一种氮氧化物蓝绿色荧光粉及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种氮氧化物蓝绿色荧光粉，它的化学式为：Eu3y/2Mg3x/2Al（64+z）/3-x-yO（32-z）Nz，其中：0?x?5，0?y?5，0?z?7。其制备方法如下：把Al（NO3）3、Eu（NO3）3、Mg（NO3）2和柠檬酸溶解在水中，搅拌，蒸干；把蒸干的混合物放在马弗炉中，煅烧半个小时，得到超细的纳米粉体；把所得粉体装进坩埚，放入碳管炉中，高温煅烧；把所得粉体加以研磨，既得到蓝绿色荧光粉。制得的荧光粉的发光波段在蓝-绿光波段，发光亮度高，同时具有良好的稳定性，该荧光粉制备具有工艺简单、原料廉价易得、制备成本低的优点。
【专利说明】一种氮氧化物蓝绿色荧光粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及荧光粉材料领域，具体地一种氮氧化物蓝绿色荧光粉及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着世界能源危机的日益严重，新兴能源项目和节能环保产业成为了世界普遍关注的课题。白光LED因为其发光效率高、能源消耗少、工作电压低、响应时间短、使用寿命长、产品体积小等突出的优点，在室内照明方面拥有着无与伦比的竞争力，显示出了巨大的市场价值。单一的LED芯片是不可能发出连续光谱的白光的，因而目前获得白光的方法一般是通过荧光粉来转换LED发出的单色光，组合获得人眼所需的白光(如传统的蓝光+黄粉技术和紫外激发三基色技术等)。
[0003]现阶段主流白光LED的实现方式是LED芯片加上荧光转换材料，通过蓝光和黄光，或者蓝、绿、红三基色相互复合产生白光。例如，在紫外LED上涂覆可被紫外光激发的蓝粉BAM: Eu2+，绿粉BaS14: Eu2+，红粉Y2O2S =Eu3+,这种实现方式在显色性上具有很大优势，显色指数可达到96，但是需要三种不同类型荧光粉的调配，工艺复杂，很难保持产品一致性。这种铝酸盐和硅酸盐荧光粉，化学稳定性、热稳定性都较差。氧氮化物陶瓷作为一类结构陶瓷，0/N形成稳定的刚性骨架，具有出色的物理和化学稳定性。稀土掺杂氧氮化物就以其优异的发光性能、物理和化学稳定性吸引全世界研究人员的广泛注意，其在显色性和热稳定性方面拥有很大的优势，逐渐成为高档场所照明的首选材料。
[0004]氮氧化铝作为Al2O3和AlN的固溶体，是一类透明陶瓷，具有优良的光学、机械、物理和化学稳定性，强度高，硬度大，是一类优异的高温结构陶瓷，广泛应用于激光、装甲和红外探测等领域。基于氮氧化铝基质的稀土掺杂荧光粉氮氧化铝:Eu2+具有优异的物理、化学稳定性和光学性质，氮氧化铝的带隙在5eV以上，稀土发光离子的能带便可存在于基质能带之中，在受到高能量光子激发时，发出蓝绿光。可在LED芯片上涂覆蓝绿粉和红粉的方式直接获取白光。
[0005]蓝绿粉同时具有蓝光和绿光的波段特征，发射波长具有大的半高宽，从而和红光结合，形成良好的显色性。
[0006]但是传统的高温固相反应法制备氮氧化铝:Eu2+荧光粉，条件比较苛刻，要在高温ISOO0C以上，进行长时间保温，设备和能源的投入大，成本高。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种低成本的蓝绿色荧光粉制备方法。采用柠檬酸法，以原料易得、价格低廉的硝酸盐，用Al (N03)3、Eu (N03)3、Mg (NO3)2和柠檬酸作为起始原料，在较低温度短时保温即可得到高效率氮氧化物蓝绿色荧光粉。
[0008]本发明通过以下技术方案实现:
本发明的氮氧化物蓝绿色荧光粉，其特征在于它的化学式为:Eu3y/2Mg3x/2Al (64+z)/3Ty0(32-z)Nz，其中:0x5,0y5,0z7。
[0009]本发明的氮氧化物蓝绿色荧光粉的制备方法，步骤如下:
1.按照计量比，把Al (NO3) 3、Eu (NO3) 3、Mg (NO3)2和柠檬酸溶解在水中，在磁力搅拌器中，60-100°C下恒温搅拌，蒸干，得到干凝胶；其中柠檬酸的摩尔量为全部阳离子摩尔数的 0.5-2.5 倍。
