专利名称：一种白光led用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法
技术领域：
本发明属于发光材料技术领域，尤其涉及一种白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法。
背景技术：
目前，全球照明总用电量约占全球总用电量的百分之四十，寻求兼具省电和环保概念的新照明光源成为各国政府及科研界亟需解决的问题。与传统的白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯相比，通过半导体发光二极管实现光电转换的白光LED不仅具有发光效率高、寿命长、低能耗以及对环境无污染等特点，还具有亮度高、体积小、响应快、发热少和可靠性高等优点，被公认为是21世纪最具发展潜力和市场前景的高新技术产品之一，可望取代钨丝灯和水银灯成为兼具省电和环保的新照明光源。荧光粉在白光LED技术中起着决定性作用，其性能决定了白光LED的发光光谱、发光效率、显色指数、色温以及使用寿命等关键技术参数。传统LED用荧光粉材料主要包括铝酸盐、硅酸盐和硫化物，但是这些材料在应用过程中均存在一些无法克服的缺陷。铝酸盐体系材料适合应用在高色温的白光LED中，但是其热稳定性较差；硅酸盐体系材料虽然能增加红光区域的发光强度，提高显色指数并降低色温，但是热稳定性仍然是其需要解决的难题之一；硫化物体系材料易潮解，因而导致产品使用过程中受环境影响较大。目前，氮化物 /氧氮化物荧光材料由于具有抗热淬灭、优异的化学稳定性和高量子效率等特征，逐步成为白光LED用荧光粉材料的优选。目前，氮化物/氧氮化物荧光粉的制备仍然采用传统的高温固相法，其反应原理为反应物在高温下通过界面离子的自扩散和互扩散，使原有化学键发生断裂并形成新键， 这种变化向固体原料内部或深度扩散，从而生成新的物质。高温固相法一般采用传统燃气或电炉加热，其原理是热源通过热传导、辐射或对流的方式，使物料由表及里逐步加热到所需温度。这种加热方法所需合成温度高、时间长，且受热不均勻，制得的荧光粉比较容易结块，颗粒的粒径比较大。尤其是当合成氮化物/氧氮化物荧光材料时，由于所使用的氮化物原料具有很强的共价键，扩散系数低，因此需要在较高的合成温度及压力下反应合成，以提高原料的反应活性。这一苛刻的反应条件，需要设计耐高温高压的特殊装置，且合成所需能耗较大，增加了生产成本。另一方面，正是由于使用高温高压的合成条件，使制备的粉体团聚严重，通常还需要进行后处理如粉碎等工艺，而对于硬度高，团聚严重的荧光粉而言，粉碎必然会造成颗粒表面的破坏，导致大量表面缺陷的产生，直接影响发光性能。另外，颗粒大小的分布也不均勻，使得粉体的堆积密度小，散射系数增大而降低了发光效率。为了降低合成温度，公开号为CN101818063A的中国发明专利申请《制备硅基氧氮化物荧光粉的方法》公开了一种二次加热的方法制备得到了硅基氧氮化物荧光粉，降低了合成温度，从而减少了生产成本、降低粉体团聚程度。但是该方法为二次加热，工艺较复杂。此外，国内外一些文献也报道了采用软化学方法，例如溶胶 凝胶法、均相沉淀法、低温燃烧合成法、水热合成法等方法合成白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉，虽然此类方法具有合成温度低、反应较均勻、制备粉体的粒径较小等优点，但是其合成粉体的效率和产量较低，不适合大规模的工业化生产需要。微波加热是通过物料与微波电场或磁场的耦合，将微波能转变为热能的一种加热方法，具有加热速度快、热能利用率高、环保等优点。目前，已有文献报道了微波加热法在一些荧光粉体系中的应用，例如申请号为200810120381. 1的中国专利申请公开了用高温微波法制备PDP用蓝色荧光粉的方法，申请号为201010030805. 2的中国专利申请公开了用微波法制备硅酸盐黄色荧光粉的方法，申请号为200910100430. χ的中国专利申请公开了用微波法制备稀土磷酸盐绿色荧光粉的方法，公开号为CN1702143A的中国专利申请公开了用微波法制备硫化物荧光粉的方法，公开号为US2003/0230740A1的美国专利申请公开了用微波法制备硼酸盐荧光粉的方法，公开号为KR2005088793A的韩国专利申请公开了用微波法制备真空紫外激发的绿色荧光粉。