一种蓝色荧光粉及其快速制备方法与流程

本发明属于荧光粉制备
技术领域：
，具体涉及一种cao-sio2-caf2-euo体系的蓝色荧光粉及其快速制备方法。
背景技术：
：白光led因其功耗小、效率高、绿色环保、节能、寿命长、体积小、响应快、显色性好等显著优点，成为21世纪绿色照明光源，良好的市场前景和巨大的社会经济效益引起业界的广泛关注。一般来说，led实现白光发射有三种方式：一是目前已经实现商业化的蓝光led芯片激发yag：ce3+黄色荧光粉；二是近紫外led芯片上涂覆能发射白光的单一基质荧光粉直接获得白光；三是在紫外/近紫外led芯片上涂覆三基色(红、绿、蓝)混合荧光粉获得白光。因此，蓝色荧光粉的制备和性能研究对白光led来说至关重要。稀土发光材料是一类重要的功能材料，广泛应用于照明、显示等领域。其中eu2+具有4fn-15d1外层电子构型，其5d轨道裸露于外层，跃迁发射呈宽带，强度较高，荧光寿命较短，这种宽带发射的性质正好能得到光谱较全，光色性较饱和的光源，因此eu2+是灯用荧光粉广泛使用的稀土离子。硅酸盐由于其原料丰富、制备方法简单、晶体结构稳定、结构和成分容易调整、热稳定性及化学稳定性优良，同时硅酸盐基稀土发光材料具有较宽的激发光谱，可被紫外线、近紫外线和蓝光激发并发射各种颜色的光，在照明和显示等各个领域均有广泛的应用，成为稀土发光材料理想的基质材料。目前，荧光粉还原的方式主要是氢气还原和c粉还原，但氢气还原气氛存在一定安全隐患，c粉还原效果较差、容易污染荧光粉，两者的所需还原温度较高，使用范围受限。据我们所知，目前尚无使用al粉还原方法制备eu2+掺杂的cao-sio2-caf2-euo体系蓝色荧光粉的报道。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种蓝色荧光粉及其快速制备方法，采用al粉作为还原剂，通过非接触式的还原处理，制备出发光性能优异的荧光粉，从而使其更好地应用于led器件。为了达到上述目的，本发明提供了一种蓝色荧光粉的快速制备方法，其特征在于，包括：步骤1：称取caco3，sio2，caf2和eu2o3原料粉体置于研钵中研磨后，在800～1200℃下烧结6～12h，冷却至室温，得到样品；步骤2：称取al粉与样品，分别置于两个坩埚舟中，并将坩埚舟置于真空管式炉中，抽真空，在950～1000℃下进行还原烧结处理10～60min，得到蓝色荧光粉。优选地，所述的两个坩埚舟的中心距离为1～5cm。优选地，所述的al粉与样品的质量比为(0.03～1):1。优选地，所述的研磨时间为30～60min。优选地，所述的两个坩埚舟平行置于真空管式炉中。优选地，所述的caco3，sio2，caf2和eu2o3原料的质量比满足：当caco3全部转化为cao，eu2o3全部转化为euo时，cao为0～45.90质量份，sio2为0～32.79质量份，euo为0～8.64质量份，caf2为0～21.30质量份，各原料用量均不为0。更优选地，所述的caco3，sio2，caf2和eu2o3原料的质量比满足：当caco3全部转化为cao，eu2o3全部转化为euo时，以cao、sio2，caf2和euo的质量和为基准，以质量百分比计，cao含量为40.38％～45.90％，sio2含量为30.90％～32.79％，euo含量为0.01％～8.64％，caf2含量为20.08％～21.30％。优选地，所述的各原料的质量比为caco3:sio2:caf2:eu2o3＝1.6367:0.7018:0.4560:0.2055。本发明还提供了上述的制备方法所制备的蓝色荧光粉。本发明选择硅酸钙盐作为基质材料，eu2+作为发光中心。掺杂eu2+到硅酸钙盐中，通过不同的还原时间，在紫外光(uv)的激发下,cao-sio2-caf2-euo体系的荧光粉表现出从430～600nm范围内的蓝光发射，其最强的激发峰在360～400nm范围内。本发明中提出低温固相不接触式的al还原方法，该还原方法具有高效、对样品无污染、还原效果好、成本低、有效反应范围广等优点。在cao-sio2-caf2-euo体系荧光粉的制备过程中，使用al粉为还原剂进行还原反应，通过对荧光粉的局域规整，可以有效的调控晶体场的局域配位数和化学压，进而实现荧光粉的光谱性能优化。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)使用远程铝还原反应法作为还原制备手段。