化硅和0.07g的氧化铕，其中Eu2+=3 at%，柠檬酸按照与金属离子摩尔比1:1称取。
[0017]采用如下制备步骤:
将2.89g碳酸锶，0.07g氧化铕分别溶解于盛有200ml稀硝酸中得到溶液a，2.33g正硅酸四乙酯溶解于50ml乙醇得到溶液b ;将溶液a和溶液b混合并搅拌均匀得到混合溶液c ;按照与金属离子摩尔比1:1的比例计算并称取所需柠檬酸溶解于溶液c得到混合溶液d ;将1.40g氮化娃通过搅拌和超声分散于溶液d得到悬池液e ;将悬池液e放于磁力加热搅拌器上150°C加热并搅拌4h，蒸干悬浊液中多余的水分，随着水的不断蒸发，溶液首先形成乳白色溶胶并伴有红棕色色气体(硝酸受热分解所得氮的氧化物)，继续加热直至得到黄褐色凝胶；将盛有黄褐色凝胶的烧杯放入马弗炉中200°C保温4h发生燃烧反应，得到蓬松的乳白色固体；将该乳白色固体放入玛瑙研钵研磨粉碎后得到氧化物前驱体；将上述前驱体置入BN坩祸并一起放入中频烧结炉中，在比为5%的Ν 2/H2混合气氛下，1300°C，保温4_6小时热处理，升温速率为10°C /h，随炉自然冷却；最后将合成的发光材料即荧光粉体放入玛瑙研钵进一步研磨粉碎，得到可被近紫外至蓝光有效激发，发射主波长在530nm的绿色SrSi202N2:Eu2+荧光粉。
[0018]实施例3
将如下初始原料:氧化铕，正硅酸四乙酯，氮化硅，碳酸锶，醋酸锰按化学式Sra95EuQ.Q3MnQ.Q2Si202N2的严格比例配料，称取2.81g的碳酸锶、2.33g的正硅酸四乙酯、
1.40g的氮化硅，0.07g的氧化铕和0.10g的醋酸锰，其中Eu2+=3 at%，Mn2+=2at%，柠檬酸按照金属离子摩尔比1:1称取。按照实施例2中所述工艺制备，得到可被近紫外至蓝光有效激发，发射主波长在530nm的绿色Sra95Eua(]3Mna(]2Si202N2荧光粉。
[0019]从图1可以看出，传统工艺与本发明所使用工艺都可以得到与标准卡片JCPDS49-0840相比仅含有少量未知峰的荧光粉。Mn2+离子的共掺对SrSi 20#2的晶格结构没有明显的改变。
[0020]图2展示了实施例1与实施例2的发射光谱，本发明所使用工艺在提高荧光粉的发光强度方面效果显著，其发光强度是传统工艺的1.5倍。
[0021]通过比较图3和图4所示的实施例1和实施例2的SEM照片可以看出，本发明所用的工艺同传统工艺相比使得荧光粉的结晶性增强，形貌明显改善，颗粒表面更加光滑。
[0022]图5展示了实施例2与实施例3的激发和发射光谱，由此可以看出，Mn2+离子作为敏化剂与激活剂Eu2+离子共掺后，通过二者之间的能量传递使荧光粉的发光强度有显著提高，大约是实施例2发光强度的160%，相应的应光量子效率为实施例2的131%。
[0023]图6给出了实施例2和实施例3所得到荧光粉的热稳定性测试结果，由此可以看出Mn2+离子的共掺对荧光粉的热稳定性有显著提升。在150°C下，共掺杂荧光粉依然保持着90%以上的初始发光强度，表明该荧光粉具有优异的热稳定性。
[0024]因此，本发明提供的发光材料即荧光粉，可与发射波长在350 - 450nm的InGaN基的LED芯片有效结合，在白光LED器件中提供高亮度的绿光发射，提高照明器件的效率、显色指数、寿命等性质。
【主权项】