但是，对于氮化物/氧氮化物荧光粉，由于受到高温高压的合成条件限制，目前仍然采用传统的高温气压合成法，还没有使用微波加热法制备的相关报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法存在的不足，提供一种白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，该方法能够降低氮化物/氧氮化物荧光粉的合成温度以及合成压力，得到具有粒径细、粒度分布范围窄、结晶性好、形貌规整等优点的氮化物/氧氮化物荧光粉。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，具体为按照所述氮化物/氧氮化物荧光粉化学式中各元素的化学计量比称取原料，充分混勻后装入由透波材料制成的匣钵内，然后将匣钵放入专业微波炉内，在一定气体氛围下，通过调整微波功率控制升温速率，加热至合成温度，最后经冷却，简单研磨，得到白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉。原料可以是所述氮化物/氧氮化物荧光粉化学式中相应元素的单质、氮化物、氧化物、氟化物、氯化物、溴化物或者磷酸盐，也可以是含有所需原料元素的前躯体。原料可以进行预热处理，也可以一次性快速加热到所需温度。氮化物/氧氮化物荧光粉包括但不限于化学式为M alpha Si12^ (m+n)Alm+n0nN16 n:xR> M2Si5N8:xR> MSi2O2N2:xR> beta Si6 ,AlzOzN8 z:xR、MAlSiN3:xR> MAlSi4N7:xR> MYSi4N7:xR等体系的氮化物/氧氮化物荧光粉。其中，稀土元素R可以选自Eu、Ce、Tb、Sm、 Pr、Dy、Yb、Tm、Nd、Gd元素中的一种元素或者两种以上元素的混合。稀土元素R的来源包括但不限于稀土氧化物、稀土氟化物、稀土氯化物、稀土溴化物、稀土硝酸盐、稀土氮化物、 稀土金属中的一种或者两种以上的混合物。专业微波炉选自网带式微波炉/窑、推板式微波炉/窑、辊道式微波炉/窑、梭式微波炉/窑、箱式微波炉/窑及钟罩式微波炉/窑中的一种。所述的专业微波炉的微波频率为 300MHz 300GHz，优选的频率为 2. 45,5. 8,0. 915,24. 15GHz。匣钵由透波性能好的材料制成，优选由A1203、BN、莫来石等材料中的一种或几种的复合材料制成。专业微波炉的炉腔内气体气氛的创建一般是将装有原料的匣钵放入专业微波炉中后，首先对专业微波炉抽真空处理，然后通入气体至常压或者较高压强，气体包括但不限于N2、H2、NH3、Ar、He、CH4, CO等气体中的一种或者几种的混合气体。向专业微波炉的炉腔内通入气体的流速为0 10L/min，优选流速为0. lL/min 0. 5L/min。对于合成某些纯氮化物荧光粉，为避免合成过程中使用在空气中易分解氧化的纯氮化物原料，优选采用相应的氧化物为原料，应用微波结合碳热还原氮化或者气体还原氮化等方法来合成目标产物。在反应过程中，可以在炉腔中充入含氮的气体，如队、NH3等气体，或者是在原料中添加在反应过程中可以分解生成N2和H2的NH4HC03、NH4Cl、NH4NO3^ NH4HSO4, (NH4)2CO3^ NH4HC03、NH4F, NH4Br, NH4I等含氮元素铵盐中的一种或者是两种以上的混合物。以上方法的目的都是为反应过程中氧化物的还原氮化提供氮源，以确保原料的完全还原氮化。合成过程中，如果氮化物/氧氮化物荧光粉化学式中稀土元素R需要还原，其还原可以采用碳粉、有机碳等还原粉体，也可以采用N2/H2、CH4, NH3、CO、H2等一种或者几种的混合还原气氛进行还原。为了使反应充分完全，并提高所制备粉体的结晶性，加热至合成温度后优选进行保温处理，保温时间优选为0. Ih 100h，进一步优选为0. Ih 10h。为了进一步降低合成温度，提高所制备粉体的结晶性，优选在原料中加入各种助溶剂，助溶剂包括但不限于NH4Cl、SrCl2、SrF2、H3BO3以及AlF3等中的一种或者几种的混合。为了提高原料的升温速率，尤其是对于吸波性能不好的原料参与反应时，优选在匣钵外壁加辅热材料，该辅热材料直接与匣钵外壁接触放置，或者与匣钵外壁距离一定间隔放置；对于不与原料发生反应的辅热材料，优选直接将其加入原料中，经过微波加热后， 再应用化学方法和/或物理方法除去合成的氮化物/氧氮化物荧光粉中所含的该辅热材料。辅热材料包括但不限于SiC、铁氧体、Co2O3> CuO、无定形碳、石墨、WO3> MoS2, PbS、 CuFeS2^ffC以及^O2等中的一种或者几种的混合物。