一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉及其制备方法
一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉及其制备方法
【专利摘要】本发明属于稀土发光材料【技术领域】，涉及一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉及制备方法。其化学组成成分可由下述化学式表示：M3(1-x)Si2O4N2:3xEu2+，其中M元素为Ca，Mg，Sr，Ba等碱土金属元素，0.002≤x≤0.01，Eu2+是掺入的稀土离子。本发明通过高温固相合成法合成所述绿色荧光粉M3(1-x)Si2O4N2:3xEu2+，在近紫外光的激发下发出强的绿光，激发波长为270～450nm范围内具有很强的吸收，发射主峰位于510nm左右，并且其发光效率高、强度高、热稳定性好，可用于高显色性白光LED，其制备方法简单，反应条件温和，易于操作，节能省时，在固体照明领域具有极好的应用前景。
【专利说明】一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉及其制备方法，特别涉及一种在近紫外光激发下发射绿色荧光的荧光粉，它可应用于紫外一近紫外型白光LED中，属于稀土发光材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]白光发光二极管(LED)被称为第四代照明光源，作为新一代的固体光源，除了克服传统的白炽灯和荧光灯存在的能耗高、易碎、污染等缺点外，还具有体积小、环保、反应速度快、寿命长、可平面封装、发光强度高、高效、节能、耐振动、低电压驱动、以及不会造成环境污染等有优点。特别是近年来，随着蓝色、紫色以及紫外LED的迅速发展，使得白光LED在照明领域有非常大的应用前景，被公认为目前替代荧光灯和白炽灯的绿色照明光源。
[0003]目前，获得白光LED的形式主要有两种:一种是用紫外、近紫外LED激发三基色(红、绿、蓝)荧光粉，组合产生白光。比如以Y2O2S = Eu3+作为红粉，BaMgSiO4作为绿粉，Ba2Si3O8作为蓝粉，在紫外光激发下可实现白光LED。但由于实现白光LED中的绿色荧光粉比较缺乏，发光强度、发光效率并不高；另一种是使用紫外、近紫外或者蓝光LED芯片加黄色荧光粉，二者发出的光混合形成白光，其中GaN基芯片所发射的蓝光激发YAG:Ce3+荧光粉发展最为迅速，已经实现市场化应用。这种方法是目前应用最多也是最成熟的，但是缺点十分明显，主要原因是蓝色芯片和黄光二基色复合形成的白光，缺少了红色的成分，所以显色指数偏低。荧光粉这些不足已经成为了提高白光LED发展的瓶颈，荧光粉的性能决定了白光LED的发光效率、色温、显色指数等技术指标，因此开发能够被近紫外光激发的白光LED用绿色荧光粉成为当前研究的热点和迫切的任务。
[0004]目前，氮氧化物荧光粉逐渐成为了发光材料领域的研究热点。氮氧化物荧光粉具有从紫外到可见光区的宽带激发带，通过改变硅基氮氧化物荧光粉的化学组成，可以实现蓝、绿、红、黄的全波长发射，并且稳定性远远好于其他体系的荧光粉，并且氮氧化物荧光粉合成条件相对简单，因此对氮氧化物荧光粉的研究具有重要科学意义和应用价值。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，提供一种上述绿色荧光粉的新型制备方法。该方法简单易于操作，反应时间短、烧结温度低、且制备的荧光粉发光强度高、发光效率高、化学性质稳定，具有较宽的激发波段和发射波段等。
[0006]本发明进行深入、详细地研究，通过控制化学组成、原料配比等因素，解决了上述的技术问题。具体方案如下: [0007]本发明提供的一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉及其制备方法，其化学组成成分可由下述化学式表示:M3(1_x)Si204N2:3xEu2+，其中M元素为Ca、Mg、Sr或Ba中的一种或多种，0.002≤ X ≤ 0.01。包括以下步骤:
[0008]①根据化学通式M3(1_x)Si2O4N2:3xEu2+分别计算，称取反应试剂MCO3,纯度99.99%,SiO2，纯度 99.6%, Si3N4，纯度 99.99%，Eu2O3，纯度 99.99% ；
[0009]②将上述步骤①称取的MC03、SiO2、Si3N4、Eu2O3放入研钵中，加入适量的酒精，研磨30分钟直至混合均匀；
[0010]③将上述混合物干燥后置于坩埚中，然后放入高温管式炉中，在还原气氛下升温加热煅烧；[0011]④将产物加热后再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨过筛，把产物放入烘箱内80~100°C干燥2小时得到铕掺杂的硅基氮氧化物绿色荧光粉。
[0012]所述的一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:步骤③中烧结温度是以5°C /min~10°C /min的升温速度升至1300°C~1500°C。
[0013]所述的一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:步骤
③中还原气氛为氢气与氮气体积比为0.1~0.9的混合气体气氛。
