專利名稱：一種硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法。屬于熒光粉制備的技術領域。
背景技術：
對Zn2SiO4:Mn2+綠色熒光粉的研究已經有很多年的歷史，從40年代起就作為綠色熒光粉(254nm激發)成份被廣泛應用于熒光燈和后來的CRT裝置中，至50年代后期，在燈用熒光粉領域逐漸被更高光效和光通維持特性的鹵磷酸鈣熒光粉取代，目前仍應用在CRT、長余輝顯示等領域。二十世紀60年代后，PDP等平板顯示技術得到了迅速發展，人們Zn2SiO4:Mn2+綠色熒光粉在真空紫外光激發下發光亮度高、色坐標佳、穩定性好，非常適合PDP顯示要求。
Zn2SiO4:Mn2+熒光粉的合成方法有高溫固相反應法、溶膠凝膠法(中國專利98813227.3)燃燒合成法(中國專利CN1470595A)等。真正商用的Zn2SiO4:Mn2+熒光粉仍然采用高溫固相法合成，就是將SiO2、ZnO、MnCO3、助熔劑等原料充分混合后裝入坩堝，在空氣或中性氣氛中升溫至1100～1300℃，保溫2～5h合成。該方法操作簡單，但合成的Zn2SiO4:Mn2+粉末容易出現發黃或部分發黃的現象，嚴重影響粉色和熒光粉亮度，發黃粉末的亮度下降幅度可達40％以上。為解決粉色發黃問題，往往需要多次高溫煅燒，增加了工藝成本，且效果仍不能令人滿意。
我們通過實驗發現，灼燒后Zn2SiO4:Mn2+粉體的發黃主要存在于坩堝中心區域，且越往芯部顏色越黃。XRD分析表明，坩堝四周白色粉末的衍射數據與JCPDS標準卡片08-0492符合得很好，表明是純的正硅酸鋅基質。而在發黃的中心區域粉末中，除正硅酸鋅結構外，還發現有ZnO的衍射峰(JCPDS 36-1451)存在。
發明內容
技術問題本發明的目的是提出一種硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，在現有的高溫固相法基礎上進行改進，合成工藝簡單，可以一次灼燒合成純白的粉體，消除粉色發黃問題。
技術方案本發明涉及的硅酸鹽綠色熒光粉的化學表達式為Zn2-2xMn2xSiO4其中0.0025≤x≤0.08。
本發明提出一種硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，包括以下幾個步驟1，按上述熒光粉組成的化學計量比分別稱取所需的原料和少量量助熔劑，所用的熒光粉原料為(1)碳酸錳或硝酸錳中的一種或兩種；(2)硅化合物采用二氧化硅或硅酸中的一種或兩種；(3)氧化鋅或可以轉化為氧化鋅的碳酸鋅、堿式碳酸鋅或硝酸鋅的鋅鹽中的一種或多種；(3)助熔劑采用氟化銨、氟化氫銨或氟化鋅中的一種或幾種。將原料充分混合，稱為混合料，2，稱取相當于混合料重量的5～40％的二氧化硅和助熔劑，或硅酸和助熔劑的混合物，稱為預置料。其中助熔劑的比例占預置料重量的0.5～10％，3，將混合料裝入坩堝至1/2至2/3，用非金屬質的木棒、玻璃棒或塑料棒等在中心壓出圓柱形、長方形或半球形坑，在坑中裝入預置料，繼續裝入混合料。預置料的位置應位于全部物料的中心部位，4，將裝好的物料在空氣中或惰性氣氛下1200至1400℃的溫度下灼燒至少一次0.5～10小時，1000℃以上急冷取出或在惰性氣氛保護下冷卻到室溫取出，5，灼燒過的粉末經過粉碎、洗滌、干燥、過篩，即可得到硅酸鹽綠色熒光粉。
有益效果本發明的優點是(1)制備工藝簡單，易于實現；(2)可以一次性制備出粉色全白的硅酸鹽綠色熒光粉，消除了粉色發黃問題。
圖1是周圍白色粉末的XRD衍射圖。
圖1是芯部發黃粉末的XRD衍射圖。“↓”所示位置為ZnO衍射峰。
圖3是裝料示意圖。
具體實施例方式
實施例1稱取ZnO 0.99摩爾，MnCO30.01摩爾，SiO20.5摩爾，NH4F 0.005摩爾，用混料機充分混合，作為混合料；稱取SiO20.05摩爾，NH45F 0.001摩爾，作為預置料；將混合料的2/3裝入氧化鋁坩堝，用木棒壓出圓柱性坑，將預置料放入坑中，繼續裝入剩余的混合料。將坩堝放入高溫爐中，升溫至1200℃灼燒1小時，急冷取出。將灼燒產物粉碎，用去離子水洗滌至中性、脫水、干燥、過篩，即可得到硅酸鹽綠色熒光粉。該熒光粉在147nm激發下亮度為108。
