基于黄长石结构的Eu2+掺杂绿色荧光材料及制备方法与应用与流程

本发明涉及发光材料，特别是涉及一种基于黄长石结构的eu2+掺杂绿色荧光材料及制备方法。

背景技术：

1、以硫化锌为主的稀土发光材料属于经典的发光材料，但是其有着明显的缺点：具有有毒物质、含有放射性元素、稳定性差、发光时间不仅短而且亮度低等，这些因素导致在实际应用中受到了很大的限制，加深了人们对于新型发光材料的需求。白光发光二极管(w-led)由于具有节能、光效高、使用时间长、环境友好等优良特性，在许多领域得到了应用。现有几种技术可以获得w-led，最常见的方法是荧光粉转换led，它是结合ingan基蓝色led与yag:ce3+荧光粉而得，然而，这种w-led存在许多缺点，如显色指数差(cri<50)和高相关色温(cct≈7750k)，这是因为颜色中没有红色成分导致的。另一种方法是紫外(uv)芯片激发三基色(红、绿、黄)荧光粉，它需要器件组合具有不同颜色的多层荧光粉。目前，商用的可被近紫外光激发的有绿色荧光粉y3ga2.5al2.5o12:ce3+和lu3al5o12:ce3+荧光粉，但是存在发光区域过窄，且基质过于单一的问题。因此，探索在紫外区具有良好稳定性和高亮度的绿色荧光粉是非常有必要的。

2、eu2+离子的电子构型是[xe]4f75s25p6。其中4f7组态是由基态中7个电子排列而成。4f7和4f65d1构型都能形成最低激发态，因此不同的eu2+离子晶体场环境可能导致不同的电子跃迁形态。例如eu2+离子的光谱不仅取决于基质晶格的晶体结构，而且也取决于所选择的阳离子。baal12o19:eu2+很容易被365nm激发，但是用同样的波长去激发caal12o19:eu2+和sral12o19:eu2+则不发光。这是因为ba2+离子跟mal12o19:eu2+比较匹配，ca2+、sr2+离子由于离子半径较小，导致晶格畸变，这种畸变影响了eu2+离子的光谱。所以，选择合适的基质，并通过调控稀土离子来获得特定发射波长的荧光粉是必要的。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于黄长石结构的eu2+掺杂的绿色荧光材料及制备方法与应用，用于解决现有技术中可被近紫外光激发的绿色荧光粉存在的发光区域过窄、基质过于单一以及存在的稳定性的问题

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于黄长石结构的eu2+掺杂的绿色荧光材料，所述绿色荧光材料以eu2+离子为发光中心，以ca2mg0.25al1.5si1.25o7为基质，其表达式为：

3、ca2mg0.25al1.5si1.25o7:xeu2+

4、式中0.1≤x≤0.5。

5、本发明还提供一种如上所述的基于黄长石结构的eu2+掺杂的绿色荧光材料的制备方法，包括以下步骤：

6、1)按化学计量比称取原料cao、mgo、sio2、al2o3、eu2o3，研磨并混合均匀；

7、2)惰性气体保护下，将混合均匀的原料高温熔融得熔融物；

8、3)熔融物快速冷却形成玻璃态，清洗，干燥，研磨成粉末，得粉末玻璃态样品；

9、4)取粉末玻璃态样品进行热分析测试获得dsc曲线，根据dsc曲线确定非晶态样品的结晶温度范围，在温度范围内选择热处理温度；

10、5)将粉末玻璃态样品在还原气氛的条件下加热至热处理温度，该温度下保温得到晶态绿色荧光材料。

11、本发明还提供一种上述的上述的基于黄长石结构的eu2+掺杂的绿色荧光材料在发光材料领域的应用。

12、如上所述，本发明的基于黄长石结构的eu2+掺杂的绿色荧光材料及制备方法与应用，具有以下有益效果：

13、本发明的基于黄长石结构的eu2+掺杂的绿色荧光材料以ca2mg0.25al1.5si1.25o7为基质，以eu2+离子为发光中心，获得了450～750nm范围的绿色发光区域，发光性能好且具有良好的热稳定性，解决了现有技术的发光区域过窄、基质过于单一的技术问题。

技术特征：

1.基于黄长石结构的eu2+掺杂绿色荧光材料，其特征在于，所述绿色荧光材料以eu2+离子为发光中心，以ca2mg0.25al1.5si1.25o7为基质，其表达式为：

2.根据权利要求1所述的基于黄长石结构的eu2+掺杂绿色荧光材料，其特征在于，所述绿色荧光材料表达式为：

3.根据权利要求1～2任一项所述的基于黄长石结构的eu2+掺杂绿色荧光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述研磨为于玛瑙研钵中进行。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述高温熔融于井式气氛炉进行；

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述快速冷却为将熔融物倒入冰块中冷却；

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述热分析测试的步骤包括：将粉末玻璃态样品放入同步热分析仪中，在空气中从室温开始加热至1100～1200℃，加热速率为5～15℃/min，即可得到dsc曲线。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述还原气氛为co；

9.根据权利要求1～2任一项所述的基于黄长石结构的eu2+掺杂绿色荧光材料在发光材料领域的应用。

技术总结
本发明提供一种基于黄长石结构的Eu<supgt;2+</supgt;掺杂的绿色荧光材料，所述绿色荧光材料以Eu<supgt;2+</supgt;离子为发光中心，以Ca<subgt;2</subgt;Mg<subgt;0.25</subgt;Al<subgt;1.5</subgt;Si<subgt;1.25</subgt;O<subgt;7</subgt;为基质，其表达式为：Ca<subgt;2</subgt;Mg<subgt;0.25</subgt;Al<subgt;1.5</subgt;Si<subgt;1.25</subgt;O<subgt;7</subgt;:xEu<supgt;2+</supgt;；式中0.1≤x≤0.5；本发明的基于黄长石结构的Eu<supgt;2+</supgt;掺杂的绿色荧光材料具有较宽的发光区域，发光性能好且稳定，解决了现有技术的发光区域过窄、基质过于单一的技术问题；本发明还提供一种基于黄长石结构的Eu<supgt;2+</supgt;掺杂的绿色荧光材料的制备方法及应用。

技术研发人员：熊颖,郑际杰,李利,白龙韬,李佩悦,陈家睿,马立云
受保护的技术使用者：玻璃新材料创新中心（安徽）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4