一种钨酸盐基白光发光材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及发光材料技术领域，具体涉及一种白光荧光粉及其制备方法和应用。

背景技术：

led具有无污染、长寿命、节能环保等优点，广泛应用于各种显示器、指示灯、背光源、家用或商用照明。白钨矿结构的钨酸盐由于具有稳定的化学性质和低的声子能量，已经被证实是重要的光学材料。bo4^2-离子具有四面体结构，b⁶⁺离子位于四面体的中心，4个o^2-离子位于四面体的4个顶角。基态b⁶⁺离子的外层轨道充满电子，受激发时，o^2-离子的一个2p电子跃迁到b⁶⁺离子的空d轨道，随即又回到基态，产生跃迁辐射，因此，钨酸盐是典型的自激活发光材料。同时，abo4型钨酸盐也是一类重要的发光基质材料。由于常用的蓝色led芯片激发黄色yag：ce荧光粉所得白光缺少红色成分，显色指数低，因此，以钨酸盐为基质，eu³⁺为发光中心的红色荧光粉研究最为普遍。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种单一荧光粉钨酸盐基白光发光材料，可以在近紫外光激发下发出白光。

本发明的技术方案是：

一种钨酸盐基白光发光材料，该发光材料的化学式为ba0.05sr0.94-zwo40.01tm³⁺zdy³⁺，所述的z＝0.01～0.06。

本发明的发光材料优选所述的z＝0.01～0.04。最优选为所述的z＝0.03。

本发明的发光材料，可在352～366nm的激发波长下，发白光。最优选的激发波长下354nm。

本发明的应用在于将所述的发光材料应用作为近紫外芯片激发白光的材料。

本发明的一种钨酸盐基白光发光材料的制备方法，所述的发光材料是将原料按生成ba0.05sr0.94-zwo40.01tm³⁺zdy³⁺所需的化学计量比混合加热至500℃～900℃条件，并经燃烧固相反应制得。优选加热到800℃～900℃。

所述原料包括ba(no3)2、sr(no3)2、(nh4)6h2w12o40.nh2o、tm2o3和dy2o3。

所述的原料中添加有尿素和乙二醇。

反应时间为15～40min。

发明人在长期的对钨酸盐的掺杂进行研究过程中发现，具体如图6所示，图6是bamsr0.99-mwo4:0.01tm³⁺的发射光谱图(λex＝359nm)。随着少量ba²⁺离子的掺杂，荧光粉的发光强度增强，当ba²⁺离子的掺杂浓度为0.05时，发光最佳，继续增加ba²⁺离子的掺杂浓度，则发光开始减弱。因而，少量ba²⁺离子的掺杂加剧了srwo4晶体的晶格畸变，这有利于tm³⁺离子对sr²⁺离子的取代，同时有利于tm³⁺的发光。经发明人的实验研究中确定ba²⁺离子的最佳掺杂浓度为0.05，当ba²⁺离子的掺杂浓度为0.05时，ba0.05sr0.94-zwo4,缩写为bswo。发明人在以上研究的基体成分的基础上，通过进一步研究发现，在该基体上进行dy³⁺和tm³⁺共掺杂，可以得到发白光的荧光粉。通过控制本发明的化学式为ba0.05sr0.94-zwo40.01tm³⁺zdy³⁺系列荧光粉，不但xrd显示900度烧结出的样品为srwo4纯相。更为关健的是ba0.05sr0.94-zwo4:0.01tm³⁺zdy³⁺(z＝001～0.06)在352～366nm的激发波长下发光在白光区，特别是354nm激发下，z＝0.03时，荧光粉的发光最接近标准白光，色坐标为(0.321,0.347)，色温为6000k。因此，本发明的ba0.05sr0.94-zwo40.01tm³⁺zdy³⁺可作为近紫外芯片激发白光的应用材料。