[0010]2.把上述干凝胶放在马弗炉中，在150-300°c下煅烧半个小时，得到超细的纳米粉体。
[0011]3.把所得粉体装进BN坩埚，放入碳管炉中，在1500-3000°c下煅烧，保温l_3h，保温结束后，把所得粉体加以研磨，既得到蓝绿色荧光粉。
[0012]本发明的有益效果是:本项目采用稀土离子掺杂氮氧化铝基质，通过柠檬酸法，利用价格低廉的Al (N03)3、Eu (N03) 3、柠檬酸作为起始粉料，柠檬酸热处理时分解残留的C作为还原C源。由于原料中没有昂贵的A1N，这种方法制备成本较固相反应法降低了 60%以上，这种荧光粉的发光波段在蓝-绿光波段，发光亮度高，同时具有氧氮化物优异的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为蓝绿色荧光粉在365nm激发下的发射光谱图
【具体实施方式】
[0014]根据结构式Eu3y/2Mg3x/2Al (64+z)/3-x-y0 (32-z)Nz, 0x5，0y5，0z7，称量所需要的粉体 Al (NO3) 3、Eu (NO3) 3、Mg (NO3)2，所需柠檬酸的摩尔量为全部阳离子摩尔数的1.5倍。
[0015]把所有粉体放入水溶液中，充分搅拌、溶解，在磁力搅拌器中，80°C下恒温搅拌，蒸干，得到干凝胶。
[0016]把上述所得干凝胶放入氧化铝瓷舟中，放进马弗炉中，在200°C煅烧半个小时，得到超细的纳米粉体。
[0017]柠檬酸分解产生大量的C，所得粉体为褐色。粉体中包含了硝酸盐和C的混合物，利用这种液相法合成的起始粉体，粒径达到纳米量级，元素达到原子级别间的充分混合，粉体的烧结活性特别高。因此，可以再低温下进行固相反应得到目标产物。
把所得超细粉体装进BN坩埚，放入碳管炉中，以燃烧残留的C作为还原剂，在温度1650°C下保温2h，等炉体自然冷却，即可得到块状粉体。
[0018]把所得粉体放入研钵中，加以研磨10分钟，既得到蓝绿色荧光粉。本实施例制得的荧光粉在365nm激发下的发射光谱图如图1所示。
【权利要求】
1.一种氮氧化物蓝绿色荧光粉，其特征在于它的化学式为:Eu3y/2Mg3x/2Al (64+z)/3-x-yO (32-z)Nz，其中:0<x< 5，0<y< 5，0< z< 7。
2.根据权利要求1所述的氮氧化物蓝绿色荧光粉的制备方法，其特征在于JEAl(NO3)3、Eu (NO3) 3、Mg (NO3) 2和柠檬酸溶解在水中，搅拌，蒸干；把蒸干的混合物放在马弗炉中，煅烧半个小时，得到超细的纳米粉体；把所得粉体装进坩埚，放入碳管炉中，高温煅烧；把所得粉体加以研磨，既得到蓝绿色荧光粉。
3.根据权利要求2所述的氮氧化物蓝绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:所述Al(NO3) 3、Eu (NO3) 3、Mg (NO3)2按化学式计量比混合，柠檬酸的摩尔量为上述全部阳离子的0.5-1.5 倍。
4.根据权利要求2所述的氮氧化物蓝绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:A1(N03)3、Eu (NO3) 3、Mg (NO3)2和柠檬酸混合溶解的温度为60-100°C。
5.根据权利要求2所述的氮氧化物蓝绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:马弗炉中的煅烧温度为150-300°C。
6.根据权利要求2所述的氮氧化物蓝绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:碳管炉中温度为 1500-200(TC 。
【文档编号】C09K11/64GK104073253SQ201310098110
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2013年3月26日
【发明者】尹良军, 刑旭华 申请人:合肥诗瑞电子技术有限公司