专利名称：Led用黄绿色荧光粉的制备方法
技术领域：
本发明属于发光材料制备技术领域，具体涉及一种LED用黄绿色荧光粉的制备方法。
背景技术：
由于白光LED具有节能、环保、使用寿命长、工作电压低和响应速度快并且基本上能够满足人类对人造光源的所有要求等特点，因而被广泛应用于室内特别是室外(也称户外)照明，户外照明如景观照明、交通指示灯、汽车灯、广告和显示示屏等的背光源，是继荧光灯和HID灯之后的第四代光源。目前，实现白光LED的方法主要有以下三种一是在蓝色芯片上涂敷黄色荧光粉(主要有YAG :Ce)，借助于蓝光和荧光混合成白光；二是把红、绿和蓝三种颜色的芯片组合封装，芯片所发光直接混合成白光；三是借助于近紫外光芯片激发红、绿、蓝三种颜色的荧光粉混合成白光。在这三种方法中，由于后两种方法的电路相对复杂和/或缺乏合适的荧光粉或芯片，因而难以被广泛应用，而第一种方法由于电路结构简单并且成本较为廉价，因而在目前的白光LED照明中占据主导地位。关于LED用黄色荧光粉的制备方法的技术信息在已公开的中外专利文献中不乏见诸，并不限于地如CN1482208A、CNlOl 126024A(高温固相法)；CN1664063A、CN101249978A (溶胶-凝胶法);CN101113333A、CN101012376A (沉淀法)；CN1398817A ( M烧法);CN1052745C(微波法);CN1775904A、CN1597841A(气相法);US6614179B1 (高温固相法)。进而，具有代表性的公开文献如公布号CN101760196推荐的“白光LED用突光粉的合成方法”、CNlO 191438IA提供的“黄色荧光粉及其制备方法”、CNlO 1948693A介绍的“黄色荧光粉的制备方法”、CN101962547A披露的“一种白光LED用黄荧光粉及共制备方法”和CN102234511A揭示的“一种白光LED用黄色荧光粉的制备方法”，等等。LED用黄绿色荧光粉的制备方法的典型的文献介绍如中国专利申请公布号CN102352242A公布的“一种黄绿色荧光粉材料及制备方法”、公开号CN1927996A介绍的“一种荧光粉材料及其制备方法和白光LED电光源”、CN1919854A给出的“化合物、包含它的荧光粉组合物及发光装置”和CN101824321A揭示的“一种基于蓝光激发的白光LED用荧光粉及其制备方法”，等等。不论是LED用黄色荧光粉，还是LED用黄绿色荧光粉，彼此的制备方法是基本雷同的，即包括的步骤依次为；配料、混料、烧成(烧结)、破碎(习惯称为粉碎或球磨)、清洗、烘干和过筛，得到LED用黄色或黄绿色荧光粉。如业界所知，红光-可见光的上转换材料根据 基质的组成可分为三类；一为含卤素化合物；二为硫化物以及氧化物；三为激活剂(主要为稀土元素)。基质的选择取决于声子能量，通常情况下，基质的声子能量越大，稀土离子发生无辐射的弛豫(也称迁跃)就越强，上转换率就越低，因此在制备发光材料时选择具有较低的声子截止能量的物质便可获得较高的上转换发光效率(具体可以参见“中国稀土学报”第21卷第2期P123-126)。荧光粉的基质材料主要有以Al2O3为代表的铝酸盐荧光粉；以B2O3为代表的硼酸盐荧光粉；以及以SiO2为 代表的硅酸盐荧光粉，然而最常用的是以Al2O3为代表的铝酸盐荧光粉。已有技术中的LED用黄绿色荧光粉的制备方法存在以下两个方面的通弊其一，由于对由市售渠道获得的基质材料(A1203、Lu203和Ga2O3)、激活剂(CeO2)和助熔剂H3BO3缺乏前置处理措施，因而难以择用相对接近的粒径规格制备所需的荧光粉、发光强度和发光性能差。因为LED用黄绿色荧光粉的生产厂商从市售渠道购入的并且由图I所示的作为主要基质材料之一的Al2O3仅仅大致满足D5tl要求(注D5(i也叫中位径或中值粒径，而D5tl用以表示粉体的平均粒度)，更具体地讲，由于Al2O3基质材料中既有粒径为5. 