基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉及其制备方法

专利名称：基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于照明与显示技术的长余辉荧光粉，特别是一种可被 阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉及其制备方法。
背景技术：
目前,可被阴极射线激发的长余辉荧光粉大多数以橙红色为主,而能够产 生绿色余辉的该类荧光粉比较少，且抗高温辐照特性较差。不能满足该技术 领域的需求。

发明内容
本发明的目的是为了提出一种基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光 粉及其制备方法，该蓝绿色长余辉荧光粉具有较高的抗高温辐照性质，适用 于照明与显示技术，特别军事雷达示波器的显示屏上。
本发明基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉，是化学式为
(Ba^Eux)2Si04 - ySi3N4 - zBaC03的以稀土二价铕离子激活的氮氧化物，式 中，0.0010.05; 0.01 <y￡ 2; 0.01 ￡z￡ 10。
其式中x、 y、 z值为x二0.01， y=l， 2 = 4时，该材料性能最佳。当被 阴极射线管激发而撤掉激发光源后具有最强的初始衰减强度和最长的衰减时 间，其余辉的发射位置为505nm。
本发明基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉的制备方法，包括以 下步骤
a.按权利要求1所述化学式中(Ba^Ei02Si04的各元素的摩尔比称取碳 酸钡、二氧化硅、氧化铕，研磨混匀后，放入到管式炉中，在还原气氛下培烧，培烧温度为1200 °C-1300 °C，培烧时间为3-4小时，培烧后自然冷却获 得中间化合物硅酸钡(Ba^EO2Si04;
b.再按权利要求1所述化学式(Ba!.xEux)2Si04 - ySi3N4 - zBaC03中 (Bai-xEux)2Si04 、 Si3N4和BaC03的摩尔比称取步骤a所获得的硅酸钡和碳 酸钡、氮化硅，研磨混匀后，放入到管式炉中，在还原气氛下培烧，培烧温 度为1300 °C-1500 °C，培烧时间为3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色 为绿色的在阴极射线管激发下发射蓝绿色的长余辉荧光粉。
本发明涉及的长余辉荧光粉为发射峰为490nm 505nm的蓝绿色荧光 粉，该种荧光粉可有效的满足目前基于阴极射线管激发的蓝绿色荧光粉的市 场需求，且本发明长余辉荧光粉具有较好的抗高温辐照性能。


图1是实施例6所制备的长余辉荧光粉的余辉发射光谱图； 图2是实施例6所制备的长余辉荧光粉的余辉衰减曲线图。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明内容作进一步详细描述。
本发明基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉，是化学式为 (Bai—xEux)2Si04 - ySi3N4 - zBaC03的以稀土二价铕离子激活的氮氧化物，式 中，0.0010.05; 0.01 <y<2; 0.01 <z< 10。
以下是对不同x、 y、 z值情况下的材料制备。
实施例1
x=0.001， y=0.01， z=0.01时，
按化学计量比称取3.0gBaCO3， 0.4572gSiOjQ 0.02702gEu2O3，将称取
的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在5%]^2+95%112还原气氛条件下，在120(TC-13(XrC培烧3-4小时冷却后取出 研磨得(Bao.999Euo.o(H)2Si04粉末，再称取该荧光粉2g， 0.0077gSi3N4和0.0215gBaC03与上述所得的Ba2Si04:Ei^+—起研磨混匀，按照上述的实验条件在 130(TC-150(TC培烧3-4小时，自然冷却，取出后研碎即得体色为绿色的蓝绿 光发射荧光粉。其余辉为490nm的蓝绿光。 实施例2
x=0.01， y=l， z=0.5时，
按化学计量比称取3.0gBaCO3， 0.4613gSiO^n 0.02702gEu2O3，将称取 的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在112和N2还原气氛条件下，在120(TC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Ba。.99Eu謹)2Si04粉末，再称取该荧光粉2.0g,0.7644gSi3N4和0.5377g BaC03 充分研细混匀，按照上述的实验条件在130(TC-150(TC培烧3-4小时，自然冷 却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉光谱如图1光谱a 所示，发射490nm的蓝绿光。
实施例3
x=0.01， y=l， z=l时，
按化学计量比称取3.0gBaCO3， 0.4613gSiOjQ 0.02702gEu2O3,将称取 的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在H2和N2还原气氛条件下，在120(TC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Ba,Eu謹)2Si04粉末，再称取该荧光粉2.0g，0.7644gSi3N4和1.0753g BaC03 充分研细混匀，按照上述的实验条件在1300。C-150(TC培烧3-4小时，自然冷 却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为492nm的蓝绿光。
实施例4
x=0.01， y=l， z二2时，
按化学计量比称取3.0gBaCO3， 0.4613gSiO^n 0.02702gEu2O3，将称取
的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在H2和N2还原气氛条件下，在120(TC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Bao.99Euo.(n)2Si04粉末，再称取该荧光粉2.0g,0.7644gSi3N4和2.1506g BaC03 充分研细混匀，按照上述的实验条件在130(TC-150(TC培烧3-4小时，自然冷 却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为495nm的蓝绿光。 实施例5
x=0.01， "1， z=3时，
