专利名称：一种二次激发型橙黄色荧光粉及其制备方法
技术领域：
本发明属于发光材料技术领域，具体涉及ー种二次激发型橙黄色长余辉荧光粉及其制备方法。
背景技术：
长余辉发光材料是ー类重要的光-光转换和节能材料。这类材料在エ农业生产、军事、消防和人们生活的许多方面得到广泛应用。长余辉发光材料是ー种特殊的热释光材料，亦即在室温下的热释发光材料。对于此类电子俘获材料来说，其发光现象是由材料中的陷阱能级结构所致。根据长余辉发光的一般机理，只要在基质中造成一定密度的在室温下可以通过热扰动把存储的能量释放出来的陷阱能级，就可以产生长余辉发光。目前获得实际应用的长余辉发光材料，主要是SrAl2O4: Eu2+，Dy3+绿光长余辉材料，Sr4Al14O25: Eu2+，Dy3+ 蓝绿光长余辉材料，Sr2MgSi2O7: Eu2+，Dy3蓝光长余辉材料，Y2O2S: Eu3+，Ln3+红光长余辉材料，以及传统的硫化物长余辉材料。因此，发展颜色更加丰富的长余辉发光材料，开发新型高性能长余辉发光材料十分有必要。目前，目前长余辉发光材料的合成方法主要有高温固相法、化学共沉淀法、溶胶凝胶法、微波合成法、燃烧法、水热(溶剤)合成法、微乳液法、喷雾热解法、爆轰法等。其中高温固相法是发光材料行业中传统的也是目前最主要的制备方法，生产エ艺比较成熟。由于高温固相法操作简便、エ艺和制备设备简单、成本低，エ业化生产仍以此法为主。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供ー种二次激发型的长余辉荧光粉及其制备方法。本发明采用固相化学反应法制备长余辉荧光粉CahAlp2xSiAjrtN3O4x:aEu2+，bD y3+，该方法操作简便，荧光粉颗粒大，发光性能好。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所述的二次激发型荧光粉，组成为Cai-aAl1+2xSiAx_bN304x:aEu2+, bDy3+，其中 A 为 Mg、Sr、Zn、Ba 中的至少ー种；0〈x〈20 ；0<a<0. 8 ；0〈b〈0.5。该粉体的设计思路是存在两个发光中心，其发光存在交互作用；外界入射光激发Eu2+发光，发射光再激发另一个发光中心发光，形成二次激发型发光；两个发光中心的相对比例决定了发射光的顔色；Dy3+的浓度决定了二次激发型荧光粉的余辉时间。具体步骤如下(I)根据结构式 Ca1^Allt2xSiVbN3O4xIaEu2+, bDy3+，按摩尔比分别称取 Ca3N2' Al2O3'Si3N4、ACO3、Eu2O3 和 Dy2O3 ；(2)再分别称取以上药品总质量O. 00Iwt0^lO. 0wt%的助熔剂，助熔剂为Η3Β03、BaF2、NaF中的至少ー种；(3)将原料和助熔剂通过研磨混合均匀，在还原性气氛下1500°C 1900°C，煅烧时间为2 8h，即得目标产物。本发明中，所述还原性气氛由氨气提供，或使用氮/氢混合气体。
与现有技术相比，本发明具有如下优点I、本发明制备荧光粉采用新的设计思路，与传统的长余辉荧光粉相比，顔色更丰富，可发射黄色至红色的荧光。2、本发明制备的荧光粉颗粒大，亮度高，结晶性和涂覆性能好，且具有良好的重现性。3、本发明所采用的制备方法简单、易于操作、成本低。
图I是本发明所提供的二次激发型的长余辉荧光粉的制备方法的エ艺流程图；图2 是本发明 Caa99Al3SiSra99N3O4 = O. OlEu2+, O. OlDy3+ 的 X 射线衍射谱图；
图3 是本发明 Caa99Al3SiSra99N3O4 = O. OlEu2+, O. OlDy3+ 的激发与发射光谱图。
具体实施例方式实施例I根据结构式Caa99Al3SiSra99N3O4:0. OlEu2+, O. OlDy3+ 分别称取 Ca3N2 (A.R.) O. 33mol、Al2O3 (A. R.) 2. 5mol、Si3N4 (A. R.) 0. 333mol、SrCO3 (A. R. ) 0. 99mol、Eu2O3 (A.R.) 0. 005mol和Dy2O3 (A. R.) 0. 005mol，再分别称取以上药品总质量5wt%的助熔剂BaF2 ;将上述称取的原料混合均匀，然后在氨气气氛下，煅烧温度为1700°C，煅烧时间为8h，即得目标产物。实施例2根据结构式Ca0 9Al21SiBa9 9N3O4OiO. IEu2+, O. IDy3+ 分别称取 Ca3N2(A. R. )0. 3mol、Al2O3 (A. R. ) 10. 