2 μ m左右的氧化招，又有粒径为1-3 μ m的氧化招,还有粒径为9-15 μ m的氧化招，因此粒径分布范围较宽，从而很难择用相对接近的粒径规格制备所需的荧光粉，最终导致在高温固相反应中出现晶格的粒度大小差异大的现象。又因为鉴于稀土激活剂材料如CeO2在整个配方中的加入量相对于基质材料(Al203、Lu203和Ga2O3)而言较少，再加上稀土材料容易受潮吸湿，往往对含水率忽视，即不加以除湿，所以在制成荧光粉的高温固相反应过程中稀土材料量有不足现象出现，导致反应生成的产物晶格有缺陷，从而对荧光粉的发光强度产生一定影响。还因为由于助熔剂在离子扩散并形成具有完整晶格的发光基质的整个过程中起着重要作用，不仅对荧光粉的晶粒分布、发光效率等产生影响，而且对烧结块的硬度产生影响，如果硬度过大，则在后续处理中会破坏晶体形貌，影响荧光粉的发生性能；其二，由于在混料步骤中通常将按重量份数称取的基质材料(Al203、Lu20jPGa203)激活剂(CeO2)和助熔剂(H3BO3)放入旋转容器混合或者放入搅拌轴型搅拌容器中混合，而这各搅拌容器只能作圆周运动，因此只能靠延长混合时间(通常为四十小时左右)获得相对均匀的程度。然而，由于长时间的混合，又由于各种原料均为干式粉末，因此在长时间的运动下，粉体相互摩擦并且发热，使粘性增大，并且在摩擦过程中产生静电，引起团聚现象，这种混料方式得到的混合料由图2所示，该图2为扫描电镜(SEM)图，从图2中可以看出，纵使经过长达四十小时左右的混合，但混合效果依然是不尽人意的，而混合效果欠缺会导致配方中占份额较少的激活材料和助熔材料不能均匀的分散在基质材料的周围，高温固相反应过程中表现为基质材料周围助熔材料分布多一点的晶粒生长较大，反之侧小，基质材料周围激活材料分布多一点的晶格生长完整，反之侧晶格缺陷严重。由于这些弊端，得到的由图3所示的黄色荧光粉体粒度分布均匀性较为欠缺，晶格形貌不一致，最终导致荧光粉的一次特性和二次特性都较差(一次特性吸收光谱、激发光谱、发射光谱、量子效率和发光效率等；二次特性分散性、稳定性和光衰特性)；其三，由图4所示，由于通常对烧成的粉体(习惯称烧成粉料)的粉碎采用球磨，因此在粉体与球磨介质如玛瑙球、玻璃球和/或刚玉球摩擦过程中，大颗粒虽然得以破碎，但小粒径的粉体也随之被磨得更细，于是依据业界公知之理，当粉体粒径小于I μ m以下时几乎不再具备发光的作用，从而导致粉体粒度过宽，失效发光粒子偏多。若是纯粹采用气流破碎，那么尽管晶格遭受破坏的程度显著低于球磨，但是，由于在付诸气流粉碎之前因缺乏对团聚颗粒的解散过程，因而，粉体自身撞击差异较大，致使受力不均匀，于是同样会产生球磨之欠缺；其四，由图5所示，由于在清洗步骤中通常将经过破碎的粉体(干粉)引入带有搅拌器的容器搅拌，待静置澄清后去水，并且反复数次，因而在该过程中客观上难以将超细粉和大颗粒径粉去除，从而致使粒径分布过宽，因为超细粉(粒径< I μ m)不具有发光效能；其五，由于将清洗并且经烘干后的粉体仅通过100-250目筛过筛，即行包装，因而致使黄绿色荧光粉中存在细粒径与大粒径粉共存现象，具体可参见图6。鉴于上述已有技术，有必要加以改进，为此，本申请人作了积极而有益的反复尝试，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的
发明内容