应用化学方法去除氮化物/氧氮化物荧光粉中所含的辅热材料可以通过酸性/碱性/有机溶剂处理去除，其中酸性溶剂包括但不限于&S04、HCl、HN03、HFj2CO3等中的一种或者几种的混合，碱性溶剂包括但不限于Na0H、K0H、NH3H2O等中的一种或者几种的混合，有机溶剂包括但不限于乙醇、丙酮、己烷等中的一种或者几种的混合。应用物理方法去除氮化物/氧氮化物荧光粉中所含的辅热材料主要是通过电场、 磁场、重力场等方法来去除。为了增加保温效果，优选将匣钵放入保温装置内，然后进行微波加热。匣钵和保温装置内壁之间填入保温材料。保温装置可以是保温桶、保温盒或保温匣等。保温装置是由透波性能良好的材料制成，优选由ai203、BN、莫来石等材料中的一种或几种的复合材料制成。 同样，在匣钵和保温桶内壁之间填入的保温材料也是透波性能良好的材料，优选为A1203、 BN、莫来石等材料中的一种或几种的复合材料。冷却过程采用随炉冷却至室温，或者采用通过调整微波功率以一定的降温速率冷
却至室温。值得一提的是，本发明的制备方法不仅可以在较高压力的气氛下制备得到白光 LED用氮化物/氧氮化物荧光粉，还可以在常压下制备得到白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉。因此，本发明克服了传统方法中一般需在高压条件下合成的限制。本发明制备方法中的升温速率优选为5 °C /min 200 °C /min,进一步优选为20°C /min 50°C /min。合成温度一般为900°C 3000°C，进一步优选为1000°C 20000C。利用本发明的制备方法得到的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的晶粒尺寸为 0. 1 μ m 20 μ m0当氮化物/氧氮化物荧光粉的化学式为M alpha Si12 (m+n)Alm+n0nN16i:XR，其中M为Ca、Sr、Ba、Lu、Li、Mg、Y等元素中一种或者两种以上的混合物，R为Mn、Ce JinNcUSm、 Eu、Gd、Tb、Dy、Tm、Yb等元素中的一种或者两种以上的混合物，0. 5彡m彡2. 0，1彡η彡1. 8， 0. Imol 15mol %时，应用本发明的制备方法合成荧光粉时所需的合成条件为常压、合成温度1300°C 1550°C，与传统气压合成方法合成荧光粉时所需的合成条件合成温度1750°C，压力0. 5ΜΙ^相比，合成温度降低了 200°C 450°C，并且合成只需在常压下完成。合成的荧光粉的激发波长为200nm 500nm，发射波长为450nm 750nm。当氮化物/氧氮化物荧光粉的化学式为M2Si5N8:xR，其中M为Ca、Sr、Ba、Mg等元素中的一种或者两种以上的混合物，R为Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Tm、Yb等元素中的一种或者两种以上的混合物，0.15mol%时，应用本发明的制备方法合成荧光粉时所需的合成条件为常压、合成温度1300°C 1550°C，与传统气压合成方法合成荧光粉时所需的合成条件合成温度1600°C、压力0. 5MPa相比，合成温度降低了 50°C 300°C，并且合成只需在常压下完成。合成的荧光粉的激发波长为200nm 500nm，发射波长为 500nm 800nm。当氮化物/氧氮化物荧光粉的化学式为MSi2O2N2:XR，其中M为Ca、Sr、Ba、Mg等元素中的一种或两种以上的混合物，R为Mn、Ce JinNcU Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Tm、Yb等元素中的一种或两种以上的混合物，0. Imol%^ χ ( 15mol%时，应用本发明的制备方法合成荧光粉时所需的合成条件为常压、合成温度1300°C 1500°C，与传统气压合成方法合成荧光粉时所需的合成条件合成温度1550°C、0. 5ΜΙ^相比，合成温度降低了 50°C 250°C，并且合成只需在常压下完成。合成的荧光粉的激发波长为200nm 500nm，发射波长为500nm 750nmo当氮化物/氧氮化物荧光粉的化学式为beta Si6 zAlz0zN8i:XR，其中R为Mn、 Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、TmJb等元素中的一种或者两种以上的混合物，0. 3彡ζ彡2. 5 时，用本发明的制备方法合成荧光粉时所需的合成条件为常压、合成温度1650°C 1750°C，与传统气压合成方法合成荧光粉时所需的合成条件合成温度1900°C、IMI^a相比， 合成温度降低了 150°C 250°C，并且合成只需在常压下完成。