專利名稱：一種鈰釓錳共激活的綠色稀土發光材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種稀土發光材料及其制備方法，特別涉及一種鈰釓錳共激活的綠色 稀土發光材料及其制備方法。
背景技術：
相比傳統笨重的CRT顯示設備，新型平板顯示器具有大屏幕、高清晰度、數字化、 輕薄的優點，有很強的競爭力，因而近幾年來，應用平板顯示技術(FDP)制造的新型大屏幕 顯示器開始逐漸占領傳統CRT顯示設備的市場份額并且在逐步擴張。目前FPD技術主要包括液晶顯示(IXD)、電致發光技術(ELD)、場致發射(FED)以 及等離子平板顯示技術(PDP)。其中液晶顯示(LCD)背光源部分主要采用亮度及彩色優異 的熒光燈，LCD優異與否的幾個重要指標是色彩的再現性和亮度，而色彩的再現性和亮度與 LCD所使用的熒光粉有著直接的關系。顏色特性是熒光燈的一個重要技術指標，它包括兩方面的含義，一是熒光燈的相 關色溫、另一個是其顯色指數。作為顯示應用，還要求色彩艷麗，目前作為顯示綠色單元的 無汞燈使用的是LAP、CAT。這兩種熒光粉的峰值波長都在545nm，而綠色波段顏色最鮮艷的 是波長在516nm 526nm左右。因此，這兩種廣泛使用的綠色熒光粉的缺點是顏色不夠艷 麗，色純度不夠高。已有的艷麗的綠色熒光粉Zn2SiO4 = Mn,其發射峰值波長在525nm，但其發光強度和 穩定性不夠優異，難以滿足使用的需要。
發明內容
本發明的目的在于提供一種新型的綠色稀土發光材料及其制備方法。本發明所采取的技術方案是
一種鈰釓錳共激活的綠色稀土發光材料，其組成式為CeyGdxMnzBai_x_yMgl_zAl1202(l.5其中 0. 01 ^ X ^ 0. 1, 0. 01 ^ y ^ 0. 1,0. 01 ^ ζ ^ 0. 5。上述鈰釓錳共激活的綠色稀土發光材料的制備方法，包括以下步驟
1)按比例稱取原料，加入0. 5 2% (Wt)的助熔劑，混合均勻；
2)將上述混合物裝入坩堝，空氣氛中，1480 1540°C燒結時間3 5小時；
3)將燒結物破碎，洗滌干凈，烘干；
4)將烘干的破碎燒結物在1350 1400°C的還原氣氛中處理3 6小時；
5)在還原氣氛中降溫至室溫，破碎，洗滌干凈，烘干，得到發光材料。本發明的綠色稀土發光材料可被140 250nm紫外波段激發，其發射峰值波長為 516士2 nm。符合于147nm，174nm稀有氣體Xe等為激發源的無汞燈和PDP顯示屏的應用要 求。激發后發出的綠色光艷麗，發光強度高，發光性能穩定。
圖1為本發明綠色稀土發光材料的同步輻射測試的激發光譜圖； 圖2為本發明綠色稀土發光材料的147nm波長激發的發射光譜圖； 圖3為本發明綠色稀土發光材料的172nm波長激發的發射光譜圖； 圖4為本發明綠色稀土發光材料的185nm波長激發的發射光譜圖； 圖5為本發明綠色稀土發光材料的205nm波長激發的發射光譜圖； 圖6為本發明綠色稀土發光材料的XRD圖7為本發明實施例的綠色稀土發光材料的205nm波長激發的發射光譜圖； 圖8為本發明實施例的綠色稀土發光材料與Zn2SiO4 = Mn在147nm波長激發的發射光譜 的對比·Λ#為Zn2Si04:Mn，2#為本發明綠色稀土發光材料；
圖9為本發明實施例的綠色稀土發光材料與Zn2SiO4 = Mn在172nm波長激發的發射光譜 的對比·Λ#為Zn2Si04:Mn，2#為本發明綠色稀土發光材料。
