绿色荧光粉及其合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及巧光粉，具体的说是一种β-SiAlON:化2+绿色巧光粉及其合成方法。
【背景技术】
[0002] 20世纪90年代W来，LED技术的长足发展，使其白光LED、L邸背光等领域的应用 越来越深入和广泛。
[0003] 白光L邸相对于传统照明技术具有低能耗、高效率、无污染、寿命长等优点，在民 用照明方面前途乐观。L邸照明技术中，巧光粉是其关键技术和原材料之一。目前白光LED 常用的绿色巧光粉主要为硫化物基巧光粉（例如化S:化，A1、SrGa2S4:Eu2+)，运类巧光粉因 其普遍发光效率低、化学稳定性差、易潮解，并会产生对人体和环境有害的硫化物气体等问 题而使其应用受到限制。
[0004] 在L邸背光领域，目前的市场主流趋势仍为巧光粉加忍片的背光源方式，其所用 绿色巧光粉主要为宽谱带的侣酸盐体系（YAG体系、LuAG体系）及窄谱带的娃酸盐体系。 YAG侣酸盐体系主要为黄绿粉，其光谱的半峰宽在106nm左右，色纯度较低，很难达到NTSC 标准值的要求；LuAG侣酸盐体系，同样亮度较高，半峰宽较宽（FWHM= 106nm)，色彩饱和度 低，其颗粒密度较大，混胶配粉时容易出现沉降分层的现象，影响出光均匀性，并且原料成 本较高。而娃酸盐体系虽然半峰宽较窄，为65nm左右，但该体系本身具有极高的热衰减和 湿气衰减，仅适合于一些低端的显示产品。因此，研究新的基质稳定且合成条件简单的适合 白光LED、L邸背光显示用绿色巧光粉就显得尤为必要。
[0005] 近年来，稀±渗杂的新型氧氮化物、氮化物体系光转换材料W其良好的稳定性和 可靠性引起了研究者的广泛关注。稀±渗杂的Sialon有独特的光谱学性能，具有优异的光 转换效率，是一种具有良好应用前景的LED光转换材料，因而受到了研究者的广泛关注和 研究。
[0006] 2005 年化otoHirosaki等人在"AP化IEDPHYSICSLETT邸S"上发表的 文章《Characterizationandpropertiesofgreen-emittingβ-SiAlON:Eu^^po wderphosphorsforwhiteli曲t-emittingdiodes》义用传统高溫固相法合成 e-SiA10N:Eu2+巧光粉，工艺简单，其实验样品颗粒长度为4μπι，颗粒直径仅为0. 5μπι; 2014 年HimYang等人在"J.AM.Ceram.Soc"杂志上发表的《Eu-DopedP-SiAlON Phosphors:Template-AssistantLowTemperaturesynthesis,DualBandEmission,and 化曲-ThermalSt油ility》通过低溫固相合成得到实验样品，其细粉颗粒多，成型颗粒 少，最粗的颗粒直径仅为0. 7μπι;中国专利CN102701745B通过碳热还原一溶胶凝胶法 制备亚微米结构的β-SiAlON，颗粒直径仅为0. 3~0. 5μπι。欧洲专利ΕΡ2570400Α1和 ΕΡ2662430Α1提供了一种制备0-SiAlON:Eu2+巧光粉的工艺方法，通过热处理、强酸（氨 氣酸加硝酸）酸处理等工艺，获得的最终样品颗粒均匀性差、粒径短、颗粒直径D50 = 5~ 6μm，并且整体工艺复杂，流程长，操作具有一定的危险性，能耗高，生产成本高。
[0007] 由W上的运些文献可W看出，现有0-SiAlON:Eu2+绿色巧光粉固相烧结法中，低 溫烧结获得的产品颗粒直径均小于1μπι，颗粒形貌不均匀，严重影响巧光粉的亮度、光效； 而采用欧洲专利ΕΡ2570400Α1介绍的制备方法，虽然能够获得稍粗颗粒的β-SiA10N:Eu2+ 绿色巧光粉，颗粒直径D50 = 5~6μm，但整体工艺复杂，流程长，操作具有一定的危险性， 能耗高，生产成本高。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是要提供一种形貌规则、尺寸均匀、粒径较粗的β-SiA10N:Eu2+巧 光粉，同时还要提供操作性好、环境友好的巧光粉的有效合成方法。