合成的荧光粉的激发波长为 200nm 500nm,发射波长为 500nm 750nm。当氮化物/氧氮化物荧光粉的化学式为MAlSiN3: xR，其中M为Ca、Sr、Ba、Li、Mg、Y 等元素中的一种或两种以上的混合物，R为Mn、Ce JinNcU Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Tm、Yb等元素中的一种或者两种以上的混合物，0. Imol%^ χ ( 15mol%时，用本发明的制备方法合成荧光粉时所需的合成条件为常压、合成温度1350°C 1550°C，与传统气压合成方法合成荧光粉时所需的合成条件合成温度1600°C、1MI^相比，合成温度降低了 50°C 250°C，并且合成只需在常压下完成。合成的荧光粉的激发波长为200nm 500nm，发射波长为500nm 750nmo
当氮化物/氧氮化物荧光粉的化学式为MAlSi4N7:xR，其中M为Ca、Sr、Ba、Li、Mg、 Y等元素中的一种或者两种以上的混合物，R为Mn、Ce、ft·、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Tm、Yb等元素中的一种或者两种以上的混合物，0. Imol%^ χ ( 15mol%时，应用本发明的制备方法合成荧光粉时所需的合成条件为常压、合成温度1500°C 1700°C，与传统气压合成方法合成荧光粉时所需的合成条件合成温度1750°C、0. 48Mpa相比，合成温度降低了 50°C 250°C，并且合成只需在常压下完成。合成的荧光粉的激发波长为200nm 500nm，发射波长为 500nm 750nmo当氮化物/氧氮化物荧光粉的化学式为MYSi4N7 xR，其中M为Ca、Sr、Ba、Mg等元素中的一种或者两种以上的混合物，R为Mn、Ce JinNcU Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Tm Jb等元素中的一种或者两种以上的混合物，0. Imol%^ χ ( 15mol%时，应用本发明的制备方法合成荧光粉时所需的合成条件为常压、合成温度1300°C 1550°C，与传统气压合成方法合成荧光粉时所需的合成条件合成温度1600°C、0. 5Mpa相比，合成温度降低了 50°C 300°C，并且合成只需在常压下完成。合成的荧光粉的激发波长为200nm 500nm，发射波长为500nm 750nmo利用本发明提供的制备方法得到的氮化物/氧氮化物荧光粉目前多用于白光 LED，但是随着科技的发展，该氮化物/氧氮化物荧光粉的应用并不只限定于白光LED，任何技术改进或者用途变化，只要不脱离本发明的技术实质，均应落在本发明的保护范围之内。与现有技术相比，本发明利用微波法合成白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉，微波与反应物直接耦合，将反应物整体加热，一方面使材料整体内外同时均勻受热，反应物内部温度场分布均勻，温度梯度小；另一方面由于反应物处于微波电磁场中，内部粒子受到电磁场的作用，粒子活性较大，从而促进离子扩散，提高相互碰撞的机率，有利于降低反应温度，缩短反应时间。具体有益效果体现在1、大大降低了合成氮化物/氧氮化物荧光粉所需的温度，降低了能耗，从而大幅度降低了生产成本；2、能够在常压下合成白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉，克服了传统方法中必须在高压条件下合成的限制；3、直接加热合成而不需要保温处理，或者保温时间大大缩短，一方面缩短了生产周期，提高了生产效率；另一方面降低了烧结过程中消耗的气体用量，减少了不必要的污染；4、制备得到的氮化物/氧氮化物荧光粉具有粒径细、结晶性好、粒度分布范围窄、 形貌规整、颗粒分散性好等优点；5、合成的氮化物/氧氮化物荧光粉只需要简单研磨，不需要经过后期的高强度破碎处理；6、制备得到的氮化物/氧氮化物荧光粉的发光特性经优化后，发光效率可以与市售荧光粉的发光效率相当，但生产成本却大大低于市售荧光粉；因此，本发明的制备方法是一种快速、高效、节能、环保、成本低廉又易于实现大规模生产的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法。
