稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉及其制备方法与流程

本发明属于稀土发光材料制备技术领域，具体涉及稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉，本发明还涉及该红色荧光粉的制备方法。

背景技术：

发光二极管(lightemittingdiode，led)被公认为是二十一世纪的新一代光源，具有耗能低、响应快、绿色环保、寿命长、体积小及发光效率高等诸多优点，在照明和显示领域有着巨大的应用前景。目前，照明用白光led的红色荧光粉中多以铕离子作为激活剂来获得红色光成分，较为单一。因此开发新的发红色光的稀土离子具有一定的现实意义，而钐离子吸收紫外光后可以发射出三个峰的光(～565nm，～600nm和～646nm)，从而显示出红色光，这一特点在降低白光led的色温中具有很好的应用价值。

技术实现要素：

本发明的目的是提供稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉，可以与现有发光二极管有效匹配，且发光效率高，稳定性好，适合作为白光led中的红色光成分。

本发明的另一个目的是提供稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，以钼酸盐为基质，化学通式为k5y1-x(moo4)4:xsm³⁺，其中0.01≤x≤0.2。

本发明所采用的另一个技术方案是，稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按化学通式k5y1-x(moo4)4:xsm³⁺的摩尔配比，其中0.01≤x≤0.2，分别称取含k元素的固体化合物、含y元素的固体化合物、含有mo元素的固体化合物和含有sm元素的固体化合物作为原料；

步骤2、将步骤1所称取的原料研磨并混合均匀，得到原料混合物；

步骤3、将步骤2得到的原料混合物在空气气氛下煅烧3h～6h，煅烧温度为600℃～850℃，煅烧完成后随炉冷却至室温，得到煅烧产物；

步骤4、将步骤3得到的煅烧产物研磨，得到稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉。

本发明的特点还在于，

步骤1中含k元素的固体化合物为k2co3，含y元素的固体化合物为y2o3，含有mo元素的固体化合物为moo3，含有sm元素的固体化合物为sm2o3。

步骤2中研磨时间为30min～60min。

步骤3中煅烧采用快速升温电阻炉，升温速率为5℃/min～8℃/min。

步骤4中研磨时间为10min～30min。

本发明的有益效果是，

本发明稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉，以钼酸盐为基质，通过掺杂激活离子sm³⁺，制备得到稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉，激发波长为350nm～500nm，发射波长为550nm～680nm，主发射峰位于646nm，属于红色光范围，可以与现有发光二极管有效匹配，且发光效率高，稳定性好，适合作为白光led中的红色光成分，化学性质稳定，发光性能好，发光强度高，显色性好；

本发明稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉的制备方法，采用高温固相法，不添加助熔剂，在空气气氛中、较低的温度下煅烧，工艺流程设备要求简单，实验条件易达到，生产周期短，重现性好可以用于工业化生产。

附图说明

图1是实施例2制备得到的k5y0.98(moo4)4:0.02sm³⁺红色荧光粉的xrd图谱；

图2是实施例4制备得到的k5y0.94(moo4)4:0.06sm³⁺红色荧光粉的激发光谱和发射光谱；

图3是实施例6制备得到的k5y0.9(moo4)4:0.1sm³⁺红色荧光粉的cie色坐标图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉，以钼酸盐为基质，化学通式为k5y1-x(moo4)4:xsm³⁺，其中0.01≤x≤0.2。

本发明稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按化学通式k5y1-x(moo4)4:xsm³⁺的摩尔配比，其中0.01≤x≤0.2，分别称取k2co3、y2o3、moo3和sm2o3作为原料；

步骤2、将步骤1中称取的所有原料混合后研磨30min～60min待混合均匀后，形成混合料；

步骤3、将经步骤2得到的混合料于空气气氛下煅烧3h～6h，升温速率为5℃/min～8℃/min，煅烧温度为600℃～850℃，煅烧完成后随炉冷却至室温，得到煅烧产物；

其中，煅烧时按照以下化学反应方程式进行合成：

5/2k2co3+(1-x)/2y2o3+4moo3+x/2sm2o3＝k5y(moo4)4:xsm³⁺+5/2co2；

步骤4、将步骤3得到的煅烧产物研磨10min～30min，得到稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉。