1.一种荧光增强的氧氮化物发光材料，其特征在于:采用化学通式Sr {1 x y)Si202N2:xEu, yMn表示，各参数满足0〈x < 0.1，Ο < y < 0.1 ;组成该化学通式所采用的初始原料为纯度>99.99%的氧化铕，分析纯的正硅酸四乙酯，碳酸锶，醋酸锰，柠檬酸以及氮化硅。2.如权利要求1所述的发光材料，其特征在于:所述氮化硅为采用α含量>95%、氧含量不超过2.0%、比表面积9-13m2/g、平均粒径0.2 μ m的亚微米a -Si3N4。3.如权利要求1所述的发光材料，其特征在于:柠檬酸被用作各反应物离子间的络合剂。4.一种权利要求1所述发光材料的制备方法，其发光材料采用化学通式Sr {1 x y)Si202N2: xEu, yMn表示，各参数满足0〈x彡0.1，0彡y彡0.1 ;组成该化学通式所采用的初始原料为纯度>99.99%的氧化铕，分析纯的正硅酸四乙酯，碳酸锶，醋酸锰，柠檬酸以及氮化硅，其特征在于采用如下制备步骤: (1)称取原料:按所述化学通式的化学计量比计算并称取所需碳酸锶，氧化铕，醋酸锰分别溶解于盛有稀硝酸的容器中得到溶液a，Sr+Eu+Mn的总浓度为0.2M ;所需正硅酸四乙酯按1:20的体积比溶解于乙醇得到溶液b ;将溶液a和溶液b混合并搅拌均匀得到混合溶液c ;按照与金属摩尔比1:1的比例计算并称取所需柠檬酸溶解于溶液c得到混合溶液d ;按化学通式的化学计量比计算并称取所需氮化硅，通过搅拌和超声分散于溶液d得到悬浊液e ； (2)前驱体的制备:将悬池液e放于磁力加热搅拌器上150°C加热并搅拌4h，蒸干悬池液中多余的水分，随着水的不断蒸发，溶液首先形成乳白色溶胶并伴有红棕色气体，继续加热后得到黄褐色凝胶并停止加热；将盛有黄褐色凝胶的容器放入马弗炉中200°C保温4h发生燃烧反应，得到蓬松的乳白色固体；将所得的乳白色蓬松固体用玛瑙研钵研磨粉碎后得到所需前驱体； (3)高温气氛烧结反应:将步骤(2)中所得前驱体装入BN坩祸置于中频烧结炉中，在95%/5%的N2/H2气氛下，1300°C，保温4_6小时热处理，升温速率为10°C /h，合成的发光材料体随炉自然冷却；其中:所用气体流量为60SCCm ; (4)后处理:将步骤(3)中合成的发光材料体放入玛瑙研钵进一步研磨粉碎，得到均匀的所述发光材料成品。5.如权利要求1所述的发光材料，其特征为其能被350- 450nm的近紫外-蓝光有效激发，发出长范围在500 - 580nm的绿光。6.如权利要求1所述的发光材料，其特征为Μη2+离子作为敏化剂与Eu2+离子共同掺杂，使荧光粉的发光强度和量子效率分别提升到原来的160%和131%。7.如权利要求1所述的发光材料，其特征为该发光材料具有很好的热稳定性，其在.150°C下的发光强度衰减不超过10%。8.—种权利要求1所述发光材料的应用，其特征在于该发光材料能与发射波长在.350 - 450nm的InGaN基的LED芯片有效结合，在白光LED器件中提供高亮度的绿光发射。
【专利摘要】本发明公开了一种荧光增强的氧氮化物发光材料及其制备方法，其发光材料采用化学通式Sr(1-x-y)Si2O2N2:xEu,yMn表示，各参数满足0<x≤0.1，0≤y≤0.1；组成该化学通式所采用的初始原料为纯度>99.99%的氧化铕，分析纯的正硅酸四乙酯，碳酸锶，醋酸锰，柠檬酸以及氮化硅；所述氮化硅为采用α含量>95％、氧含量不超过2.0％、比表面积9-13m2/g、平均粒径0.2μm的亚微米α-Si3N4。本发明将溶胶－凝胶的湿化学法工艺应用于氧氮化物荧光粉的合成，使SrSi2O2N2:Eu2+荧光粉在保持优异发光性能的前提下，使反应烧结温度降低了200℃，降低了能耗和成本；采用Mn2+离子作为敏化剂与Eu2+离子共同掺杂使SrSi2O2N2基荧光粉的发光强度和量子效率得到大幅提升；合成的氧氮化物荧光粉的热稳定性显著提高，在150℃下发光强度衰减不超过10%。
【IPC分类】C09K11/79, H01L33/50
【公开号】CN105368451
【申请号】CN201510837862
【发明人】李会利, 刘家庆, 刘泽, 宇文明华, 盛华, 刘潇潇
【申请人】华东师范大学, 北京盛世华光管理咨询有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月26日