實施例2稱取ZnO 0.99摩爾，MnCO30.01摩爾，SiO20.5摩爾，NH4F 0.005摩爾，用混料機充分混合，作為混合料；稱取SiO20.1摩爾，NH45F 0.001摩爾，作為預置料；其余同實施例1。該熒光粉在147nm激發下亮度為105。
實施例3稱取ZnO 0.99摩爾，MnCO30.01摩爾，SiO20.5摩爾，NH4F 0.005摩爾，用混料機充分混合，作為混合料；稱取SiO20.2摩爾，NH45F 0.005摩爾，作為預置料；其余同實施例1。該熒光粉在147nm激發下亮度為95。
實施例4稱取ZnO 0.99摩爾，MnCO30.01摩爾，SiO20.5摩爾，NH4F 0.005摩爾，用混料機充分混合，作為混合料；稱取SiO20.05摩爾，NH45F 0.001摩爾，作為預置料；在1250℃灼燒1小時，其余同實施例1。該熒光粉在147nm激發下亮度為110。
實施例5稱取ZnO 0.99摩爾，MnCO30.01摩爾，SiO20.5摩爾，NH4F 0.005摩爾，用混料機充分混合，作為混合料；稱取SiO20.05摩爾，NH45F 0.001摩爾，作為預置料；在1300℃灼燒0.5小時，其余同實施例1。該熒光粉在147nm激發下亮度為108。
實施例6稱取ZnO 0.99摩爾，MnCO30.01摩爾，SiO20.5摩爾，NH4HF20.0025摩爾，用混料機充分混合，作為混合料；稱取SiO20.05摩爾，NH45F 0.001摩爾，作為預置料；在1300℃灼燒0.5小時，其余同實施例1。該熒光粉在147nm激發下亮度為104。
權利要求
1.一種硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，其特征在于硅酸鹽綠色熒光粉的化學表達式為Zn2-2xMn2xSiO4，其中0.0025≤x≤0.08，其制備方法包括以下幾個步驟1)按上述熒光粉組成的化學計量比分別稱取所需的原料和少量助熔劑，2)稱取相當于混合料重量的，5～40％的二氧化硅和助熔劑，或硅酸和助熔劑的混合物，稱為預置料，其中助熔劑的比例占預置料重量的0.5～10％，3)將混合料裝入坩堝至1/2至2/3，用非金屬質的木棒、玻璃棒或塑料棒等在中心壓出圓柱形、長方形或半球形坑，在坑中裝入預置料，繼續裝入混合料，預置料的位置應位于全部物料的中心部位，4)將裝好的坩堝在空氣中或惰性氣氛下1200至1400℃的溫度下灼燒至少一次0.5～10小時，1000℃以上急冷取出或在惰性氣氛保護下冷卻到室溫取出，5)灼燒過的粉末經過粉碎、洗滌、干燥、過篩，即可得到硅酸鹽綠色熒光粉。
2.根據權利要求1所述的硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，其特征在于所用的熒光粉原料為a、碳酸錳或硝酸錳中的一種或兩種；b、硅化合物采用二氧化硅或硅酸中的一種或兩種；c、氧化鋅或可以轉化為氧化鋅的碳酸鋅、堿式碳酸鋅或硝酸鋅的鋅鹽中的一種或多種；d、助熔劑采用氟化銨、氟化氫銨或氟化鋅中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，其特征在于助熔劑采用氟化銨、氟化氫銨或氟化鋅中的一種或幾種。
全文摘要
一種硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法，其硅酸鹽綠色熒光粉的化學表達式為 Zn
文檔編號C09K11/59GK1664056SQ20051003837
公開日2005年9月7日 申請日期2005年2月21日 優先權日2005年2月21日
發明者蔣建清, 董巖, 于金, 方峰 申請人:東南大學