·12CaO白光發光材料及其制備方法
【專利摘要】一種銪鉍離子共摻雜的7Al2O3·12CaO白光發光材料及其制備方法，所述7Al2O3·12CaO白光發光材料為銪離子、鉍離子共同摻雜的7Al2O3·12CaO，發光中心來自于銪離子和鉍離子的特征激發，其中，所述材料中銪摩爾量與Ca摩爾量的比值為x%，鉍摩爾量與Ca摩爾量的比值為y%，x和y的取值范圍在0.05-5之間。
【專利說明】銪鉍離子共摻雜的7AI203 -12CaO白光發光材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光功能材料【技術領域】，具體涉及一種銪鉍離子共摻雜的7A1203.12Ca0白光發光材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]在照明市場中，白光LED是近些年發展最迅猛的技術之一。與傳統照明方式(白熾鎢絲燈泡及熒光節能燈)相比，白光LED具有更長的壽命，更高的發光效率等優點。為了實現LED白光照明，可采用以下方案:1.三基色(紅，綠，藍)芯片組合發光實現白光；2.藍光芯片(GaN/InGaN)結合黃色熒光粉(適量引入綠色熒光粉和紅色熒光粉)，實現白光照明；3.近紫外芯片結合三基色熒光粉實現白光發射。
[0003]上述方案，均需要調和/混合多種熒光粉來實現白光發射，熒光粉混合不均勻造成的發光顯色性不均勻，不同熒光粉之間熱穩定性不一致等現象，在一定程度上限制了其進一步發展。因此，目前市場迫切需要單一熒光材料體系實現白光發射，使得白光照明的實現途徑簡單化，降低成本。
【發明內容】
[0004]本發明旨在填補現有單一熒光材料的空白，本發明提供了一種銪鉍離子共摻雜的7A1203.12Ca0白光發光材料及其制備方法。
[0005]本發明提供了一種銪-鉍離子共摻雜的7A1203.12Ca0白光發光材料，所述7A1203.12Ca0白光發光材料為銪離子、鉍離子共同摻雜的7A1203.12Ca0，發光中心來自于銪離子和鉍離子的特征激發，其中，所述材料中銪摩爾量與Ca摩爾量的比值為，鉍摩爾量與Ca摩爾量的比值為y%，X和y的取值范圍在0.05-5之間。
[0006]較佳地，所述Eu-B1:7A1203 *12Ca0白光發光材料在278nm波段的紫外光激發下發射可見光，其中，所述發射的可見光為波長400—530nm的藍綠光以及波長580—625nm的紅光。
[0007]較佳地，當x〈5時，y〈2時，經過合理調配藍綠光和紅光的比例，所述材料在色坐標上可以表現為正白光；
例如當 x%= I % > y% = 0.5%或者 x% = 2% > y% = 2% 時,所述 7A1203.12Ca0 白光發光材料在色坐標上表現為正白光。
[0008]又，本發明提供了一種上述7A1A.12Ca0白光發光材料的制備方法，所述方法包括:
1)將Al2O3粉末、CaO粉末和/或CaCO3粉末、Eu2O3粉末以及Bi2O3粉末按摩爾比7:12:6x%:6y%,均勻混合得到原料粉末；
2)將步驟I)制備的原料粉末在1100-1350°C焙燒后、研磨得到所述銪-鉍離子共摻雜的7A1203.12Ca0白光發光材料。
[0009]較佳地，步驟2)中，所述焙燒工藝中，焙燒在空氣氣氛中進行，焙燒的升溫速率為2—10C /分鐘，焙燒時間為2-6小時。
[0010]較佳地，步驟2)中，所述焙燒工藝中，焙燒的升溫速率為3 — 8°C /分鐘，焙燒溫度為1150-1300°C，焙燒時間3-5小時。
[0011]本發明的有益效果:
本發明通過高溫固相焙燒的方法，獲得了一種新型熒光材料Eu-B1:7A1203.12Ca0，該突光粉材料在278nm波段的紫外光激發下發射可見光,發光波長包括兩個主要區間，一個是主峰位于465nm左右的藍光發射，一個是位于615nm左右的紅光發射，二者調配得當即可獲得白光發射；
與現有技術相比，本發明制備的熒光材料，是一種在單一體系7A1203.12Ca0中實現白光發射的熒光材料。有利于簡化工藝、節約成本，符合新型發光材料的發展要求，適合工業化生產，可用于LED照明、光電顯示屏等工業領域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1示出了本發明的幾個實施方式中制備的不同Bi離子摻雜濃度的(X%=2%)Eu-B1:7A1203.12Ca0熒光粉的發光圖譜；
圖2示出了本發明的幾個實施方式中制備的不同Bi離子摻雜濃度的= 2% )Eu-B1:7A1203.12Ca0熒光粉的色坐標圖譜；
圖3示出了本發明的一個實施方式中制備的(x%= 0.5% )Bi+(y%= 1% )Eu離子摻雜7A1203.12Ca0熒光粉的發光圖譜；