[0014]本发明的有益效果是:
[0015]与现有技术相比，本发明的技术方案优点在于:
[0016]1、本发明技术方案提供的基质材料，很容易实现三价稀土离子的还原，而且该稀土离子在该基质中可以稳定存在，不易潮解。
[0017]2、本发明技术方案中的M3(1_x)Si2O4N2:3xEu2+(其中0.002 ^ x ^ 0.01)绿色荧光材料有比较宽的激发区域，激发峰位于289nm、328nm、368nm、405nm，最强激发峰位于368nm附近。在近紫外光激发下有很宽的发射带，其发射波长在450nm~650nm,发射峰位于510nm附近。在蓝光460nm附近区域也有很强的激发峰，能与紫外光、蓝光LED芯片的发射峰吻合，可以很好地匹配LED芯片。
[0018]3、与商用的绿色荧光粉相比，本发明硅基氮氧化物绿色荧光粉的制备过程简单，产物易得，无废水废气排放，绿色环保，适合连续化生产。
[0019]4、本发明的获得荧光粉在近紫外激发下发射很强的绿色光，具有良好的热稳定性，显色性和粒度，它可以较好地满足于近紫外白光LED的应用。同时本发明提供了该荧光粉的制备方法，其步骤简单，易于操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1本发明制备的荧光粉样品Ca3(1_x)Si2O4N2: 3xEu2+的XRD衍射图谱。
[0021]图2本发明制备的荧光粉样品Ca2.97Si204N2:0.03Eu2+的激发光谱图(监测波长为51Onm)和发光光谱图(激发波长为368nm)。
【具体实施方式】
[0022]下面将参照【专利附图】
【附图说明】本发明的具体实施方案。对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是:在不背离本发明的实质和范围的情况下，可以从中进行各种改进和变化。因而，本发明涵盖处于所附权利要求及其等同物的范围之内的本发明的改进和变化。
[0023]实施实例I =Ca2 985Si2O4N2:0.015Eu2+ 的制备
[0024]首先，按化学式Ca2.985Si204N2:0.015Eu2++的化学计量比称取反应原料CaC03、SiO2,Si3N4、Eu2O3,将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精,研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1300°C，在此温度下煅烧6小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物Ca2 985Si2O4N2 = 0.015Eu2+ 绿色荧光粉。
[0025]实施实例2 =Ca2 97Si2O4N2:0.03Eu2+ 的制备
[0026]首先，按化学式Ca2.97Si204N2:0.03Eu2+的化学计量比称取反应原料CaC03、SiO2,Si3N4、Eu2O3,将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精,研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1400°C，在此温度下煅烧8小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物Ca2 97Si2O4N2 = 0.03Eu2+ 绿色荧光粉。
[0027]实施实例3 =Ca2 85Si2O4N2:0.15Eu2+ 的制备
[0028]首先，按化学式Ca2.85Si204N2:0.15Eu2+的化学计量比称取反应原料CaC03、SiO2,Si3N4、Eu2O3,将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精,研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1500°C，在此温度下煅烧6小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物Ca2.S5Si2O4N2:0.15Eu2+绿色荧光粉。
[0029]实施实例4 =Ba2.97Si204N2:0.03Eu2+ 的制备
[0030]首先，按化学式Ba2.97Si204N2:0.03Eu2+的化学计量比称取反应原料BaC03、SiO2,Si3N4、Eu2O3,将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精,研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1500°C，在此温度下煅烧8小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物Ba2 97Si2O4N2 = 0.03Eu2+ 绿色荧光粉。
[0031]实施实例5 =Sr2 97Si2O4N2:0.03Eu2+ 的制备
[0032]首先，按化学式Sr2.97Si204N2:0.03Eu2+的化学计量比称取反应原料SrC03、SiO2,Si3N4、Eu2O3,将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精,研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1400°C，在此温度下煅烧6小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物Sr2 97Si2O4N2 = 0.03Eu2+ 绿色荧光粉。