不同于传统的气氛还原，铝还原法不需要和荧光粉接触，还原10～60min即可实现由紫外光激发的蓝色荧光粉的制备；2)使用远程铝还原反应法作为还原制备手段，还原温度不超过1000℃。附图说明图1为cao-sio2-caf2-euo体系蓝色荧光粉的发射光谱图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施案例1：一种蓝色荧光粉的快速制备方法，具体步骤为：1)按化学计量比称取caco3，sio2，caf2，eu2o3原料粉体3g(其中各原料质量比为caco3:sio2:caf2:eu2o3＝1.6367:0.7018:0.4560:0.2055，见表一)置于玛瑙研钵中，加入乙醇3ml进行研磨30min后放入氧化铝坩埚中，置于马弗炉中在1100℃下烧结8h，冷却至室温，得到样品。2)按照al粉与样品的质量比为0.3:1称取0.3gal粉与1g样品，分别置于两个坩埚舟中，并将坩埚舟平行置于真空管式炉中，两个坩埚舟的中心距离为3cm，将整个系统抽真空至小于负0.1mpa后，在1000℃下进行还原烧结处理10min，自然冷却至室温，得到蓝色荧光粉。3)使用荧光光谱仪(hitachif-7000)测试该体系荧光粉的光谱性质，结果表明，该荧光粉的激发峰位于365nm，在该激发波长光的激发下，显示最强发射波长位于467nm的蓝光发射，表明该荧光粉为365nm激发下的蓝色荧光粉。荧光粉发射光谱如图1所示。4)使用cei(1931)计算荧光粉的色坐标，得到其色坐标为(0.2438,0.2999)。实施案例2：一种蓝色荧光粉的快速制备方法，具体步骤为：1)按化学计量比称取caco3，sio2，caf2，eu2o3原料粉体3g(其中各原料质量比为caco3:sio2:caf2:eu2o3＝1.6367:0.7018:0.4560:0.2055，见表一)置于玛瑙研钵中，加入乙醇3ml进行研磨30min后放入氧化铝坩埚中，置于马弗炉中在1100℃下烧结8h，冷却至室温，得到样品。2)按照al粉与样品的质量比为0.3:1称取0.3gal粉与1g样品，分别置于两个坩埚舟中，并将坩埚舟平行置于真空管式炉中，两个坩埚舟相距3cm，将整个系统抽真空至小于负0.1mpa后，在1000℃下进行还原烧结处理20min后，自然冷却至室温，得到蓝色荧光粉。3)使用荧光光谱仪(hitachif-7000)测试该体系荧光粉的光谱性质，结果表明，该荧光粉的激发峰位于365nm，在该激发波长光的激发下，显示最强发射波长位于467nm的蓝光发射，表明该荧光粉为365nm激发下的蓝色荧光粉。荧光粉发射光谱如图1所示。4)使用cei(1931)计算荧光粉的色坐标，得到其色坐标为(0.2116,0.2034)。实施案例3：一种蓝色荧光粉的快速制备方法，具体步骤为：1)按化学计量比称取caco3，sio2，caf2，eu2o3原料粉体3g(其中各原料质量比为caco3:sio2:caf2:eu2o3＝1.6367:0.7018:0.4560:0.2055，见表一)置于玛瑙研钵中，加入乙醇3ml进行研磨30min后放入氧化铝坩埚中，置于马弗炉中在1100℃下烧结8h，冷却至室温，得到样品。2)按照al粉与样品的质量比为0.3:1称取0.3gal粉与1g样品，分别置于两个坩埚舟中，并将坩埚舟平行置于真空管式炉中，两个坩埚舟相距3cm，将整个系统抽真空至小于负0.1mpa后，在1000℃下进行还原烧结处理30min后，自然冷却至室温，得到蓝色荧光粉。3)使用荧光光谱仪(hitachif-7000)测试该体系荧光粉的光谱性质，结果表明，该荧光粉的激发峰位于365nm，在该激发波长光的激发下，显示最强发射波长位于467nm的蓝光发射，表明该荧光粉为365nm激发下的蓝色荧光粉。荧光粉发射光谱如图1所示。4)使用cei(1931)计算荧光粉的色坐标，得到其色坐标为(0.2313,0.2862)。表1具体实施案例实施案例123caco3(g)1.63671.63671.6367sio2(g)0.70180.70180.7018caf2(g)0.45600.45600.4560eu2o3(g)0.20550.20550.2055还原时间(min)102030还原温度(℃)100010001000激发波长(nm)365365365发射波长(nm)467467467光谱曲线见图1见图1见图1当前第1页12