圖4示出了本發明的一個實施方式中制備的(x% = 0.5% )Bi+(y% = 1% )Eu離子摻雜7A1203.12Ca0熒光粉的色坐標圖譜。
【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖和下述實施方式進一步說明本發明，應理解，附圖及下述實施方式僅用于說明本發明，而非限制本發明。
[0014]本發明公開了一種銪(Eu)，鉍(Bi)離子共摻雜的7A1203.12Ca0的白光發光材料及其制備方法，所述白光發光材料是一種Eu和Bi離子共同激發的突光材料。該白光發光材料的制備過程為:將構成7A1203.12Ca0的原料Al2O3, CaO(或CaCO3)按照7:12配比配料，然后稱取/2Eu203和7% /2Bi203 (相對于Ca原子)，干法混合均勻，在空氣氣氛下進行燒結，焙燒溫度范圍為1100-1350°C，焙燒時間2-6h，最后隨爐冷卻至室溫。本發明所制得的發光材料在275nm波長的紫外光激發下,發射可見光,發光波長主要包括兩個區間，一個是主峰位于465nm左右的藍光發射，一個是位于615nm左右的紅光發射，二者調配得當即可獲得白光發射。所制備的白光熒光材料屬于紫外激發實現白光照明的方式，并可在單一體系內獲得白光，其發光中心來自于Eu和Bi離子的特征激發，無需多種熒光粉材料復合，結構簡單，有利于降低成本，節約能源，Eu-B1:7A1203.12Ca0白光熒光材料可應用于白光照明領域或其它光電子顯示照明領域。
[0015]發光材料Eu-B1:7Al203.12Ca0 的制備原料為 Al2O3, CaO (或 CaCO3), Eu2O3, Bi2O3等，Al2O3, CaO按照7:12摩爾比稱取，Eu和Bi離子摻雜濃度為乂％和(與Ca原子比)，X和y在0.05-5之間。
[0016]通過調節Eu離子和Bi離子的摻雜濃度(例如當Eu離子和Bi離子的摻雜濃度分別為0.05?2%和0.05?2% (與Ca原子比)時)，可實現7A1203.12Ca0發射白光。
[0017]將Al2O3, CaO (或CaCO3)，Eu2O3, Bi2O3等按比例稱取，干法混合均勻，然后放入電爐內經過1100-1350°C的高溫固相焙燒，最后隨爐冷卻至室溫，研磨后可得最終樣品。
[0018]高溫固相焙燒時為空氣氣氛。
[0019]米用空氣氣氛焙燒時，高溫固相反應時間為2_6h。
[0020]作為一種優選方案,米用高溫固相焙燒方法,在1150-1300°C溫度下,保溫2_6h,最后隨爐冷卻至室溫，研磨。
[0021]作為一種優選方案，所述的高溫固相焙燒過程中，可以不通入任何氣氛，即在空氣氣氛下燒結，焙燒溫度為1150-1300°C，焙燒時間3-5h，最后隨爐冷卻至室溫，研磨后可得最終樣品。
[0022]本發明通過高溫固相焙燒的方法，獲得了一種新型熒光材料Eu-B1:7A1203 ^UCaO,該熒光粉材料在278nm波段的紫外光激發下發射可見光，發光波長包括兩個主要區間，一個是主峰位于465nm左右的藍光發射，一個是位于615nm左右的紅光發射，二者調配得當即可獲得白光發射；
與現有技術相比，本發明制備的熒光材料，是一種在單一體系7A1203.12Ca0中實現白光發射的熒光材料。有利于簡化工藝、節約成本，符合新型發光材料的發展要求，適合工業化生產，可用于LED照明、光電顯示屏等工業領域。
[0023]以下進一步列舉出一些示例性的實施例以更好地說明本發明。應理解，本發明詳述的上述實施方式，及以下實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，本領域的技術人員根據本發明的上述內容作出的一些非本質的改進和調整均屬于本發明的保護范圍。另外，下述工藝參數中的具體配比、時間、溫度等也僅是示例性，本領域技術人員可以在上述限定的范圍內選擇合適的值。
[0024]實施例1
將原料Al2O3, CaCO3等按摩爾比7:12稱取，Eu2O3和Bi2O3按1%,0.25% (與Ca原子的摩爾比)，將原料干法混合均勻。將上述混合原料放入電爐中，在空氣氣氛1300°C下焙燒4h，隨爐冷卻到室溫，取出研磨；
圖1 中曲線 1# 為所制得熒光材料(x%= 2% )Eu-(y%= 0.5% )B1:7Al203.12Ca0發光圖譜，可見，本實施例所制得的突光粉材料的主發射峰為:位于468nm和615nm。圖2中1#為熒光材料(x%= 2% )Eu-(y%= 0.5% )B1:7Al203.12Ca0的色坐標，色坐標值為(0.415，0.298)，表觀上為暖白光(淺紅黃)。
[0025]實施例2
將原料Al2O3, CaCO3等按摩爾比7:12稱取，Eu2O3和Bi2O3按I %，0.5% (與Ca原子的摩爾比)，將原料干法混合均勻。將上述混合原料放入電爐中，在空氣氣氛1300°C下焙燒4h，隨爐冷卻到室溫，取出研磨；