本发明的任务在于提供一种有助于针对性地择用粒径分布相对集中的基质材料而藉以满足制备具有良好的一次特性和二次特性的荧光粉要求、有利于控制激活剂含水率而藉以保障荧光粉有理想的晶格形貌而藉以提高发光强度和热稳定性、有益于改善荧光粉的晶粒分布的均匀性而藉以提高发光效率和有便于增进基质材料、激活剂以及助熔剂三者的混合效果而藉以保障制成的粉体粒度分布均匀、晶格形貌完整以及有善于摒弃失效发光粒子并且得以控制粒子分布范围的LED用黄绿色荧光粉的制备方法。本发明的任务是这样来完成的，一种LED用黄绿色荧光粉的制备方法，该方法包括的步骤依次为配料、混料、烧成、破碎、清洗、烘干和过筛包装，其中，所述的配料为按质量百分数称取基质材料、称取激活剂和称取助熔剂，特征在于在所述的配料步骤之前增设有前置处理步骤，该前置处理步骤包括对所述基质材料筛分、对所述激活剂除湿和对所述助熔剂复配成复合型助熔剂，所述的混料是先将经过除湿的激活剂与复合型助熔剂投入三维运动混合机中混合，并且控制混合时间和控制三维运动混合机的主轴转速，得到预混料，再将预混料与筛分的基质材料共同引入三维运动混合器中混合，并且控制三维运动混合器的混合时间和控制三维运动混合器的主轴转速，得到待烧成料；所述的破碎是将由所述烧成步骤得到的烧成粉料先由振动筛筛选，再由超声波分级筛筛选，而后引入气流粉碎机粉碎，得到待清洗粉体，并且控制气流粉碎机的进气压力和出气压力；所述的清洗是将所述的待清洗粉体引入清洗沉降分级装置中进行清洗并分级，得到分级的待烘干粉料；所述的过筛是将由烘干步骤得到的粉体通过气流分级筛进行成品粒度分级，经包装步骤后，得到LED用黄绿色荧光粉。在本发明的一个具体的实施例中，所述的基质材料筛分是将基质材料采用气流式分级筛筛分成粒径为1-4. 4 μ m、4. 5-6. 5 μ m和6. 6-10的三个等级；所述的对激活剂除湿是将激活剂置入烘箱中烘焙，并且控制烘焙温度和烘焙时间，以及控制激活剂的含水率。在本发明的另一个具体的实施例中，所述的控制三维运动混合机的混合时间是将混合时间控制为3-4h，所述的控制三维运动混合机的主轴转速是将主轴转速控制为8-12r/min ;所述的控制三维运动混合器的混合时间控制为10_20h，所述的控制三维运动混合器的主轴转速是将主轴转速控制为12-18r/min。在本发明的又一个具体的实施例中，所述的基质材料为A1203、Lu2O3和Ga2O3的混合物；所述的激活剂为CeO2 ;所述的复合型助熔剂为H3B03、BaF2、AlF2和SrF2的组合物。在本发明的再一个具体的实施例中，所述的控制烘焙温度是将温度控制为100-120°C，所述的控制烘焙时间是将时间控制为60-240min，所述的控制激活剂的含水率是将含水率控制为O. 05-0. 5%。在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的Al2O3的质量百分数为13-25%，所述的Lu2O3的质量百分数为60-72. 5%，所述的Ga2O3的质量百分数为2_14%，所述的CeO2的质量百分数为O. 3-5. 8% ;所述的由H3BO3、BaF2、AlF2和SrF2构成的组合物的质量百分数为O. 18-7. 18%，其中所述的H3BO3的质量百分数为7_25%，所述的BaF2的质量百分数为25-48%，所述的AlF2的质量百分数为25-41%，所述的SrF2的质量百分数为4_25%。在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的振动筛的目数为200-250目；所述的超声波分级筛的目数为300-500目，所述的气流粉碎机粉碎是将由超声波分级筛筛取的D50粒径为10-20 μ m的粉体粉碎至D5tl粒径为7-8 μ m的粉体，所述的控制气流粉碎机的进气压力和出气压力是将进气压力控制为O. 8-1. 2MPa，将出气压力控制为O. 4-0. 8MPa。