5mol、Si3N4 (A. R.) 0. 333mol、BaCO3 (A. R. )9. 9mol、Eu2O3 (A. R. )0. 05mol 和Dy2O3 (A. R. )0. 05mol，再分别称取以上药品总质量O. 3wt%的助熔剂BaF2和O. 5wt%的助熔剂NaF ;将上述称取的原料混合均匀，然后在H2-N2 (体积比5:95)还原性气氛下煅烧，煅烧温度为1600°C，煅烧时间为6h，即得目标产物。实施例3根据结构式Ca。./IuSiMgtl.Q25SrQ.Q25N30Q.2:0. 2Eu2+，O. 05Dy3+ 分别称取 Ca3N2 (A.R.) O. 267mol、Al2O3 (A. R.) O. 55mol、Si3N4 (A. R.) 0. 333mol、SrCO3 (A. R.) 0. 025mol、MgCO3 (A.R. )0. 025mol、Eu2O3(A. R. )0. Imol 和 Dy2O3(A. R. )0. 025mol,再分别称取以上药品总质量3wt%的助熔剂NaF ;将上述称取的原料混合均匀，然后在H2-N2 (体积比10:90)还原性气氛下煅烧，煅烧温度为1800°C，煅烧时间为2h，即得目标产物。实施例4根据结构式Caa 995Al2SiZnaiBaa2N3O2 = O. 005Eu2+，O. 2Dy3+ 分别称取 Ca3N2 (A.R. ) O. 332mol、Al2O3 (A. R. ) Imol、Si3N4 (A. R. ) O. 333mol、ZnCO3 (A. R. ) 0. Imol、BaCO3 (A.R. )0. 2mol、Eu203 (A. R. )0. 0025mol 和 Dy2O3 (A. R. )0. Imol，再分别称取以上药品总质量 lwt%的助熔剂H3BO3和lwt%的助熔剂BaF2 ;将上述称取的原料混合均匀，然后在氨气气氛下煅烧，煅烧温度为1500°C，煅烧时间为8h，即得目标产物。
权利要求
1.ー种二次激发型橙黄色荧光粉，其特征在于荧光粉的组成为CahAl1+2xSiAx_bN304x:aEu2+, bDy3+，其中 A 为 Mg,Sr,Zn,Ba 中的至少ー种；0〈x〈15 ；0<a<0. 8 ；0〈b〈0. 5。
2.如权利要求I所述荧光粉的设计思路，其特征在于存在两个发光中心，其发光存在交互作用；外界入射光激发Eu2+发光，发射光再激发另一个发光中心发光，形成二次激发型发光；两个发光中心的相对比例决定了发射光的顔色；Dy3+的浓度决定了二次激发型荧光粉的余辉时间。
3.如权利要求I所述荧光粉的制备方法，其特征在于该方法是使用高温固相方法合成二次激发型的荧光粉，具体步骤如下 (1)根据结构式CahAlp2xSiArtN3O4x:aEu2+，bDy3+，按摩尔比分别称取 Ca3N2' Al2O3'Si3N4' A2CO3' Eu2O3 和 Dy2O3 ； (2)再分别称取以上药品总质量O.001 Wt0^lO. O wt%的助熔剂，助熔剂为H3B03、BaF2、NaF中的至少ー种； (3)将原料和助熔剂通过研磨混合均匀，在还原性气氛下1500で 1900で，煅烧时间为疒8 h，即得目标产物。
4.如权利要求3所述的荧光粉的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述还原性气氛由氨气提供，或使用氮/氢混合气体。
全文摘要
本发明涉及一种二次激发型橙黄色荧光粉及其制备方法，属于发光材料技术领域。荧光粉的组成为Ca1-aAl1+2xSiAx-bN3O4x:aEu2+,bDy3+，其中A为Mg、Sr、Zn、Ba中的至少一种；0<x<15；0<a<0.8；0<b<0.5。该荧光粉设计思路为存在两个发光中心，其发光存在交互作用；外界入射光激发Eu2+发光，发射光再激发另一个发光中心发光，形成二次激发型发光；两个发光中心的相对比例决定了发射光的颜色；Dy3+的浓度决定了二次激发型荧光粉的余辉时间。所涉及的制备方法为按结构式各元素的计量比称取各种原料，加入助熔剂经球磨混匀后，置还原性气氛下煅烧，产物经破碎筛分得到所需的荧光粉。该二次激发型荧光粉可发出橙色至红色的荧光，余辉时间可达8-12小时。
文档编号C09K11/64GK102719246SQ20121020923
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者张进, 彭玲玲, 曹仕秀, 朱达川, 涂铭旌, 韩涛 申请人:四川大学, 重庆文理学院