具體實施例方式一種鈰釓錳共激活的綠色稀土發光材料，其組成式為CeyGdxMnzBai_x_yMgl_zAl1202a5 其中 0. 01 彡 χ 彡 0. 1，0. 01 ^ y ^ 0. 1,0. 01 彡 ζ 彡 0. 5。上述鈰釓錳共激活的綠色稀土發光材料的制備方法，包括以下步驟
1)按比例稱取原料，加入0. 5 2% (Wt)的助熔劑，混合均勻；
2)將上述混合物裝入坩堝，空氣氛中，1480 1540°C燒結時間3 5小時；
3)將燒結物破碎，洗滌干凈，烘干；
4)將烘干的破碎燒結物在1350 1400°C的還原氣氛中處理3 6小時；
5)在還原氣氛中降溫至室溫，破碎，洗滌干凈，烘干，得到發光材料。下面結合實施例，進一步說明本發明。實施例1
綠色稀土發光材料的組成為 Cea01Gd0.01Mn0.01Ba0.97Mg0. ^l12O19. ！
1)取氧化鈰1. 721克，氧化釓1. 812克，氧化鎂4. 030克，碳酸錳1. 149克，碳酸鋇 191. 416克，氧化鋁611. 768克，4. 059克助熔劑，機械混合30小時，混合均勻；
2)將上述混合物裝入剛玉坩堝，并置于高溫爐中燒結，氣氛為空氣，燒結溫度為 1500°C，燒結時間為4. 5小時；
3)出爐，冷卻后，將燒結物破碎至D50=3.0μ m，用硝酸(1:1)洗滌1次，再用80 ！去 離子水洗滌4次，離心機甩干，140°C溫度下烘干；
4)將烘干物在還原氣氛下N2-H2高溫處理，處理溫度為1400°C，處理時間為3.5小時；
5)在還原氣氛中降到室溫，將燒結物破碎，用80°C去離子水洗滌3次，140°C溫度下 烘干，過篩450目，得到綠色稀土發光材料。實施例2
1)綠色稀土發光材料的組成為Cea !Gd0. !Mn0. ^aa 7Mg0. ^l12O19. ！
2)取氧化鈰17. 211克，氧化釓18. 125克，氧化鎂4. 030克，碳酸錳11. 495克，碳酸 鋇138. 135克，氧化鋁611. 768克，8. 00克助熔劑，機械混合30小時，混合均勻；
3)將上述混合物裝入剛玉坩堝，并置于高溫爐中燒結，氣氛為空氣，燒結溫度為1500°C，燒結時間為4. 5小時；
4)出爐，冷卻后，將燒結物破碎至D50=3.0μ m，用硝酸(1:1)洗滌1次，再用80 ！去 離子水洗滌4次，離心機甩干，140°C溫度下烘干；
5)將烘干物在還原氣氛下N2-H2高溫處理，處理溫度為1400°C，處理時間為3. 5小
時；
6)在還原氣氛中降到室溫，將燒結物破碎，用80°C去離子水洗滌3次，140°C溫度下 烘干，過篩450目，得到綠色稀土發光材料。實施例3
綠色稀土發光材料的組成為CeaiGda QiMn0.2Ba0.^1Al12O19.!
1)取氧化鈰17. 211克，氧化釓1. 812克，氧化鎂4. 030克，碳酸錳22. 989克，碳酸鋇 136. 162克，氧化鋁611. 768克，3. 970克助熔劑，機械混合30小時，混合均勻；
2)將上述混合物裝入剛玉坩堝，并置于高溫爐中燒結，氣氛為空氣，燒結溫度為 1500°C，燒結時間為4. 5小時；
3)出爐，冷卻后，將燒結物破碎至D50=3.0μ m，用硝酸(1:1)洗滌1次，再用80 ！去 離子水洗滌4次，離心機甩干，140°C溫度下烘干；
4)將烘干物在還原氣氛下N2-H2高溫處理，處理溫度為1400°C，處理時間為3. 5小
時；
5)在還原氣氛中降到室溫，將燒結物破碎，用80°C去離子水洗滌3次，140°C溫度下 烘干，過篩450目，得到綠色稀土發光材料。實施例4
綠色稀土發光材料的組成為CeatllGda !Mn0. !Ba0.^1Al12O19.!