在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的清洗沉降分级装置包括一带有搅拌器的搅拌容器；一第一抽取机构、一第二抽取机构和一第三抽取机构，第一抽取机构包括第一定时控制阀、第一抽取泵、第一盛料桶和第一管 路，第一定时控制阀和第一抽取泵依次连接在第一管路的中部，第一管路的一端与搅拌容器的高度方向的上部连接，而第一管路的另一端伸展到第一盛料桶内，其中，第一定时控制阀位于搅拌容器与第一抽取泵之间，第二抽取机构包括第二定时控制阀、第二抽取泵、第二盛料桶和第二管路，第二定时控制阀和第二抽取泵依次连接在第二管路的中部，第二管路的一端与搅拌容器的高度方向的中部连接，而第二管路的另一端伸展到第二盛料桶内，其中，第二定时控制阀位于搅拌容器与第二抽取泵之间，第三抽取机构包括第三定时控制阀、第三抽取泵、第三盛料桶和第三管路，第二定时控制阀和第二抽取泵依次连接在第三管路的中部，第三管路的一端与搅拌容器的高度方向的下部连接，而第三管路的另一端伸展到第三盛料桶内，其中，第三定时控制阀位于搅拌容器与第三抽取泵之间。在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的通过气流分级筛进行成品粒度分级是将所述烘干步骤得到的粉体分筛出粒径分布范围为Dltl = 3-5 μ m、D50 = 7_8 μ m和Dw=10-12 μ m的成品粉体。本发明提供的技术方案由于对基质材料在混料之前进行了筛分，从而可选择粒径分布相对集中的基质材料付诸后续的混料步骤与激活剂及助熔剂共同混合，以满足制备的粉体粒度分布均匀，晶格形貌完整，最终得以使荧光粉具有优异的一次特性和二次特性；由于对激活剂进行了除湿，有效的控制了激活剂含水率从而得以保障荧光粉具有理想的晶格形貌并提高发光效率和热稳定性(光的衰退率)、使制成的荧光粉亮度提高了 5-10%，光的衰退率降低了 10-20% ;由于将助熔剂复配成复合助熔剂，因而可在后续的烧成步骤中降低烧成温度，烧成温度由已有技术中的1550-1650°C降低为1400-1500°C，不仅可以延长烧成炉的使用寿命，而且体现节能，另外可有效控制烧制粉体的硬度，改善了在粉体后处理过程中由于粉体的硬度过大而造成的晶格破坏，增进荧光粉的晶粒分布均匀性，提高了荧光粉的发光效率；由于将激活剂与助熔剂相混合得到的预混料再与基质材料混合，并且采用三维运动混料方式混料，因而可获得理想的混合效果，使制成粉体粒度分布均匀，晶格形貌完整，并且由于摒弃了失效发光粒子并且控制了粒子分布范围，因此充分保障得到的黄绿色荧光粉具有十分理想的一次特性和二次特性。
图I为市售渠道购入的基质材料Al2O3的扫描电镜图。
图2为已有技术中将基质材料、激活剂和助熔剂三者一次性混合后的混合料的扫描电镜图。图3为已有技术中的黄绿色荧光粉的扫描电镜图。图4为已有技术中球磨后得到的荧光屏光粉的粒子分布图。图5为已有技术中清洗后的荧光粉粒子分布图。图6为已有技术中对烘干后的粉体通过100-250目筛过筛后的扫描电镜图。图7为本发明方法对基质材料Al2O3采用气流式分级筛筛分后的扫描电镜图。图8为本发明方法借助于三维运动混合机先将稀土激活剂和助熔剂混合再由三维运动混合器将基质材料参与混合后得到的混合料的扫描电镜图。图9为本发明方法破碎后得到的荧光粉粒子分布图。图10为本发明方法清洗后的荧光粉粒子分布图。图11为本发明方法所用的清洗沉降分级装置示意图。图12为本发明方法对烘干后的粉体进行成品粒度分级得到的黄绿色粉体的扫描电镜图。