[0009] 本发明为实现W上目的所采用的技术方案如下：
[0010] 本发明提供了一种β-SiA10N:Eu2+绿色巧光粉，其化学通式为化,SigAlbOeNd，式中 0. 003《X《0. 030,4. 0 <a< 5. 2,0. 10 <b< 0. 3,0. 04《C< 0. 1,5. 6《d< 7. 2。
[0011] 本发明还提供了一种β-SiA10N:Eu2+绿色巧光粉的制备方法，它包括如下步骤：
[001引 （1)所述巧光粉的化学通式为化xSiaAlbOcNd，式中0.003《X《0.030,4.0 <a < 5. 2,0. 10 <b< 0. 3,0. 04《C< 0. 1,5.6《d< 7. 2 ;
[001引 （2伯气氛保护下，按通式化xSigAlANd中各元素化学计量比分别称取原料，然后 加入助烙剂，得混合物料；
[0014] 所述混合物料中原料占94-99. 9wt%，助烙剂占0.l-6wt%;
[001引所述原料为SisN4、A1N、Al203和化2化，所述SisN4为α-SiΛ和/或β-Si3N4;所 述助烙剂为面化物；
[0016] (3)将混合物料置于球磨混料器中，干混，然后过筛，装入相蜗，然后放入高溫气压 烧结炉中，抽真空至炉内压力低于10化，然后充入成，至炉内压力为0. 75~0. 85MPa，然后 加热升溫；
[0017] 所述加热升溫过程分为两个阶段，具体为：
[001引 阶段一：室溫~Τ1，Τ1为1400~1600°C，5°C/min<升溫速率《10°C/min;在此 升溫阶段，炉内压力随溫度升高而上升至1.OMPa;
[0019]阶段二：T1 ~T2,T2 为 1850°C~2000°C，0°C/min<升溫速率《5°C/min;到达 T2后，在T2溫度下保溫8~12h;此阶段过程中维持炉内1.OMPa的压力不变；
[0020] (4)步骤（3)之后，自然降溫至室溫，所得产物研磨后过筛，然后使用36~38wt% 浓度的盐酸进行酸处理，再水洗至洗涂液pH为6~7,然后加热烘干，即得β-SiA10N:Eu2+ 绿色巧光粉。
[00引]本发明的方法中，步骤似中，所述SisN4优选为α-Si3N4或α-Si3N4和β-Si3N4的混合物，所述a-Si3N4和e-Si3N4的混合物中a-Si3N4比例大于95%。
[0022] 本发明的方法中，步骤（3)优选的方案是：将混合物料置于球磨混料器中，干混 0. 5h，然后过50~100目筛，装入相蜗，然后放入高溫气压烧结炉中，抽真空至炉内压力为 0~10化，然后充入成气至炉内压力为0. 75~0. 85MPa，然后加热升溫；
[0023] 所述加热升溫过程分为两个阶段，具体为：
[0024] 阶段一：室溫~Τ1，Τ1为1400~1600°C，5°C/min<升溫速率《10°C/min;在此 升溫阶段，炉内压力随溫度升高而上升至1.OMPa;
[00巧]阶段二：T1 ~T2,T2 为 1850°C~2000°C，0°C/min<升溫速率《5°C/min;到达 Τ2后，在Τ2溫度下保溫8~12h;此阶段过程中维持炉内1.OMPa的压力不变。
[002引本发明的方法中，所述面化物为Li、化、K、Mg、Ca、Sr、Ba、A1、Ga和Ce中的任意一 种的面化物或任意两种或两种W上的面化物的混合物。
[0027] 优选的方案是，本发明的方法中，所述面化物中所含面素为氣、氯或舰。
[0028] 具体的，所述面化物为下列化合物中的至少一种：LiCl、化C1、KC1、MgClz、化〇2、 SrClz、BaClz、AICI3、GaCls、CeCls、LiF、NaF、KF、MgFz、CaFz、SrFz、BaFz、AIF3、GaFs、CeFs、Lil、 Nal、KI、Mgiz、Calz、Sriz、Balz、A113、Gals、Cels。其中，优选的为：KF、CeFs、Nal、BaFz、SrFz、 化CI2、"F、NaF、AIF3、MgFz、CaFz、GaFs、KI。
[0029] 本发明的方法中，步骤（4)优选的方案是：步骤（3)之后，自然降溫至室溫，所得产 物研磨后过50~100目筛，然后使用36~38wt%浓度的盐酸进行酸处理，再水洗至洗涂液 抑为6~7,然后加热烘干