一种锆铝酸盐红色荧光粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于发光材料技术领域，尤其是涉及一种锆铝酸盐红色荧光粉及其制备方法。
【背景技术】
[0002]依靠LED转换实现白光主要有以下几种方式:
[0003]I)多芯片LED。将RGB三基色LED芯片封装在一起来产生白光。利用RGB三色LED组合构成白光LED的技术是最高效的，避免了荧光粉发光转换过程中斯托克斯位移造成的能量损失，可获得最高的发光效率，同时可分开控制3种不同的光色LED的光强，实现全彩变色的效果。但该方法制成的白光LED的各个光色随驱动电流和温度变化不一致，随时间的衰减速度也不相同，且其散热问题也比较突出，生产成本居高不下。
[0004]2)三基色荧光粉转换LED。三基色荧光粉转换LED可以在较高发光效率的前提下，有效地提升LED的显色性，它具有较高的光视效能和显色指数。三基色白光LED实现的常用方法是，利用紫外光(UV)LED激发一组可被紫外光有效激发的黄、绿、蓝(RGB)三基色荧光粉，其特点为光谱的可见光部分完全由荧光分产生。不过，它存在以下缺点:电光转化效率较低;粉体混合较困难，有待研发高效率的荧光粉;封装材料在紫外光照射下容易老化，寿命较短，存在紫外线泄露的隐患;高效功率型UVLED不易制备。
[0005]3)黄色荧光粉转化LED。目前蓝光GaN芯片+掺杂Ce3+、发黄光的钇铝石榴石(Y3Al5012:Ce3+，YAG)荧光粉是最常见的二基色荧光粉转换LED。作为目前商业上最成熟、最容易实现的白光LED技术，其具有耗能小、体积小、重量轻、结构紧凑等优点而引起了人们的广泛关注。在该装置中，GaN发出的蓝色光激发了 YAG而得到黄色光，未被吸收的蓝光和黄光复合得到白光，因此在蓝光或紫光激发下发黄光的YAG荧光粉是目前使用量最大的一类荧光粉。不过由于黄色荧光粉转化LED的光谱中缺乏红光，所以此类LED的显色性较差，物体在此类光源照射下所呈现的颜色与物体在自然光(太阳光)照射下所呈现的颜色会有一定的偏差。
[0006]当然在黄色荧光粉中适当地添加(橙)红色荧光粉，可以明显提高黄色荧光粉转化白光LED的显色性。
[0007]文南犬(Koichiro Fukuda,Tomoyuki Iwata and Kenjiro Nishiyuki,Chemistryof Materials，Vol.19，Νο.15,3726-3731，2007)报道了一种化学成分为Ca7ZrAl6Oi8的材料并给出其晶体结构为正交晶系空间群Pmn2i，文献(Eun-Hee Kang，Jun-Sang Yoo，Bo-HyeKima?Sung-ffoo Choi and Seong-Hyeon Hong?Cement and Concrete Research，Vol.56，N0.2，106-111,2014)给出Ca7ZrAl6O18的用途为水泥的一种，其用途与本发明申请属于不同的技术领域。
[0008]至今，Ca7ZrAl60is还未见其关于在发光材料方面的公开报道或专利申请。
【发明内容】
[0009]本发明的目的之一是提供一种锆铝酸盐红色荧光粉。
[0010]本发明的另一目的是提供一种锆铝酸盐红色荧光粉的制备方法。
[0011]所述锆铝酸盐红色荧光粉的化学通式如式(I)所示:
[0012]D7-XEuxZrAl6Oi8(I);
[0013]其中，0<x < 3;所述D为Mg、Ca与Sr等中的至少一种，其中Ca是必须的。
[0014]优选的，所述X为0.02?3。
[0015]所述锆铝酸盐红色荧光粉的制备方法如下:
[0016]将D前驱体、Eu前驱体、Zr前驱体与Al前驱体混合，进行高温固相反应，得到化学通式如式(I)所示的荧光粉；
[0017]D7-XEuxZrAl6Oi8(I);
[0018]所述D前驱体、Eu前驱体、Zr前驱体与Al前驱体混合中D、Eu、Zr与Al的摩尔比为(7-X):x: 1:6;0<x < 3;所述D可为Mg、Ca与Sr等中的至少一种，其中Ca是必须的。
[0019]所述D前驱体、Eu前驱体、Zr前驱体与Al前驱体的纯度均不低于99.5%。
[0020]所述D前驱体可选自D的碳酸盐、D的氧化物、D的草酸盐与D的硝酸盐等中的至少一种；