图1是白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备工艺流程图；图2是实施例1中1550°C合成alpha SiAlON = Eu2+荧光粉的XRD谱图；图3是实施例1中1550°C合成alpha SiAlON:Eu2+荧光粉的荧光光谱谱图；图4是实施例1中1550°C合成alpha SiA10N:Eu2+荧光粉的粒度分布图；图5是实施例1中1550°C合成alpha SiAlON:Eu2+荧光粉的SEM形貌图。
具体实施例方式以下结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。实施例1 Ca alpha Si12 ο^ΑΙ-ΟΛ^^χΕιι2+荧光粉的合成方法如下以化学式Mval+m/val+Si12 (m+n)Alm+n0nN16 n:xEu2+(其中 M = Ca，m = 2，η = 1，χ = 0. 07)中的化学计量比称取适量Si3N4、A1N、Eu2O3> CaCO3作为原料，然后将原料放在Si3N4 研钵中混合并研磨；将研磨后的原料装入BN匣钵，然后放入微波炉中，并通入N2与吐的混合气体，混合气体中H2的质量百分含量为5% ；通过调整功率，以40°C /min的升温速率，在 0. 3L/min的气体流速下，加热到1550°C，并在常压下保温池；反应完毕后关掉微波源，反应物自然冷却至室温，取出后，经Si3N4研钵简单研磨，得到黄色粉末产物。应用XRD、荧光光谱、粒度分析及扫描电镜来表征制备得到的粉体。物相分析结果见图2，从测试的物相分析结果可知，粉体由单一相的alpha SiAlON组成，且由XRD衍射峰可知，所制备的粉体结晶性较好。荧光光谱谱图见图3，在450nm波长激发下，该荧光粉发射波峰位于590nm的黄色光，与YAG:Ce3+荧光粉比较，增强了红色区域的发光。图4和图 5分别是该粉体的粒度分布及形貌，粒径为3 μ m 5 μ m，具有粉体粒度分布范围窄、形貌规整、颗粒分散性好的特点。此外，在450nm波长激发下，测试的粉体的外部量子效率为43%，粉体经优化后其量子效率可与商业粉的相当。实施例2 10 与实施例1相同，实施例2 10也是Ca alpha Si12^ (m+n)Alm+n0nN16i:xEu2+荧光粉的合成方法，该方法基本与实施例1相同，所不同的是化学式Mval+m/val+Si12 (ffl+n)AlrtOnN16^ nxEu2+中的M、m、n、x值，以及合成温度，保温时间采用不同的值，如下表1所示。表1 实施例2 10合成alpha SiAlON = Eu2荧光粉时的组份含量及工艺条件
权利要求
1.一种白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是按照所述氮化物/ 氧氮化物荧光粉化学式中各元素的化学计量比称取原料，充分混勻后装入由透波材料制成的匣钵内，然后将匣钵放入专业微波炉内，在一定气体氛围下，通过调整微波功率控制升温速率，加热至合成温度，最后经冷却，简单研磨，得到白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉。
2.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的原料是氮化物/氧氮化物荧光粉化学式中相应元素的单质、氮化物、氧化物、氟化物、氯化物、溴化物、磷酸盐中的一种，或者是含有所需原料元素的前躯体。
3.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是 所述的氮化物/氧氮化物荧光粉是体系化学式为M alpha Si12 (m+n)Alm+n0nN16i:XR、 M2Si5N8 XR^MSi2O2N2 xR,beta SiAlON: xR,MAlSiN3 xR>MAlSi4N7 xR,MYSi4N7 xR 的氮化物 /氧氮化物荧光粉，其中稀土元素R选自Eu、Ce、Tb、Sm、Pr、Dy、Yb, Tm、Nd、Gd元素中的一种元素或者两种以上元素的混合。
4.根据权利要求3所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是 所述的稀土元素R来自稀土氧化物、稀土氟化物、稀土氯化物、稀土溴化物、稀土硝酸盐、稀土氮化物、稀土金属中的一种或者两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是 所述的专业微波炉选自网带式微波炉/窑、推板式微波炉/窑、辊道式微波炉/窑、梭式微波炉/窑、箱式微波炉/窑及钟罩式微波炉/窑中的一种。
6.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是 所述的专业微波炉的微波频率为300MHz 300GHz。