具体实施例方式实施例I :请见图7至图12。LED用黄绿色荧光粉的制备方法包括以下步骤配料、混料、烧成、破碎、清洗、烘干和过筛，其中所述的配料为按质量百分数称取基质材料、称取激活剂和称取助熔剂，基质材料为A1203、Lu2O3和Ga2O3的混合物，其中Al2O3 (已经过筛分)的质量百分数为25%，Lu2O3的质量百分数为60%，Ga2O3的质量百分数为2. 2%，激活剂为CeO2，该CeO2的质量百分数为5. 8%，助熔剂为H3BO3、BaF2、AlF2以及SrF2的组合物，即复合型助熔剂，该复合型助熔剂的质量百分数为7%，其中复合型助熔剂中H3BO3的质量百分数为25%，BaF2的质量百分数为46%，AlF2的质量百分数为25%，SrF2的质量百分数为4%。作为本发明提供的技术方案的技术要点，在进入配料之前对前述基质材料的Al2O3，对激活剂CeO2以及对助熔齐_由H3B03、BaF2和AlF2以及SrF2构成的复合型助熔剂进行前置处理，也就是说在配料步骤之前增加前置处理步骤，具体是将Al2O3采用气流式分级筛分筛成粒径为1-4. 4 μ m、
4.5-6. 5μπι和6. 6-10 μ m的三个等级(本实施例选用4. 5-6. 5 μ m等级)，以供制取不同要求的黄色荧光粉时从该三个等级中选取其中一个等级的Al2O3，经气流式分级筛筛分后的Al2O3的粒径均匀程度可由图7示意；将激活剂即CeO2送入烘箱烘焙即除湿，烘箱温度为120°C，烘焙时间为200min，出烘箱得到含水率为O. 2%的激活剂；先将助熔剂即由Η3Β03、BaF2和AlF2以及SrF2混合而成的组合物即复合型助熔剂与激活剂CeO2 —同投入三维运动混合机中混合，三维运动混合机优选而非限于地选用由中国广东省深圳市远大机械有限公司生产的型号为SYH-200型多向运动混合罐，混合时间为3h，该多向运动混合罐的主轴转速为lOr/min，得到预混料，再将预混料与前述的筛分粒径等级为4. 5-6. 5 μ m的基质材料A1203、以及同样作为基质材料的Lu2O3和Ga2O3投入三维运动混合器中混合20h，三维运动混合器的主轴转速控制为15r/min，在本实施例中，所述的三维运动混合器优选而非限于地选用同样由中国广东省深圳市远大机械有限公司生产的型号为SYH-800型多向运动混合罐，得到待烧成料的粒径由图8所示，本实施例中提及的SYH-200型及SYH-800型多向运动混合罐由主轴被动及万向节支持着混料桶在X、Y和Z轴方向作三维运动，混料罐除了自转运动还作公转运动，使混料罐内的物料不时地作扩散流动和剪切运动，极至地加强了物料的混合效果，因混料罐的三维运动，克服已有技术中采用旋转容器或搅拌轴型搅拌容器混合时产生离心力的影响，减少了物料比重偏析，从而保证了混合效果。全面地体现了申请人在技术效果栏中所称的技术效果。将由烧成步骤得到的烧成粉料先引入目数为200目的振动筛即机械振动筛筛选，再由超声波分级筛(也称超声波振动分级筛)筛选，超声波分级筛的目数为500目，使粉体的粒径控制为10-20 μ m,而后引入气流粉碎机粉碎，气流粉碎机优选而非限于地使用由中国江苏省常熟市先锋机械有限公司生产的型号为GTM-400型粉碎机，该气流粉碎机为陶瓷内衬扁平式粉碎机，使粉体的D50粒径控制为7-8 μ m,气流粉碎机的进、 出气压力分别为
O.8MPa和O. 4MPa，由气流粉碎机粉碎后得到待清洗粉体即荧光粉粒子由图9示意。利用由图11的清洗沉降分级装置对由气流粉碎机粉碎后得到的前述待清洗粉体清洗，申请人首先描述清洗沉降分级装置的结构，包括一带有搅拌器11的搅拌容器I;一第一抽取机构2、一第二抽取机构3和一第三抽取机构4，第一抽取机构2包括第一定时控制阀21、第一抽取泵22、第一盛料桶23和第一管路24，第一定时控制阀21和第一抽取泵22依次连接在第一管路24的中部，第一管路24的一端与搅拌容器I的高度方向的上部连接，而第一管路24的另一端伸展到第一盛料桶23内，其中,第一定时控制阀21位于搅拌容器I与第一抽取泵22之间，第二抽取机构3包括第二定时控制阀31、第二抽取泵32、第二盛料桶33和第二管路34