[0021]所述Eu前驱体可选自Eu的碳酸盐、Eu的氧化物、Eu的草酸盐与Eu的硝酸盐等中的至少一种；
[0022]所述Zr前驱体可选自Zr的碳酸盐、Zr的氧化物、Zr的草酸盐与Zr的硝酸盐等中的至少一种；
[0023]所述Al前驱体可选自Al的碳酸盐、Al的氧化物、Al的草酸盐与Al的硝酸盐等中的至少一种；
[0024]所述高温固相反应可采用在压片后，在还原气氛中进行高温烧结。
[0025]所述还原气氛可为氨气或氮氢混合气体;所述高温烧结的温度可为1200?16000C，高温烧结的时间可为5?15h。
[0026]本发明提供了一种锆铝酸盐红色荧光粉及其制备方法。该荧光粉的化学成分为D7-xEuxZrAl60i8;其中，0<x < 3;所述D为Mg、Ca与Sr等中的至少一种，其中Ca是必须的。本发明的优点是，本发明荧光粉具有全新的化学组成，原料价格低廉，合成条件简单，以Eu2+为激活剂，该荧光粉能被紫蓝光激发而发射红光，从而使该荧光粉可将紫蓝光转化为红光。
【附图说明】
[0027]图1为本发明实施例1中得到的荧光粉的X射线衍射图谱；
[0028]图2为本发明实施例1中得到的荧光粉的激发光谱图；
[0029]图3为本发明实施例1中得到的荧光粉的发射光谱图；
[0030]图4为本发明实施例2中得到的荧光粉的激发光谱图；
[0031 ]图5为本发明实施例2中得到的荧光粉的发射光谱图；
[0032]图6为本发明实施例3中得到的荧光粉的激发光谱图；
[0033]图7为本发明实施例3中得到的荧光粉的发射光谱图；
[0034]图8为本发明实施例4中得到的荧光粉的激发光谱图；
[0035]图9为本发明实施例4中得到的荧光粉的发射光谱图；
[0036]图10为本发明实施例5中得到的荧光粉的激发光谱图；
[0037]图11为本发明实施例5中得到的荧光粉的发射光谱图。
【具体实施方式】
[0038]下面将结合实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员可以做出其他实施例。
[0039]本发明提供了一种锆铝酸盐红色荧光粉，该荧光粉的化学通式如式(I)所示:
[0040]D7-XEuxZrAl6Oi8(I);
[0041 ] 其中，0<x < 3，优选为0.02?3，更优选为0.02?0.2，再优选为0.02?0.05，在本发明提供的一些实施例中，所述X优选为0.02;在本发明提供的一些实施例中，所述X优选为
0.05；在本发明提供的一些实施例中，所述X优选为0.2；在本发明提供的一些实施例中，所述X优选为2 ；在本发明提供的另一些实施例中，所述X优选为3 ；所述D为Mg、Ca与Sr等中的至少一种，其中Ca是必须的;在本发明提供的一些实施例中，所述D优选为Ca;在本发明提供的一些实施例中，所述D优选为Ca和Sr;在本发明提供的一些实施例中，所述D优选为Ca和Mg;在本发明提供的另一些实施例中，所述D优选为Ca和Sr与Mg。
[0042]本发明荧光粉原料价格低廉，以Eu2+为激活剂，该荧光粉在紫蓝光激发下发射出红光，从而使该荧光粉可将紫蓝光转化红光，从而应用于黄色荧光粉转化白光LED，并提高其显色性。
[0043]本发明还提供了一种上述荧光粉的制备方法，包括:将D前驱体、Eu前驱体、Zr前驱体与Al前驱体混合，进行高温固相反应，得到荧光粉；
[0044]所述D前驱体、Eu前驱体、Zr前驱体与Al前驱体中D、Eu、Zr与Al的摩尔比为(7-x): X:1:6；0<x < 3;所述D为Mg、Ca与Sr等中的至少一种，其中Ca是必须的。
[0045]其中，所述X和D均同上所述，在此不再赘述。
[0046]所述D前驱体为本领域熟知的包含D的化合物即可，并无特殊的限制，本发明中优选为D的碳酸盐、D的氧化物、D的草酸盐与D的硝酸盐等中的至少一种，更优选为D的碳酸盐；所述Eu前驱体为Eu的碳酸盐、Eu的氧化物、Eu的草酸盐与Eu的硝酸盐等中的至少一种，更优选为Eu的氧化物;所述Zr前驱体为Zr的碳酸盐、Zr的氧化物、Zr的草酸盐与Zr的硝酸盐等中的至少一种，更优选为Zr的氧化物;所述Al前驱体为Al的碳酸盐、Al的氧化物、Al的草酸盐与Al的硝酸盐等中的至少一种，更优选为Al的氧化物