[0033]实施实例6 =Mg2.97Si204N2:0.03Eu2+ 的制备
[0034]首先，按化学式Mg2.97Si204N2:0.03Eu2+的化学计量比称取反应原料MgC03、SiO2,Si3N4、Eu2O3,将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精,研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1500°C，在此温度下煅烧8小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物Mg2 97Si2O4N2 = 0.03Eu2+ 绿色荧光粉。
[0035]实施实例7:CaL 35MgL 35Si204N2:0.03Eu2+ 的制备[0036]首先，按化学式Cah35Mg1J5Si2O4N2 = 0.03Eu2+的化学计量比称取反应原料CaC03、MgCO3> SiO2, Si3N4, Eu2O3，将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精，研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1400°C，在此温度下煅烧6小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物 Ca2.7Mg0.27Si204N2:0, 03Eu2+ 绿色荧光粉。[0037]实施实例8:CaL 35BaL 35Si204N2:0.03Eu2+ 的制备
[0038]首先，按化学式Cah35Bau5Si2O4N2 = 0.03Eu2+的化学计量比称取反应原料CaC03、BaCO3> SiO2, Si3N4, Eu2O3，将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精，研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1400°C，在此温度下煅烧8小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物 Ca2.7Ba0.27Si204N2:0, 03Eu2+ 绿色荧光粉。
[0039]参见附图1它是本实施实例制备的荧光粉样品Ca3(1_x)Si204N2:3xEu2+的XRD衍射图谱，由图可以看出采用高温固相合成法制备了一系列结晶度好的纯相铕激活的硅基氮氧化物荧光粉，物相纯度较高。
[0040]参见附图2它是本实施实例2制备的荧光粉样品Ca2.978 i204N2:0.03Eu2+的激发光谱图(监测波长为510nm)和发光光谱图(激发波长为368nm)，从图可以看出，激发波段的范围270~450nm,存在四个激发峰，激发峰波长位于289nm、328nm、368nm、405nm,最强激发峰位于368nm附近。在368nm光激发下,发射光谱为宽带谱,其发射波长在450nm~650nm,发射峰位于510nm附近，发射强度较高的绿光。
【权利要求】
1.一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉，其特征在于:其组成成分由下述化学式表示:M3(1_x)Si2O4N2:3xEu2+，其中M元素为Ca、Mg、Sr或Ba中的一种或多种，0.002 ≤ X ≤ 0.01。
2.根据权利要求1所述的一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤: ①根据化学通式M3(1_x)Si2O4N2: 3xEu2+分别计算，称取反应试剂MCO3，纯度99.99 %，SiO2，纯度 99.6%, Si3N4，纯度 99.99%，Eu2O3，纯度 99.99% ； ②将上述步骤①称取的MC03、SiO2,Si3N4, Eu2O3放入研钵中，加入适量的酒精，研磨30分钟直至混合均匀； ③将上述混合物干燥后置于坩埚中，然后放入高温管式炉中，在还原气氛下升温加热煅烧； ④将产物加热后再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨过筛，把产物放入烘箱内80~100°C干燥2小时得到铕掺杂的硅基氮氧化物绿色荧光粉。
3.根据权利要求2所述的一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:步骤③中烧结温度是以5°C /min~10°C /min的升温速度升至1300°C~1500°C。
4.根据权利要求2所述的一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:步骤③中还原气氛为氢气与氮气体积比为0.1~0.9的混合气体气氛。
【文档编号】C09K11/59GK103834391SQ201410100536
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】魏健, 沈常宇, 刘桦楠, 路艳芳, 陈德宝 申请人:中国计量学院