实施例1

取x＝0.01，按化学式k5y0.99(moo4)4:0.01sm³⁺的化学计量配比，用电子天平分别称取k2co3、y2o3、moo3和sm2o3作为原料，其中稀土氧化物的纯度为99.99％，其余均为分析纯；将上述称取的所有原料混合后研磨30min，使原料之间混合均匀，得到混合料；将得到的混合料装入刚玉坩埚中，并将该刚玉坩埚置于快速升温电阻炉中，于空气气氛下煅烧，期间以5℃/min的升温速率升至600℃，保温3h，待煅烧完成后随炉冷却，直至冷却至室温，得到煅烧产物；取出煅烧后的产物再次研磨10min，即得到化学式为k5y0.99(moo4)4:0.01sm³⁺稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉。

实施例2

取x＝0.02，按化学式k5y0.98(moo4)4:0.02sm³⁺的化学计量配比，用电子天平分别称取k2co3、y2o3、moo3和sm2o3作为原料，其中稀土氧化物的纯度为99.99％，其余均为分析纯；将上述称取的所有原料混合后研磨40min，使原料之间混合均匀，得到混合料；将得到的混合料装入刚玉坩埚中，并将该刚玉坩埚置于快速升温电阻炉中，于空气气氛下煅烧，期间以7℃/min的升温速率升至750℃，保温5h，待煅烧完成后随炉冷却，直至冷却至室温，得到煅烧产物；取出煅烧后的产物再次研磨20min，即得到化学式为k5y0.98(moo4)4:0.02sm³⁺稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉。

图1是利用实施例2中的制备方法得到的k5y0.98(moo4)4:0.02sm³⁺的x射线衍射图谱，从图1中可以看到：本实施例的测试结果与标准pdf卡片47-0898相匹配，这说明所制备的荧光粉较纯，其为六方结构，空间群r-3m。

实施例3

取x＝0.04，按化学式k5y0.96(moo4)4:0.04sm³⁺的化学计量配比，用电子天平分别称取k2co3、y2o3、moo3和sm2o3作为原料，其中稀土氧化物的纯度为99.99％，其余均为分析纯；将上述称取的所有原料混合后研磨60min，使原料之间混合均匀，得到混合料；将得到的混合料装入刚玉坩埚中，并将该刚玉坩埚置于快速升温电阻炉中，于空气气氛下煅烧，期间以8℃/min的升温速率升至850℃，保温6h，待煅烧完成后随炉冷却，直至冷却至室温，得到煅烧产物；取出煅烧后的产物再次研磨30min，即得到化学式为k5y0.96(moo4)4:0.04sm³⁺稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉。

实施例4

取x＝0.06，按化学式k5y0.94(moo4)4:0.06sm³⁺的化学计量配比，用电子天平分别称取k2co3、y2o3、moo3和sm2o3作为原料，其中稀土氧化物的纯度为99.99％，其余均为分析纯；将上述称取的所有原料混合后研磨55min，使原料之间混合均匀，得到混合料；将得到的混合料装入刚玉坩埚中，并将该刚玉坩埚置于快速升温电阻炉中，于空气气氛下煅烧，期间以7℃/min的升温速率升至800℃，保温5.5h，待煅烧完成后随炉冷却，直至冷却至室温，得到煅烧产物；取出煅烧后的产物再次研磨15min，即得到化学式为k5y0.94(moo4)4:0.06sm³⁺稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉。

图2是利用实施例4中的制备方法制备得到的k5y0.94(moo4)4:0.06sm³⁺荧光粉的激发光谱和发射光谱，从图2中可见：主激发峰405nm，位于紫外光到蓝光区域，可以被现有的led芯片有效激发，其主发射峰位于646nm，发射出明亮的红光，可以作为白光led中的红色光成分。