圖1中曲線2#為所制得熒光材料(x%= 2% )Eu-(y% = 1% )B1:7Al203.12Ca0發光圖譜，可見，本實施例所制得的突光粉材料的主發射峰為:位于468nm和615nm。圖2中2#為熒光材料(x%= 2% )Eu-(y%= 1% )B1:7Al203.12Ca0的色坐標，色坐標值為(0.406，0.306)，表觀上為暖白光(淺紅黃)。
[0026]實施例3
將原料Al2O3, CaCO3等按摩爾比7:12稱取，Eu2O3和Bi2O3按I %，I % (與Ca原子的摩爾比)，將原料干法混合均勻。將上述混合原料放入電爐中，在空氣氣氛1250°C下焙燒4h，隨爐冷卻到室溫，取出研磨；
圖1中曲線3#為所制得熒光材料(x%= 2% )Eu-(y%= 2% )B1:7Al203.12Ca0發光圖譜，可見，本實施例所制得的突光粉材料的主發射峰為:位于468nm和615nm。圖2中3#為熒光材料(x%= 2% )Eu-(y%= 2% )B1:7Al203.12Ca0的色坐標，色坐標值為(0.330,0.302),表觀上為正白光。
[0027]實施例4
將原料Al2O3, CaCO3等按摩爾比7:12稱取，Eu2O3和Bi2O3按I %，2.5% (與Ca原子的摩爾比)，將原料干法混合均勻。將上述混合原料放入電爐中，在空氣氣氛1150°C下焙燒6h，隨爐冷卻到室溫，取出研磨；
圖1中曲線4#為所制得熒光材料(x%= 2% )Eu-(y%= 5% ) B1: 7A1203.12Ca0發光圖譜，可見，本實施例所制得的突光粉材料的主發射峰為:位于468nm(較弱)和615nm。圖2中4#為熒光材料(x%= 2% )Eu-(y%= 0.5% )B1:7Al203.12Ca0的色坐標，色坐標值為(0.457,0.302),表觀上為紅光。
[0028]實施例5
將原料Al2O3, CaCO3等按摩爾比7:12稱取，Eu2O3和Bi2O3按0.5%，0.25% (與Ca原子的摩爾比)，將原料干法混合均勻。將上述混合原料放入電爐中，在空氣氣氛1250°C下焙燒4h，隨爐冷卻到室溫，取出研磨；
圖3中曲線為所制得熒光材料(x%= 1% )Eu-(y%= 0.5% )B1:7Al203.12Ca0發光圖譜，可見，本實施例所制得的突光粉材料的主發射峰為:位于468nm和615nm。圖4為該熒光材料(x%= 1% )Eu-(y%= 0.5% )B1:7Al203 * 12Ca0的色坐標，色坐標值為(0.341,0.297),表觀上為正白光。
【權利要求】
1.一種銪-秘離子共摻雜的7A1203.12CaO白光發光材料，其特征在于，所述7A1203.12CaO白光發光材料為銪離子、鉍離子共同摻雜的7A1203.12CaO，發光中心來自于銪離子和鉍離子的特征激發，其中，所述材料中銪摩爾量與Ca摩爾量的比值為x%，鉍摩爾量與Ca摩爾量的比值為y%，X和y的取值范圍在0.05 -5之間。
2.根據權利要求1所述的7A1203.12CaO白光發光材料，其特征在于，所述7A1203.12CaO白光發光材料在278nm波段的紫外光激發下發射可見光，其中，所述發射的可見光為波長400— 530nm的藍綠光以及波長580— 625nm的紅光。
3.根據權利要求1或2所述的7A1203.12CaO白光發光材料，其特征在于，當x〈5時，y〈2時，經過合理調配藍綠光和紅光的比例，所述7A1203.12CaO白光發光材料在色坐標上能夠表現為正白光。
4.一種權利要求1-3中任一所述7A1203.12CaO白光發光材料的制備方法,其特征在于，所述方法包括: 1)將Al2O3粉末、CaO粉末和/或CaCO3粉末、Eu2O3粉末以及Bi2O3粉末按摩爾比7:12:6x%:6 y%，均勻混合得到原料粉末； 2)將步驟I)制備的原料粉末在1100-1350°C焙燒后、研磨得到所述銪-鉍離子共摻雜的7A1203.12Ca0白光發光材料。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述焙燒工藝中，焙燒在空氣氣氛中進行，焙燒的升溫速率為2 — 10°C /分鐘，焙燒時間為2-6小時。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述焙燒工藝中，焙燒的升溫速率為3 — 8°C /分鐘，焙燒溫度為1150-1300 °C，焙燒時間3_5小時。
【文檔編號】C09K11/64GK104263363SQ201410541895
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】劉光輝, 劉茜, 周真真, 萬潔瓊 申請人:中國科學院上海硅酸鹽研究所