7.根据权利要求6所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是 所述的专业微波炉的微波频率为2. 45GHz,5. 8GHz、0. 915GHz或者24. 15GHz。
8.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是 所述的匣钵由A1203、BN、莫来石材料中的一种或者几种的复合材料制成。
9.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是 所述的气体包括N2、H2、NH3> Ar、He、CH4, CO气体中的一种或者几种的混合气体。
10.根据权利要求1或9所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的气体进入专业微波炉的炉腔内的气体流速为0. lL/min lOL/min。
11.根据权利要求10所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的气体流速为0. lL/min 0. 5L/min。
12.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的原料中添加 NH4HC03、NH4Cl、NH4N03、NH4HSO4, (NH4) 2C03、NH4HCO3> NH4F, NH4Br, NH4I 铵盐中的一种或者是两种以上的混合物，用于在反应过程中分解生成队和H2,为反应提供 N2源和H2源。
13.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的原料中添加助溶剂，所述的助溶剂包括NH4Cl、SrCl2、SrF2、H3B03以及AlF3中的一种或者几种的混合物。
14.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是在专业微波炉内加热之前，所述的原料进行预热处理。
15.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的匣钵外壁设有辅热材料。
16.根据权利要求15所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的辅热材料包括SiC、铁氧体、Co203、Cu0、无定形碳、石墨、W03、MoS2、PbS、CuFeS2、WC 以及^O2中的一种或者几种的混合物。
17.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的匣钵首先放入由透波性能良好的材料制成的保温装置内，匣钵和保温装置内壁之间填入保温材料，然后进行微波加热。
18.根据权利要求17所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的保温装置由Α1Α、ΒΝ、莫来石材料中的一种或几种的复合材料制成。
19.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的冷却过程是随炉冷却至室温，或者是通过调整微波功率以一定的降温速率冷却至室温。
20.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是加热至合成温度后进行保温处理，保温时间为0. Ih 100h。
21.根据权利要求20所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的保温时间为0. Ih 10h。
22.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的升温速率为5°C /min 200°C /min。
23.根据权利要求22所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的升温速率为20°C /min 50°C /min。
24.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的合成温度为900°C 3000°C。
25.根据权利要求1所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是所述的氮化物/氧氮化物荧光粉的晶粒尺寸为0. 1 μ m 20 μ m。