，第二定时控制阀31和第二抽取泵32依次连接在第二管路34的中部，第二管路34的一端与搅拌容器I的高度方向的中部连接，而第二管路34的另一端伸展到第二盛料桶33内，其中，第二定时控制阀31位于搅拌容器I与第二抽取泵32之间，第三抽取机构4包括第三定时控制阀41、第三抽取泵42、第三盛料桶43和第三管路44，第二定时控制阀41和第二抽取泵42依次连接在第三管路44的中部，第三管路44的一端与搅拌容器I的高度方向的下部连接，而第三管路44的另一端伸展到第三盛料桶43内，其中，第三定时控制阀41位于搅拌容器I与第三抽取泵32之间。申请人描述对待清洗粉体实施清洗的方法或称过程将待清洗粉体引入搅拌容器I内，并且引入去离子水(按公斤荧光粉每公斤补入去离子水4升的比例)开启搅拌器11，搅拌器的转速为15-20r/min，待搅拌器搅拌25-35min后，按照先后顺序开启第一抽取机构2的第一定时控制阀21，第一抽取泵22工作，将搅拌容器I内的上部的粉浆溶液经第一管路24引入第一盛料桶23内，接着开启第二抽取机构3的第二定时控制阀31，第二抽取泵32工作，将搅拌容器I内的位于中部的粉浆溶液经第二管路34弓丨入第二盛料桶33内，而后开启第三抽取机构4的第三定时控制阀41，第三抽取泵42工作，将搅拌容器I内的位于下部的粉浆溶液经第三管路44引入第三盛料桶43内。然后，将第一、第二、第三盛料桶23、33、43内的粉浆分别引入离心机甩干，得到的待烘干粉体即得到的清洗后的荧光粉粒子分布情形由图10所示。本步骤是根据不同的粉体粒径具有不同的沉降速度的原理，由第一抽取机构2抽取的浆液即位于搅拌容器I上部的浆液由于粉体粒度超细并且还夹杂有清洗过程中产生的杂物，因此通常将其废弃，而由第二抽取机构3抽取的即为正常的粉体(成品粉)，而下层的即由第三抽取机构4抽取的粉体粒径较大，需重新处理后使用。据此，图10所示的荧光粉粒子分布情形是针对由第二抽取机构3抽取的并经离心甩干后的粉体而言的。经上述清洗后得到的分级的待烘干粉料依据已有技术中的相同工艺烘干，并且过筛后包装，然而作为本发明的技术要点对烘干步骤得到的粉体通过气流分级筛进行成品粒度分级，分取Dltl = 3-5 μ m>D50 = 7_8 μ n^PD9(l = 10_12 μ m,得到粒径分布高度集中的优质粉体，也就是说经气流分级筛进行成品粒度分级后得到的待包装的黄绿色粉体具有粒子大小均匀，颗粒之间无团聚 现象并且晶格完整，具体由图12示意。本实施例所得到的LED用黄绿色荧光粉具有粒径分布窄的长处，与已有技术的黄绿色荧光粉相比，经分析测试亮度提高3-5%、粒径均匀度提高30%以上，晶格缺陷减少30%左右,从而可减少突光粉的光裳及色漂移，提闻热稳定性。实施例2 仅将经过筛分的Al2O3的质量百分数改为13% JfLu2O3的质量百分数改为72.5%,将Ga2O3的质量百分数改为14%，将CeO2的质量百分数为O. 3%，将由H3B03、BaF2和AlF2构成的组合物即复合型助熔剂的质量百分数改为O. 2%，其中=H3BO3的质量百分数改为8% ,BaF2的质量百分数改为40% ,AlF2的质量百分数改为41% ,SrF2的质量百分数改为11% ；A1203取6. 6-10 μ m的粒径等级；对CeO2的烘焙温度和时间分别改为100°C和240min，CeO2的含水率为O. 07% ;将复合型助熔剂与激活剂的混合时间改为4h，三维运动混合机的主轴转速即多向运动混合罐的主轴转速改为8r/min,将预混料与粒径为6. 6-10 μ m的基质材料即Al2O3以及同样作为基质材料的Lu2O3和Ca2O3的混合时间改为10h，三维运动混合器的主轴转速改为18r/min ;将振动筛的目数改为250目，将超声波分级筛的目数改为300目，将气流粉碎机的进、出气压力分别改为I. 