1)取氧化鈰1. 721克，氧化釓18. 125克，氧化鎂4. 030克，碳酸錳11. 495克，碳酸鋇 155. 895克，氧化鋁611. 768克，8. 030克助熔劑，機械混合30小時，混合均勻；
2)將上述混合物裝入剛玉坩堝，并置于高溫爐中燒結，氣氛為空氣，燒結溫度為 1500°C，燒結時間為4. 5小時；
3)出爐，冷卻后，將燒結物破碎至D50=3.0μ m，用硝酸(1:1)洗滌1次，再用80 ！去 離子水洗滌4次，離心機甩干，140°C溫度下烘干；
4)將烘干物在還原氣氛下N2-H2高溫處理，處理溫度為1400°C，處理時間為3. 5小
時；
5)在還原氣氛中降到室溫，將燒結物破碎，用80°C去離子水洗滌3次，140°C溫度下 烘干，過篩450目，得到綠色稀土發光材料。實施例5
綠色稀土發光材料的組成為CeatllGda O1Mna2Baa78MgaiAl12Oiai
1)取氧化鈰1. 721克，氧化釓1. 812克，氧化鎂4. 030克，碳酸錳22. 989克，碳酸鋇 153. 922克，氧化鋁611. 768克，3. 981克助熔劑，機械混合30小時，混合均勻；
2)將上述混合物裝入剛玉坩堝，并置于高溫爐中燒結，氣氛為空氣，燒結溫度為 1500°C，燒結時間為4. 5小時；
3)出爐，冷卻后，將燒結物破碎至D50=3.0μ m，用硝酸(1:1)洗滌1次，再用80 ！去 離子水洗滌4次，離心機甩干，140°C溫度下烘干；
54)將烘干物在還原氣氛下N2-H2高溫處理，處理溫度為1400°C，處理時間為3. 5小
時；
5)在還原氣氛中降到室溫，將燒結物破碎，用80°C去離子水洗滌3次，140°C溫度下 烘干，過篩450目，得到綠色稀土發光材料。 實施例1綠色稀土發光材同步輻射測試的激發光譜圖如圖1所示； 實施例1綠色稀土發光材147nm波長激發的發射光譜圖如圖2所示； 實施例1綠色稀土發光材172nm波長激發的發射光譜圖如圖3所示； 實施例1綠色稀土發光材185nm波長激發的發射光譜圖如圖4所示； 實施例1綠色稀土發光材205nm波長激發的發射光譜圖如圖5所示； 實施例1綠色稀土發光材XRD圖如圖6所示；
本發明實施例的綠色稀土發光材料的205nm波長激發的發射光譜圖如圖7所示； 本發明實施例1的綠色稀土發光材料與Zn2SiO4 = Mn在147nm波長激發的發射光譜的對 比:1#為Zn2Si04:Mn，2#為本發明綠色稀土發光材料如圖8所示；
本發明實施例1的綠色稀土發光材料與Zn2SiO4 = Mn在172nm波長激發的發射光譜的對 比:1#為Zn2Si04:Mn，2#為本發明綠色稀土發光材料如圖9所示。
權利要求
一種鈰釓錳共激活的綠色稀土發光材料，其組成式為CeyGdxMnzBa1 x yMg1 zAl12O20.5，其中 0.01≤x≤0.1，0.01≤y≤0.1，0.01≤z≤0.5。
2.權利要求1所述的鈰釓錳共激活的綠色稀土發光材料的制備方法，包括以下步驟1)按比例稱取原料，加入0. 5 2% (wt)的助熔劑，混合均勻；2)將上述混合物裝入坩堝，空氣氛中，1480 1540°C燒結時間3 5小時；3)將燒結物破碎，洗滌干凈，烘干；4)將烘干的破碎燒結物在1350 1400°C的還原氣氛中處理3 6小時；5)在還原氣氛中降溫至室溫，破碎，洗滌干凈，烘干，得到發光材料。
3.根據權利要求2所述的鈰釓錳共激活的綠色稀土發光材料的制備方法，其特征在 于原料為相應元素的氧化物或在高溫能夠轉變為其氧化物的化合物。
4.根據權利要求2所述的鈰釓錳共激活的綠色稀土發光材料的制備方法，其特征在 于助熔劑包括硼酸、氟化鋇、氟化鋁、氯化銨、氯化鋇。
5.根據權利要求2所述的鈰釓錳共激活的綠色稀土發光材料的制備方法，其特征在 于步驟3)中破碎至2. 0 3. 0 μ m。
6.根據權利要求2所述的鈰釓錳共激活的綠色稀土發光材料的制備方法，其特征在 于步驟5)中破碎至3. 0 4. 0 μ m。
全文摘要
本發明公開了一種鈰釓錳共激活的綠色稀土發光材料及其制備方法。發光材料的組成式為CeyGdxMnzBa1-x-yMg1-zAl12O20.5其中0.01≤x≤0.1,0.01≤y≤0.1，0.01≤z≤0.5。制備方法，包括以下步驟稱取原料，加入助熔劑，混合均勻；將上述混合物裝入坩堝，燒結；將燒結物破碎，洗滌干凈，烘干；將烘干的破碎燒結物在1350～1400℃的還原氣氛中處理3～6小時；在還原氣氛中降溫至室溫，破碎，洗滌干凈，烘干，得到發光材料。本發明的綠色稀土發光材料可被140～250nm紫外波段激發，其發射峰值波長為516±2nm。符合于147nm，174nm稀有氣體Xe等為激發源的無汞燈和PDP顯示屏的應用要求。激發后發出的綠色光艷麗，發光強度高，發光性能穩定。
文檔編號C09K11/64GK101906300SQ20101025426
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月16日 優先權日2010年8月16日
發明者劉宗淼, 胡學芳, 賴志敏 申請人:江門市科恒實業股份有限公司