按化学计量比称取3.0gBaCO3， 0.4613gSiO^n 0.02702gEu2O3，将称取 的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在H2和N2还原气氛条件下，在120(TC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Bao.99Eu謹)2Si04粉末，再称取该荧光粉1.5g,0.5733gSi3N4和2.4195g BaC03 充分研细混匀，按照上述的实验条件在130(TC-15(XrC培烧3-4小时，自然冷 却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。
实施例6
x=0.01， y=l， z二4日寸，
按化学计量比称取3.0gBaCO3， 0.4613gSiOjP 0.02702gEu2O3，将称取 的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在H2和N2还原气氛条件下，在120(TC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Bao.99Eu謹)2Si04粉末，再称取该荧光粉1.0g,0.3822gSi3N4和2.1507g BaC03 充分研细混匀，按照上述的实验条件在130(TC-150(TC培烧3-4小时，自然冷 却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉光谱如图1光谱b 所示,发射505nm的蓝绿光；余辉衰减曲线如图2所示。其余辉为505nm的 蓝绿光，该成分下，其余辉特性最佳。
实施例7
x=0.01， y=0.1， z二2日寸，
按化学计量比称取3.0gBaCO3， 0.4613gSiO2和0.02702gEu203，将称取
的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在H2和N2还原气氛条件下，在120(TC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Ba,Eu謹)2Si04粉末，再称取该荧光粉1.5g,0.0573gSi3N4和L6130g BaC03 充分研细混匀，按照上述的实验条件在130(TC-150(TC培烧3-4小时，自然冷 却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。 实施例8
x=0.01， y=0.2， z:2时，
按化学计量比称取3.0gBaCO3， 0.4613gSiO^n 0.02702gEu2O3，将称取 的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在Eb和N2还原气氛条件下，在120(TC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Ba,Eu謹)2Si04粉末，再称取该荧光粉1.5g,0.1147gSi3N4和1.6130g BaC03 充分研细混匀，按照上述的实验条件在130CrC-150(TC培烧3-4小时，自然冷 却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。
实施例9
x=0.01， y=0.3， z:2时，
按化学计量比称取3.0g BaC03， (X4613g SiC^和0.02702g Eu203，将称取 的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在H2和N2还原气氛条件下，在120(TC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Ba。.99Euo.cn)2Si04粉末，再称取该荧光粉1.5g，0.1720gSi3N^n L6130g BaC03 充分研细混匀，按照上述的实验条件在130(TC-150(TC培烧3-4小时，自然冷 却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。
实施例10
x=0.01， y=0.5， z:2时，
按化学计量比称取3.0gBaCO3， 0.4613gSiO2和0.02702gEu203，将称取
的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在H2和N2还原气氛条件下，在120(TC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨得(Bao.99Eu謹)2Si04粉末，再称取该荧光粉1.5g,0.2867gSi3N4和1.6130g BaC03 充分研细混匀，按照上述的实验条件在130(TC-150(TC培烧3-4小时，自然冷 却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。 实施例11
x=0.01， y=0.75， z二2时，
按化学计量比称取3.0g BaC03， 0.4613g Si02和0.02702g Eu203，将称取 的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在H2和N2还原气氛条件下，在1200。C-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Ba,Eu謹)2SiCU粉末，再称取该荧光粉1.362g,0.3904gSi3N4禾口 1.4645g BaC03充分研细混匀，按照上述的实验条件在130(rC-150(TC培烧3-4小时， 自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的 蓝绿光。
实施例12
x=0.003， y=l， z二2时，
按化学计量比称取3.0g BaC03， 0.4581gSiO^P 0.0080gEu2O3，将称取
的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在H2和N2还原气氛条件下，在120(TC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Bao.997Euo扁)2Si04粉末，再称取该荧光粉1.3g,0.4971gSi3N4禾P 1.3987g BaC03充分研细混匀，按照上述的实验条件在130(TC-150(TC培烧3-4小时， 自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的 蓝绿光。
实施例13
x=0.0045， y=l， z二2时，
按化学计量比称取3.0g BaC03， 0.4588g SiO2和0.0121g Eu203，将称取