附图说明

图1是ba0.05sr0.94wo4:0.01tm³⁺0.03dy³⁺的扫描电镜(sem)照片。产物的结晶形貌以均匀的椭球状为主，平均颗粒尺寸约为0.5um。

图2a是ba0.05sr0.93wo4:0.01tm³⁺0.01dy³⁺的激发光谱图(λem＝573nm和λem＝454nm)；

图2b是ba0.05sr0.93wo4:0.01tm³⁺0.01dy³⁺的在激发波长为352-366nm的发射光谱；

图2c是ba0.05sr0.94-zwo4:0.01tm³⁺zdy³⁺的发射光谱(λex＝353nm，z＝0.01-0.04)；

图2d是ba0.05sr0.94-zwo4:0.01tm³⁺zdy³⁺的发射光谱(λex＝359nm，z＝0.01-0.04)；

图3是ba0.05sr0.91wo4:0.01tm³⁺0.03dy³⁺的cie1931色度图；

图4是ba0.05sr0.91wo4:0.01tm³⁺0.03dy³⁺在353nm激发1分钟后的余辉衰减曲线；

图5是ba0.05sr0.910.01tm³⁺0.03dy³⁺样品的xrd图。

物相分析用dmax-2500型x射线衍射仪(xrd)。测试参数为cu(kα)靶，40kv管电压，250ma管电流，扫描范围10-70°，扫描步长0.02°，扫描速度8°/min。粉体形貌分析在quanta200扫描电子显微镜(sem)上进行。粉体的发光用日立f-4500型荧光分光光度计测量，测试条件为：氙灯光源，电压400v，狭缝宽度2.5nm，扫描速度240nm/min.

图6是bamsr0.99-mwo4:0.01tm³⁺的发射光谱图(λex＝359nm)。

具体实施方式

按生成ba0.05sr0.94-zwo4:0.01tm³⁺zdy³⁺(z＝0.01-0.06)化学计量比称取ba(no3)2(a.r.),sr(no3)2(a.r.),(nh4)6h2w12o40.nh2o(a.r.),tm2o3(4n)和dy2o3(4n),称取分别是3倍bswo摩尔比例的尿素和12倍bswo摩尔比例的乙二醇,(先将tm2o3(4n)和dy2o3(4n)溶于浓硝酸，制得tm(no3)3和dy(no3)3的混合溶液，用ph试纸调节溶液的ph值为碱性，再将此溶液和其余称取的物质放入电磁搅拌器中完全)混合，根据样品检测确定的最佳温度进行反应和烧结制得样品。

图2(a)为制得的ba0.05sr0.910.01tm³⁺0.03dy³⁺的激发光谱，监测波长分别为454nm和573nm，两条激发光谱在353nm和366nm存在叠加。图2(b)为ba0.05sr0.910.01tm³⁺0.03dy³⁺在激发波长为352-366nm的发射光谱。当激发波长在352-366nm之间时，tm³⁺和dy³⁺同时被激发，发射光强度随激发波长改变有规律的变化。在353nm和366nm附近发白光，在359附近，处于白光区，但靠近蓝光区域。

图2(c)为ba0.05sr0.94-z0.01tm³⁺zdy³⁺(z＝0.01-0.04)的发射光谱图，激发波长353nm。随着dy³⁺离子掺杂摩尔浓度的增加，荧光粉的发光强度先增强后减弱，掺杂浓度为0.03时发光最强.表1列出了z＝0.01-0.06，激发波长为352-366nm荧光粉的色坐标。当z＝0.01时，荧光粉的发光区域靠近蓝光区域，随着z值增大，发光经白光向黄光区域靠近，z＝0.03最靠近黄光区，随后又向白光区靠近。对照图3和表1可知，当z＝0.03，激发波长为354nm时，发光最靠近标准白光(0.333,0.333)，此时的色坐标为(0.321,0.347)，色温为6000k。

表1ba0.05sr0.94-zwo4:0.01tm³⁺zdy³⁺色坐标(z＝0.01-0.06)