【专利摘要】本发明属于稀土发光材料【技术领域】，涉及一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉及制备方法。其化学组成成分可由下述化学式表示：M3(1-x)Si2O4N2:3xEu2+，其中M元素为Ca，Mg，Sr，Ba等碱土金属元素，0.002≤x≤0.01，Eu2+是掺入的稀土离子。本发明通过高温固相合成法合成所述绿色荧光粉M3(1-x)Si2O4N2:3xEu2+，在近紫外光的激发下发出强的绿光，激发波长为270～450nm范围内具有很强的吸收，发射主峰位于510nm左右，并且其发光效率高、强度高、热稳定性好，可用于高显色性白光LED，其制备方法简单，反应条件温和，易于操作，节能省时，在固体照明领域具有极好的应用前景。
【专利说明】一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉及其制备方法，特别涉及一种在近紫外光激发下发射绿色荧光的荧光粉，它可应用于紫外一近紫外型白光LED中，属于稀土发光材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]白光发光二极管(LED)被称为第四代照明光源，作为新一代的固体光源，除了克服传统的白炽灯和荧光灯存在的能耗高、易碎、污染等缺点外，还具有体积小、环保、反应速度快、寿命长、可平面封装、发光强度高、高效、节能、耐振动、低电压驱动、以及不会造成环境污染等有优点。特别是近年来，随着蓝色、紫色以及紫外LED的迅速发展，使得白光LED在照明领域有非常大的应用前景，被公认为目前替代荧光灯和白炽灯的绿色照明光源。
[0003]目前，获得白光LED的形式主要有两种:一种是用紫外、近紫外LED激发三基色(红、绿、蓝)荧光粉，组合产生白光。比如以Y2O2S = Eu3+作为红粉，BaMgSiO4作为绿粉，Ba2Si3O8作为蓝粉，在紫外光激发下可实现白光LED。但由于实现白光LED中的绿色荧光粉比较缺乏，发光强度、发光效率并不高；另一种是使用紫外、近紫外或者蓝光LED芯片加黄色荧光粉，二者发出的光混合形成白光，其中GaN基芯片所发射的蓝光激发YAG:Ce3+荧光粉发展最为迅速，已经实现市场化应用。这种方法是目前应用最多也是最成熟的，但是缺点十分明显，主要原因是蓝色芯片和黄光二基色复合形成的白光，缺少了红色的成分，所以显色指数偏低。荧光粉这些不足已经成为了提高白光LED发展的瓶颈，荧光粉的性能决定了白光LED的发光效率、色温、显色指数等技术指标，因此开发能够被近紫外光激发的白光LED用绿色荧光粉成为当前研究的热点和迫切的任务。
[0004]目前，氮氧化物荧光粉逐渐成为了发光材料领域的研究热点。氮氧化物荧光粉具有从紫外到可见光区的宽带激发带，通过改变硅基氮氧化物荧光粉的化学组成，可以实现蓝、绿、红、黄的全波长发射，并且稳定性远远好于其他体系的荧光粉，并且氮氧化物荧光粉合成条件相对简单，因此对氮氧化物荧光粉的研究具有重要科学意义和应用价值。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，提供一种上述绿色荧光粉的新型制备方法。该方法简单易于操作，反应时间短、烧结温度低、且制备的荧光粉发光强度高、发光效率高、化学性质稳定，具有较宽的激发波段和发射波段等。
[0006]本发明进行深入、详细地研究，通过控制化学组成、原料配比等因素，解决了上述的技术问题。具体方案如下: [0007]本发明提供的一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉及其制备方法，其化学组成成分可由下述化学式表示:M3(1_x)Si204N2:3xEu2+，其中M元素为Ca、Mg、Sr或Ba中的一种或多种，0.002≤ X ≤ 0.01。包括以下步骤:
[0008]①根据化学通式M3(1_x)Si2O4N2:3xEu2+分别计算，称取反应试剂MCO3,纯度99.99%,SiO2，纯度 99.6%, Si3N4，纯度 99.99%，Eu2O3，纯度 99.99% ；
[0009]②将上述步骤①称取的MC03、SiO2、Si3N4、Eu2O3放入研钵中，加入适量的酒精，研磨30分钟直至混合均匀；
[0010]③将上述混合物干燥后置于坩埚中，然后放入高温管式炉中，在还原气氛下升温加热煅烧；[0011]④将产物加热后再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨过筛，把产物放入烘箱内80~100°C干燥2小时得到铕掺杂的硅基氮氧化物绿色荧光粉。
[0012]所述的一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:步骤③中烧结温度是以5°C /min~10°C /min的升温速度升至1300°C~1500°C。
[0013]所述的一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:步骤
③中还原气氛为氢气与氮气体积比为0.1~0.9的混合气体气氛。
[0014]本发明的有益效果是:
[0015]与现有技术相比，本发明的技术方案优点在于:
[0016]1、本发明技术方案提供的基质材料，很容易实现三价稀土离子的还原，而且该稀土离子在该基质中可以稳定存在，不易潮解。