2MPa和O. 8MPa，其余均同对实施例I的描述。实施例3 仅将经过筛分的Al2O3的质量百分数改为20%，将Lu2O3的质量百分数改为65%，将Ga2O3的质量百分数改为8%，将CeO2的质量百分数为2. 5%，将由H3B03、BaF2和AlF2构成的组合物即复合型助熔剂的质量百分数改为4. 5%，其中=H3BO3的质量百分数改为10%，BaF2的质量百分数改为35%，AlF2的质量百分数改为30%，SrF2的质量百分数改为25% ；Al2O3取1-4. 4μ m的粒径等级；对CeO2的烘焙温度和时间分别改为110°C和70min，Ce02的含水率为O. 5%;将复合型助熔剂与激活剂的混合时间改为3. 5h，三维运动混合机的主轴转速即多向运动混合罐的主轴转速改为12r/min,将预混料与粒径为1-4. 4 μ m的基质材料即Al2O3以及同样作为基质材料的Lu2O3和Ca2O3的混合时间改为15h，三维运动混合器的主轴转速改为13r/min ;将振动筛的目数改为220目，将超声波分级筛的目数改为400目，将气流粉碎机的进、出气压力分别改为IMPa和O. 6MPa，其余均同对实施例I的描述。
权利要求
1.一种LED用黄绿色荧光粉的制备方法，该方法包括的步骤依次为配料、混料、烧成、破碎、清洗、烘干和过筛包装，其中，所述的配料为按质量百分数称取基质材料、称取激活剂和称取助熔剂，其特征在于在所述的配料步骤之前增设有前置处理步骤，该前置处理步骤包括对所述基质材料筛分、对所述激活剂除湿和对所述助熔剂复配成复合型助熔剂，所述的混料是先将经过除湿的激活剂与复合型助熔剂投入三维运动混合机中混合，并且控制混合时间和控制三维运动混合机的主轴转速，得到预混料，再将预混料与筛分的基质材料共同引入三维运动混合器中混合，并且控制三维运动混合器的混合时间和控制三维运动混合器的主轴转速，得到待烧成料；所述的破碎是将由所述烧成步骤得到的烧成粉料先由振动筛筛选，再由超声波分级筛筛选，而后引入气流粉碎机粉碎，得到待清洗粉体，并且控制气流粉碎机的进气压力和出气压力；所述的清洗是将所述的待清洗粉体引入清洗沉降分级装置中进行清洗并分级，得到分级的待烘干粉料；所述的过筛是将由烘干步骤得到的粉体通过气流分级筛进行成品粒度分级，经包装步骤后，得到LED用黄绿色荧光粉。
2.根据权利要求I所述的LED用黄绿色荧光粉的制备方法，其特征在于所述的基质材料筛分是将基质材料采用气流式分级筛筛分成粒径为1-4. 4 μ m、4. 5-6. 5 μ m和6. 6-10的三个等级；所述的对激活剂除湿是将激活剂置入烘箱中烘焙，并且控制烘焙温度和烘焙时间，以及控制激活剂的含水率。
3.根据权利要求I所述的LED用黄绿色荧光粉的制备方法，其特征在于所述的控制三维运动混合机的混合时间是将混合时间控制为3-4h，所述的控制三维运动混合机的主轴转速是将主轴转速控制为8-12r/min ;所述的控制三维运动混合器的混合时间控制为10-20h,所述的控制三维运动混合器的主轴转速是将主轴转速控制为12-18r/min。
4.根据权利要求I所述的LED用黄绿色荧光粉的制备方法，其特征在于所述的基质材料为A1203、Lu2O3和Ga2O3的混合物；所述的激活剂为CeO2 ;所述的复合型助熔剂为Η3Β03、BaF2, AlF2和SrF2的组合物。
5.根据权利要求2所述的LED用黄绿色荧光粉的制备方法，其特征在于所述的控制烘焙温度是将温度控制为100-120°C，所述的控制烘焙时间是将时间控制为60-240min，所述的控制激活剂的含水率是将含水率控制为O. 05-0. 5%。