实施例5

取x＝0.08，按化学式k5y0.92(moo4)4:0.08sm³⁺的化学计量配比，用电子天平分别称取k2co3、y2o3、moo3和sm2o3作为原料，其中稀土氧化物的纯度为99.99％，其余均为分析纯；将上述称取的所有原料混合后研磨35min，使原料之间混合均匀，得到混合料；将得到的混合料装入刚玉坩埚中，并将该刚玉坩埚置于快速升温电阻炉中，于空气气氛下煅烧，期间以5℃/min的升温速率升至650℃，保温3.5h，待煅烧完成后随炉冷却，直至冷却至室温，得到煅烧产物；取出煅烧后的产物再次研磨30min，即得到化学式为k5y0.92(moo4)4:0.08sm³⁺稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉。

实施例6

取x＝0.1，按化学式k5y0.9(moo4)4:0.1sm³⁺的化学计量配比，用电子天平分别称取k2co3、y2o3、moo3和sm2o3作为原料，其中稀土氧化物的纯度为99.99％，其余均为分析纯；将上述称取的所有原料混合后研磨30min，使原料之间混合均匀，得到混合料；将得到的混合料装入刚玉坩埚中，并将该刚玉坩埚置于快速升温电阻炉中，于空气气氛下煅烧，期间以7℃/min的升温速率升至800℃，保温5h，待煅烧完成后随炉冷却，直至冷却至室温，得到煅烧产物；取出煅烧后的产物再次研磨25min，即得到化学式为k5y0.9(moo4)4:0.1sm³⁺稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉。

图3是利用实施例6中的制备方法制备得到的k5y0.9(moo4)4:0.1sm³⁺荧光粉的cie色坐标图，从图3中可以看到：k5y0.9(moo4)4:0.1sm³⁺荧光粉样品的色坐标为(0.611，0.387)，显示为红色光。

实施例7

取x＝0.15，按化学式k5y0.85(moo4)4:0.15sm³⁺的化学计量配比，用电子天平分别称取k2co3、y2o3、moo3和sm2o3作为原料，其中稀土氧化物的纯度为99.99％，其余均为分析纯；将上述称取的所有原料混合后研磨30min，使原料之间混合均匀，得到混合料；将得到的混合料装入刚玉坩埚中，并将该刚玉坩埚置于快速升温电阻炉中，于空气气氛下煅烧，期间以5℃/min的升温速率升至800℃，保温6h，待煅烧完成后随炉冷却，直至冷却至室温，得到煅烧产物；取出煅烧后的产物再次研磨15min，即得到化学式为k5y0.85(moo4)4:0.15sm³⁺稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉。

实施例8

取x＝0.2，按化学式k5y0.8(moo4)4:0.2sm³⁺的化学计量配比，用电子天平分别称取k2co3、y2o3、moo3和sm2o3作为原料，其中稀土氧化物的纯度为99.99％，其余均为分析纯；将上述称取的所有原料混合后研磨35min，使原料之间混合均匀，得到混合料；将得到的混合料装入刚玉坩埚中，并将该刚玉坩埚置于快速升温电阻炉中，于空气气氛下煅烧，期间以7℃/min的升温速率升至850℃，保温6h，待煅烧完成后随炉冷却，直至冷却至室温，得到煅烧产物；取出煅烧后的产物再次研磨20min，即得到化学式为k5y0.8(moo4)4:0.2sm³⁺稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉。

本发明稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉，以钼酸盐为基质，通过掺杂激活离子sm³⁺，制备得到稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉，钼酸盐中的moo4^2-由于本身具有的特殊性质，可以有效的吸收紫外到蓝光区域的光，并将能量传递给掺杂离子，从而具有很高的发光强度；制备得到稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉，激发波长为350nm～500nm，发射波长为550nm～680nm，主发射峰位于646nm，属于红色光范围，可以与现有发光二极管有效匹配，且发光效率高，稳定性好，适合作为白光led中的红色光成分，化学性质稳定，发光性能好，发光强度高，显色性好；

本发明稀土钐激活钼酸盐基红色荧光粉的制备方法，采用高温固相法，不添加助熔剂，在空气气氛中、较低的温度下煅烧，工艺流程设备要求简单，实验条件易达到，生产周期短，重现性好可以用于工业化生产。