[0017]2、本发明技术方案中的M3(1_x)Si2O4N2:3xEu2+(其中0.002 ^ x ^ 0.01)绿色荧光材料有比较宽的激发区域，激发峰位于289nm、328nm、368nm、405nm，最强激发峰位于368nm附近。在近紫外光激发下有很宽的发射带，其发射波长在450nm~650nm,发射峰位于510nm附近。在蓝光460nm附近区域也有很强的激发峰，能与紫外光、蓝光LED芯片的发射峰吻合，可以很好地匹配LED芯片。
[0018]3、与商用的绿色荧光粉相比，本发明硅基氮氧化物绿色荧光粉的制备过程简单，产物易得，无废水废气排放，绿色环保，适合连续化生产。
[0019]4、本发明的获得荧光粉在近紫外激发下发射很强的绿色光，具有良好的热稳定性，显色性和粒度，它可以较好地满足于近紫外白光LED的应用。同时本发明提供了该荧光粉的制备方法，其步骤简单，易于操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1本发明制备的荧光粉样品Ca3(1_x)Si2O4N2: 3xEu2+的XRD衍射图谱。
[0021]图2本发明制备的荧光粉样品Ca2.97Si204N2:0.03Eu2+的激发光谱图(监测波长为51Onm)和发光光谱图(激发波长为368nm)。
【具体实施方式】
[0022]下面将参照【专利附图】
【附图说明】本发明的具体实施方案。对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是:在不背离本发明的实质和范围的情况下，可以从中进行各种改进和变化。因而，本发明涵盖处于所附权利要求及其等同物的范围之内的本发明的改进和变化。
[0023]实施实例I =Ca2 985Si2O4N2:0.015Eu2+ 的制备
[0024]首先，按化学式Ca2.985Si204N2:0.015Eu2++的化学计量比称取反应原料CaC03、SiO2,Si3N4、Eu2O3,将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精,研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1300°C，在此温度下煅烧6小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物Ca2 985Si2O4N2 = 0.015Eu2+ 绿色荧光粉。
[0025]实施实例2 =Ca2 97Si2O4N2:0.03Eu2+ 的制备
[0026]首先，按化学式Ca2.97Si204N2:0.03Eu2+的化学计量比称取反应原料CaC03、SiO2,Si3N4、Eu2O3,将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精,研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1400°C，在此温度下煅烧8小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物Ca2 97Si2O4N2 = 0.03Eu2+ 绿色荧光粉。
[0027]实施实例3 =Ca2 85Si2O4N2:0.15Eu2+ 的制备
[0028]首先，按化学式Ca2.85Si204N2:0.15Eu2+的化学计量比称取反应原料CaC03、SiO2,Si3N4、Eu2O3,将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精,研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1500°C，在此温度下煅烧6小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物Ca2.S5Si2O4N2:0.15Eu2+绿色荧光粉。
[0029]实施实例4 =Ba2.97Si204N2:0.03Eu2+ 的制备
[0030]首先，按化学式Ba2.97Si204N2:0.03Eu2+的化学计量比称取反应原料BaC03、SiO2,Si3N4、Eu2O3,将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精,研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1500°C，在此温度下煅烧8小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物Ba2 97Si2O4N2 = 0.03Eu2+ 绿色荧光粉。
[0031]实施实例5 =Sr2 97Si2O4N2:0.03Eu2+ 的制备
[0032]首先，按化学式Sr2.97Si204N2:0.03Eu2+的化学计量比称取反应原料SrC03、SiO2,Si3N4、Eu2O3,将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精,研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1400°C，在此温度下煅烧6小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物Sr2 97Si2O4N2 = 0.03Eu2+ 绿色荧光粉。