的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。在112和N2还原气氛条件下，在1200。C-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Ba,5sEu。細5)2Si04粉末，再称取该荧光粉1.5g，0.5736gSi3N4和L6137g BaC03充分研细混匀，按照上述的实验条件在130(TC-150(TC培烧3-4小时， 自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的 蓝绿光。
实施例14
x=0.006， y=l， z二2时，
按化学计量比称取3.0g BaC03， 0.4595g SiO2和0.0162g Eu203，将称取 的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在H2和N2还原气氛条件下，在120(TC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Ba,4Eu謹6)2Si04粉末，再称取该荧光粉1.5g,0.5735gSi3N4和L6135g BaC03充分研细混匀，按照上述的实验条件在130(TC-150(TC培烧3-4小时， 自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的 蓝绿光。
实施例15
x=0.0075， y=l， z二2时，
按化学计量比称取3.0g BaC03， 0.4602g Si02和0.0202g Eu203，将称取 的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在Kb和N2还原气氛条件下，在120(TC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Ba,25Euo.oo75)2Si04粉末，再称取该荧光粉1.5g，0.5734gSi3N4和1.6133g BaC03充分研细混匀，按照上述的实验条件在130(TC-150(TC培烧3-4小时， 自然冷却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的 蓝绿光。
实施例16
x=0.02， y=l， z二2日寸，按化学计量比称取2.5g BaC03， 0.3884g Si02和0.0455g Eu203，将称取 的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在H2和N2还原气氛条件下，在120(TC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Ba,Euo.o2)2Si04粉末，再称取该荧光粉1.5g,0.5729gSi3Njn 1.6117g BaC03 充分研细混匀，按照上述的实验条件在130(TC-150(rC培烧3-4小时，自然冷 却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。
实施例17
x=0.05， y=2， z二4时，
按化学计量比称取2.5g BaC03， (X4006g Si02和0.1173g Eu203，将称取 的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在H2和N2还原气氛条件下，在120(TC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Ba,Eu,)2Si04粉末，再称取该荧光粉1.5g,1.14gSi3N4和3.2gBaC03充分 研细混匀，按照上述的实验条件在130(TC-150(TC培烧3-4小时，自然冷却， 取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。
实施例18
x=0.05， y=l， z^0时，
按化学计量比称取2.5g BaC03， 0.4006g Si02和0.1173g Eu203，将称取 的原料充分研磨混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温管式炉中。 在Eb和N2还原气氛条件下，在120CTC-130(TC培烧3-4小时冷却后取出研磨 得(Ba。.95Eu。.。5)2Si04粉末，再称取该荧光粉1.5g，0.5715gSi3N4和8.039gBaCO3 充分研细混匀，按照上述的实验条件在130(TC-150(TC培烧3-4小时，自然冷 却，取出研碎即得体色为绿色的绿光发射荧光粉。其余辉为505nm的蓝绿光。
10
权利要求
1. 一种基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉，其特征是化学式为(Ba1-xEux)2SiO4-ySi3N4-zBaCO3的以稀土二价铕离子激活的氮氧化物，式中，0.001≤x≤0.05；0.01≤y≤2；0.01≤z≤10。
2. 根据权利要求1所述的基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉， 其特征在于所述化学式中，x = 0.01;y= l;z = 4。
3. —种制备权利要求1所述基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉 的方法，其特征在于包括以下步骤a. 按权利要求1所述化学式中(Ba^Ei02Si04的各元素的摩尔比称取碳 酸钡、二氧化硅、氧化铕，研磨混匀后，放入到管式炉中，在还原气氛下培 烧，培烧温度为1200 °C-1300 °C，培烧时间为3-4小时，培烧后自然冷却获得中间化合物硅酸钡(Ba^EUx)2Si04;b. 再按权利要求1所述化学式(Ba^Eux)2Si04 - ySi3N4 - zBaC03中 (Bai-xEux)2Si04 、 Si3Njn BaC03的摩尔比称取步骤a所获得的硅酸钡和碳 酸钡、氮化硅，研磨混匀后，放入到管式炉中，在还原气氛下培烧，培烧温 度为1300 °C-1500 °C，培烧时间为3-4小时，自然冷却，取出研碎即得体色 为绿色的在阴极射线管激发下发射蓝绿色的长余辉荧光粉。
4. 根据权利要求3所述的制备权利要求1所述基于阴极射线管激发的蓝 绿色长余辉荧光粉的方法，其特征在于所述步骤a、 b培烧的还原气氛为 5%N2+95%H2混合气氛。
全文摘要
本发明涉及一种用于照明与显示技术的长余辉荧光粉，特别是一种基于阴极射线管激发的蓝绿色长余辉荧光粉。它是化学式为(Ba_1-xEu_x)₂SiO₄-ySi₃N₄-zBaCO₃的以稀土二价铕离子激活的氮氧化物，式中，0.001≤x≤0.05；0.01≤y≤2；0.01≤z≤10。本发明涉及的长余辉荧光粉为发射峰为490nm～505nm的蓝绿色荧光粉，该种荧光粉可有效的满足目前基于阴极射线管激发的蓝绿色荧光粉的市场需求，且本发明长余辉荧光粉具有较好的抗高温辐照性能。
文档编号H01J29/20GK101423759SQ20081005154
公开日2009年5月6日 申请日期2008年12月8日 优先权日2008年12月8日
发明者霞 张, 张家骅, 王美媛 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所