4和Eu 203，它们之间的化学计量比(摩尔比)为1:1.999:2/3:0.0005，混合物装入坩祸，在退火炉中400°C条件下预热处理6小时，冷却到室温，加入尿素，其摩尔量与氮化硅摩尔量的比为0.1:3，得到预处理产物，将预处理产物充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩祸中，再放入高温炉中于C0气氛下在1150°C焙烧3小时，后冷却到室温，得到图1中曲线1的碱土钠硅酸盐荧光粉。
[0019]按照Na20.2Ca0.99950.Si02:0.0OlEu 2+称取 Na 2C03、CaC03、Si3N4和 Eu 203,它们之间的化学计量比(摩尔比)为1:1.999:2/3:0.0005，混合物充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩祸中，再放入高温炉中于C0气氛下在1150°C焙烧3小时，后冷却到室温，得到图1中曲线2的对比实施例1-1的碱土钠硅酸盐荧光粉。
[0020]按照Na20.2Ca0.99950.Si02:0.0OlEu 2+称取 Na 2C03、CaC03、Si02^P Eu 203，它们之间的化学计量比(摩尔比)为1:2.999:2:0.0005，混合物充分研磨混合均匀后，放置刚玉i甘祸中，再放入高温炉中于C0气氛下在1150°C焙烧3小时，后冷却到室温，得到图1中曲线3的对比实施例1-2的碱土钠硅酸盐荧光粉。
[0021 ] 实施例1和对比实施例1-2的荧光粉XRD图谱显示产物的d值和相对强度变化趋势一致，而对比实施例1-1显示了很多杂峰，说明以氮化硅作为硅源，并通过预热处理，合成的荧光粉纯度较高(实施例1)。而仅采用氮化硅作为硅源，原料未作预处理，得到的荧光粉纯度不高，含较多杂相(对比实施例1-1)。从图1可以看出，实施例1荧光材料的发光强度是对比实施例1-2的近4倍，说明相比采用二氧化硅作为硅源，制备的碱土钠硅酸盐荧光粉，以氮化硅作为硅源，通过预热处理，能明显提高合成荧光粉的发光强度。从图2可以看出，本实施例1荧光粉的高温热稳定性比对比实施例1-2的高，说明相比采用二氧化硅作为硅源，制备碱土钠硅酸盐的荧光粉体，以氮化硅作为硅源，通过预热处理，能明显的提高合成荧光粉的热稳定性。
[0022]实施例2
[0023]碱土钠硅酸盐荧光粉，按照Na2O CCaa 995O *Si02:0.0lEu 2+称取 Na 2C03、CaCO3、Si3N4和Eu2O3，它们之间的化学计量比(摩尔比)为1:1.99:2/3:0.005，混合物装入坩祸，在退火炉中500°C条件下预热处理3小时，冷却到室温，加入三聚氰胺，其摩尔量与氮化硅摩尔量的比为0.1:3，得到预处理产物，将预处理产物充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩祸中，再放入高温炉中于CO气氛下在900°C焙烧7小时，后冷却到室温，得到所述发光强度和稳定性提高的碱土钠硅酸盐荧光粉。
[0024]按照Na20.2Ca0.9950.Si02:0.0lEu 2+称取 Na 2C03、CaC03、S1jP Eu 203,它们之间的化学计量比(摩尔比)为1:1.99:2:0.005，混合物装入坩祸，在退火炉中500°C条件下预热处理3小时，冷却到室温得到预处理产物，将预处理产物充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩祸中，再放入高温炉中于CO气氛下在900°C焙烧7小时，后冷却到室温，得到所述发光强度和稳定性提高的碱土钠硅酸盐荧光粉(对比实施例2-1)。
[0025]本实施例以氮化硅作为硅源，通过预热处理，合成的荧光粉纯度较高，相比对比实施例2-1采用二氧化硅作为硅源，制备碱土钠硅酸盐荧光粉，其发光强度是后者的近4倍，尚温稳定性明显尚于后者。
[0026]实施例3
[0027]碱土钠硅酸盐荧光粉，按照Na20.2Ca0.950.S12=0.1Eu 2+称取 Na 2C03、CaCO3, Si3N4和Eu2O3，它们之间的化学计量比(摩尔比)为1:1.9:2/3:0.05，混合物装入坩祸，在退火炉中400°C条件下预热处理4小时，冷却到室温，加入尿素，其摩尔量与氮化硅摩尔量的比为0.3:3，得到预处理产物，将预处理产物充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩祸中，再放入高温炉中于5% H2+95% N2(体积比)的氮氢混合气氛下在1000°C焙烧5小时，后冷却到室温，得到所述发光强度和稳定性提高的碱土钠硅酸盐荧光粉。
[0028]按照Na20.2Ca0.950.Si02:0.1Eu 2+称取 Na 2C03、CaC03、S1jP Eu 203，它们之间的化学计量比(摩尔比)为1:1.9:2:0.05，混合物充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩祸中，再放入高温炉中于5% H2+95% N2(体积比)的氮氢混合气氛下在1000°C焙烧5小时，后冷却到室温，得到对比的碱土钠硅酸盐荧光粉(对比实施例3-1)。
[0029]本实施例以氮化硅作为硅源，通过预热处理，合成的荧光粉纯度较高，相比对比实施例3-1采用二氧化硅作为硅源，制备碱土钠硅酸盐荧光粉，其发光强度是后者的近4倍，尚温稳定性明显尚于后者。
[0030]实施例4
[0031]碱土钠硅酸盐荧光粉，按照Na20.2Sr0.99950.S12 = 0.0OlEu 2+称取 Na 2C03、SrCO3,Si3N4和Eu 203，它们之间的化学计量比(摩尔比)为1:1.999:2/3:0.0005，混合物装入坩祸，在退火炉中500°C条件下预热处理3小时，冷却到室温，加入尿素，其摩尔量与氮化硅摩尔量的比为0.5:3，得到预处理产物，将预处理产物充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩祸中，再放入高温炉中于CO气氛下在1150°C焙烧3小时，后冷却到室温，得到所述发光强度和稳定性提尚的喊土纳娃酸盐焚光粉。
[0032]按照Na20.2Sr0.99950.Si02:0.0OlEu 2+称取 Na 2C03、