[0033]实施实例6 =Mg2.97Si204N2:0.03Eu2+ 的制备
[0034]首先，按化学式Mg2.97Si204N2:0.03Eu2+的化学计量比称取反应原料MgC03、SiO2,Si3N4、Eu2O3,将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精,研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1500°C，在此温度下煅烧8小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物Mg2 97Si2O4N2 = 0.03Eu2+ 绿色荧光粉。
[0035]实施实例7:CaL 35MgL 35Si204N2:0.03Eu2+ 的制备[0036]首先，按化学式Cah35Mg1J5Si2O4N2 = 0.03Eu2+的化学计量比称取反应原料CaC03、MgCO3> SiO2, Si3N4, Eu2O3，将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精，研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1400°C，在此温度下煅烧6小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物 Ca2.7Mg0.27Si204N2:0, 03Eu2+ 绿色荧光粉。[0037]实施实例8:CaL 35BaL 35Si204N2:0.03Eu2+ 的制备
[0038]首先，按化学式Cah35Bau5Si2O4N2 = 0.03Eu2+的化学计量比称取反应原料CaC03、BaCO3> SiO2, Si3N4, Eu2O3，将上述称取的反应原料放入研钵中，加入适量的酒精，研磨30min左右直至混合均匀；然后将上述混合物放入干燥箱中，干燥后置于坩埚中，放入高温管式炉中，在氢气与氮气的混合气体还原气氛下升温使煅烧温度至1400°C，在此温度下煅烧8小时，将产物再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨、热处理后得到铕掺杂的硅基氮氧化物 Ca2.7Ba0.27Si204N2:0, 03Eu2+ 绿色荧光粉。
[0039]参见附图1它是本实施实例制备的荧光粉样品Ca3(1_x)Si204N2:3xEu2+的XRD衍射图谱，由图可以看出采用高温固相合成法制备了一系列结晶度好的纯相铕激活的硅基氮氧化物荧光粉，物相纯度较高。
[0040]参见附图2它是本实施实例2制备的荧光粉样品Ca2.978 i204N2:0.03Eu2+的激发光谱图(监测波长为510nm)和发光光谱图(激发波长为368nm)，从图可以看出，激发波段的范围270~450nm,存在四个激发峰，激发峰波长位于289nm、328nm、368nm、405nm,最强激发峰位于368nm附近。在368nm光激发下,发射光谱为宽带谱,其发射波长在450nm~650nm,发射峰位于510nm附近，发射强度较高的绿光。
【权利要求】
1.一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉，其特征在于:其组成成分由下述化学式表示:M3(1_x)Si2O4N2:3xEu2+，其中M元素为Ca、Mg、Sr或Ba中的一种或多种，0.002 ≤ X ≤ 0.01。
2.根据权利要求1所述的一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤: ①根据化学通式M3(1_x)Si2O4N2: 3xEu2+分别计算，称取反应试剂MCO3，纯度99.99 %，SiO2，纯度 99.6%, Si3N4，纯度 99.99%，Eu2O3，纯度 99.99% ； ②将上述步骤①称取的MC03、SiO2,Si3N4, Eu2O3放入研钵中，加入适量的酒精，研磨30分钟直至混合均匀； ③将上述混合物干燥后置于坩埚中，然后放入高温管式炉中，在还原气氛下升温加热煅烧； ④将产物加热后再降温，待冷却至室温后取出，取出的样品经研磨过筛，把产物放入烘箱内80~100°C干燥2小时得到铕掺杂的硅基氮氧化物绿色荧光粉。
3.根据权利要求2所述的一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:步骤③中烧结温度是以5°C /min~10°C /min的升温速度升至1300°C~1500°C。
4.根据权利要求2所述的一种铕离子激活硅基氮氧化物绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:步骤③中还原气氛为氢气与氮气体积比为0.1~0.9的混合气体气氛。
【文档编号】C09K11/59GK103834391SQ201410100536
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】魏健, 沈常宇, 刘桦楠, 路艳芳, 陈德宝 申请人:中国计量学院
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