26.根据权利要求3所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是当氮化物/氧氮化物荧光粉的化学式为M alpha Si12^ (m+n)Alm+n0nK6i: xR，其中M为 Ca、Sr、Ba、Lu、Li、Mg、Y等元素中一种或者两种以上的混合物，0. 5彡m彡2. 0，1彡η彡1. 8， 0. Imol%^ χ 彡 15mol%时，合成温度为 1300°C 1550°C。
27.根据权利要求3所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是当氮化物/氧氮化物荧光粉的化学式为M2Si5N8:XR，其中M为Ca、Sr、Ba、Mg等元素中的一种或者两种以上的混合物，R为Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Tm、Yb元素中的一种或者两种以上的混合物，0. Imol%^ χ彡15mol%时，合成温度为1300°C 1550°C。
28.根据权利要求3所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是当氮化物/氧氮化物荧光粉的化学式为MSi2O2N2: xR，其中M为Ca、Sr、Ba、Mg元素中的一种或两种以上的混合物，0. Imol%^ χ彡15mol%时，合成温度为1300°C 1500°C。
29.根据权利要求3所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是当氮化物/氧氮化物荧光粉的化学式为beta Si6^AlzOzN8I: xR，其中0. 3≤ζ≤2. 5 时，合成温度为1650°C 1750°C。
30.根据权利要求3所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是当氮化物/氧氮化物荧光粉的化学式为MAlSiN3: xR，其中M为Ca、Sr、Ba、Li、Mg、Y元素中的一种或两种以上的混合物，0. Imol%^ χ彡15mol%时，合成温度为1350°C 1550°C。
31.根据权利要求3所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是当氮化物/氧氮化物荧光粉的化学式为MAlSi4N7:xR，其中M为Ca、Sr、Ba、Li、Mg、Y 元素中的一种或者两种以上的混合物，0. Imol χ ^ 15m0l%时，合成温度为1500°C 1700 "C。
32.根据权利要求3所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是当氮化物/氧氮化物荧光粉的化学式为MYSi4N7: xR，其中M为Ca、Sr、Ba、Mg等元素的一种或者两种以上的混合物，合成温度为1300°C 1550°C。
33.根据权利要求27至32中任一权利要求所述的白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，其特征是合成在常压下完成，合成的荧光粉的激发波长为200nm 500nm， 发射波长为450nm 800nm。
全文摘要
本发明公开了一种白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉的制备方法，按照氮化物/氧氮化物荧光粉化学式中各元素的化学计量比称取原料，充分混匀后装入由透波材料制成的匣钵内，将匣钵放入专业微波炉，在一定气体氛围下，通过调整微波功率控制升温速率，加热至合成温度，最后经冷却、简单研磨，得到白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉。与现有技术相比，本发明的优点为降低了合成温度，缩短了生产周期，从而大幅度降低生产成本；同时，可在常压下合成白光LED用氮化物/氧氮化物荧光粉，克服了传统方法中通常需要在高压条件下合成的限制；制备的氮化物/氧氮化物荧光粉具有结晶性好、粒径细、粒度分布范围窄、颗粒分散性好、形貌规整等优点。
文档编号C09K11/64GK102260500SQ20111015268
公开日2011年11月30日 申请日期2011年6月8日 优先权日2011年6月8日
发明者刘丽红, 周小兵, 黄庆 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所