6.根据权利要求4所述的LED用黄绿色荧光粉的制备方法，其特征在于所述的Al2O3的质量百分数为13-25%，所述的Lu2O3的质量百分数为60-72. 5%，所述的Ga2O3的质量百分数为2-14%，所述的CeO2的质量百分数为O. 3-5. 8% ;所述的由H3B03、BaF2、AlF2和SrF2构成的组合物的质量百分数为O. 18-7. 18%，其中所述的H3BOJ^质量百分数为7-25%，所述的BaF2的质量百分数为25-48%，所述的AlF2的质量百分数为25-41%，所述的SrF2的质量百分数为4-25%。
7.根据权利要求I所述的LED用黄绿色荧光粉的制备方法，其特征在于所述的振动筛的目数为200-250目；所述的超声波分级筛的目数为300-500目，所述的气流粉碎机粉碎是将由超声波分级筛筛取的D5tl粒径为10-20 μ m的粉体粉碎至D5tl粒径为7-8 μ m的粉体，所述的控制气流粉碎机的进气压力和出气压力是将进气压力控制为O. 8-1. 2MPa，将出气压力控制为 O. 4-0. 8MPa。
8.根据权利要求I所述的LED用黄绿色荧光粉的制备方法，其特征在于所述的清洗沉降分级装置包括一带有搅拌器(11)的搅拌容器(I);一第一抽取机构(2)、一第二抽取机构(3)和一第三抽取机构(4)，第一抽取机构(2)包括第一定时控制阀(21)、第一抽取泵(22)、第一盛料桶(23)和第一管路(24)，第一定时控制阀(21)和第一抽取泵(22)依次连接在第一管路(24)的中部，第一管路(24)的一端与搅拌容器(I)的高度方向的上部连接，而第一管路(24)的另一端伸展到第一盛料桶(23)内，其中,第一定时控制阀(21)位于搅拌容器(I)与第一抽取泵(22)之间，第二抽取机构(3)包括第二定时控制阀(31)、第二抽取泵(32)、第二盛料桶(33)和第二管路(34)，第二定时控制阀(31)和第二抽取泵(32)依次连接在第二管路(34)的中部，第二管路(34)的一端与搅拌容器(I)的高度方向的中部连接，而第二管路(34)的另一端伸展到第二盛料桶(33)内，其中，第二定时控制阀(31)位于搅拌容器(I)与第二抽取泵(32)之间，第三抽取机构(4)包括第三定时控制阀(41)、第三抽取泵(42)、第三盛料桶(43)和第三管路(44)，第二定时控制阀(41)和第二抽取泵(42)依次连接在第三管路(44)的中部，第三管路(44)的一端与搅拌容器(I)的高度方向的下部连接，而第三管路(44)的另一端伸展到第三盛料桶(43)内，其中，第三定时控制阀(41)位于搅拌容器(I)与第三抽取泵(32)之间
9.根据权利要求I所述的LED用黄绿色荧光粉的制备方法，其特征在于所述的通过气流分级筛进行成品粒度分级是将所述烘干步骤得到的粉体分筛出粒径分布范围为D10=3-5 μ m、D5(l=7_8 μ m 和 D9(l=10_12 μ m 的成品粉体。
全文摘要
一种LED用黄绿色荧光粉的制备方法，属于发光材料制备领域。该方法包括的步骤配料、混料、烧成、破碎、清洗、烘干和过筛包装，特点在配料步骤之前增设前置处理步骤，前置处理步骤包括对基质材料筛分、对激活剂除湿和对助熔剂复配成复合型助熔剂，混料是先将经过除湿的激活剂与复合型助熔剂投入三维运动混合机中混合，再将预混料与筛分的基质材料引入混合器中混合；破碎是将烧成料由振动筛筛选，再由超声波分级筛筛选，而后引入气流粉碎机粉碎；清洗是将待清洗粉体进行清洗并分级；过筛是将由烘干步骤得到的粉体进行成品粒度分级，包装后得到LED用黄绿色荧光粉。优点保障得到的黄绿色荧光粉具有十分理想的一次特性和二次特性。
文档编号C09K11/86GK102618287SQ20121007509
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者周卫新, 李依群, 谢玉明, 顾竞涛 申请人:苏州英特华照明有限公司