一種鋱離子摻雜的磷酸釔鋇綠色熒光粉及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及稀土發光材料技術領域，具體涉及一種鋱離子摻雜的磷酸釔鋇綠色熒光粉及其制備方法。
【背景技術】
[0002]白光發光二極管(LED)被稱為第四代照明光源，作為新一代的固體光源，除了克服傳統的白熾燈和熒光燈存在的能耗高、易碎、污染等缺點外，還具有體積小、環保、反應速度快、壽命長、可平面封裝、發光強度高、高效、節能、耐振動和低電壓驅動等優點。特別是近年來，隨著藍色、紫色以及紫外LED的迅速發展，使得白光LED在照明領域有非常大的應用前景，被公認為目前替代熒光燈和白熾燈的綠色照明光源。
[0003]實現白光LED主要有三種途徑:一種是將紅、綠、藍三種LED組合產生白光。但要這種方法電路設計復雜，成本較高。第二種是用量子效應實現單芯片白光，但是成本較高，技術還不成熟。第三種是用藍光或紫光的LED激發不同顏色熒光粉發出的各色光相互配合來實現白光，這種方法簡單易行，成本較低。1996年首次報道了用藍光LED配合YAG:Ce3+黃發射熒光粉實現白光LED，在隨后的發展中，發光效率已經超過了 1001m/W。但是YAG熒光粉位于紅光區域的發射強度非常弱，導致同藍光LED芯片混合后存在紅光缺乏的現象，從而影響白光LED的相關色溫及顯色指數。熒光粉這些不足已經成為了提高白光LED發展的瓶頸，熒光粉的性能決定了白光LED的發光效率、色溫和顯色指數等技術指標，因此開發能夠被紫外光或近紫外光激發的白光LED用綠色熒光粉成為當前研宄的熱點和迫切的任務。
[0004]磷酸鹽是一種優異的熒光粉基質材料，其原料成本低，制備工藝簡單，工業化生產技術相對成熟。此外，稀土磷酸鹽發光粉體性能穩定，發光效率高，被認為是最具實用價值的發光基質之一。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對現有YAG:Ce3+黃發射熒光粉實現白光LED中存在的顯色指數低及色溫不足的缺點，提供一種由紫外光或近紫外光激發，發光效率高，制備方法簡單且環保的磷酸釔鋇基綠色熒光粉及其制備方法。
[0006]為達到以上目的，本發明通過以下技術方案實現:一種鋱離子摻雜的磷酸釔鋇綠色熒光粉，其化學組成為Ba3Y (1_x)Tbx (PO4) 3，其中X取值為0.001?0.2。
[0007]所述鋱離子摻雜的磷酸釔鋇綠色熒光粉采用高溫固相法制備，具體包括如下步驟:
(1)、按Ba3Y(1_x)Tbx (PO4)3中各元素的化學計量比，分別稱取含有Ba2+的化合物、含有Y3+的化合物、含有鋱離子的化合物和含有P 5+的化合物，研磨混合均勻，得到混合料；
(2)、將步驟(I)的混合料，在空氣氣氛下，升溫至300?500°C預燒，保溫0.5?4小時后，自然冷卻，研磨均勻，得到預燒料；
(3)、將步驟(2)的預燒料，在空氣氣氛下，升溫至1150?1350°C燒結，保溫4?16小時后，自然冷卻，研磨均勻，即可。
[0008]步驟(I)中，所述含有Ba2+的化合物為碳酸鋇、硝酸鋇、硫酸鋇、氯化鋇中的一種或多種；所述的含有Y3+的化合物為氧化釔、碳酸釔、硝酸釔中的一種或多種；所述含有P5+的化合物為磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸銨中的一種或多種；所述含有鋱離子的化合物為鋱的氧化物、硝酸鋱中的一種或多種，其中，鋱的氧化物主要是指七氧化四鋱和三氧化二鋱，
還有二氧化鎮。
[0009]有益效果:本發明制備的鋱離子摻雜的磷酸釔鋇綠色熒光粉可以被近紫外或紫外光有效激發，發射主峰波長為542nm的綠光，發光強度大，色度純正，并具有良好的熱穩定性，與其它硫化物、鹵化物相比，無廢水廢氣排放，對環境友好，是一種可以用于白光LED燈或者節能燈的綠色熒光粉。
[0010]本發明將鋱離子摻雜到磷酸釔鋇的晶格中，最終得到了磷酸釔鋇基綠色熒光粉，所制備的磷酸釔鋇基綠色熒光粉中，磷酸釔鋇作為發光基質，使本發明的綠色熒光粉具有較好的顯色性和較高的發光強度。
[0011]本發明制備鋱離子摻雜的磷酸釔鋇綠色熒光粉的原料來源豐富，價格低廉，而且制備工藝簡單，易于操作，對于設備的要求低。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明實施例1所制得的Ba3Ya96Tbatl4(PO4) 3材料樣品的X射線粉末衍射圖譜。
[0013]圖2為本發明實施例1中所制得的Ba3Ya96Tbatl4 (PO4)3材料樣品的吸收光譜圖。
[0014]圖3為本發明實施例1所制得的Ba3Ya96Tbatl4(PO4) 3材料樣品在378nm波長激發下的發光光譜圖。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
取3mol的碳酸鋇、0.48mol的氧化釔、0.0lmol的七氧化四鋱、3mol的磷酸二氫銨進行混合，研磨均勻，得混合料；混合料在空氣氣氛下升溫至300°C預燒1.5小時，自然冷卻、研磨后得預燒料；預燒料在空氣氣氛下升溫至1150°C煅燒10小時，自然冷卻、研磨均勻，即得到化學組成為Ba3Ya96Tbatl4 (PO4)3的綠色熒光粉。
[0016]本實施例所制備的綠色熒光粉材料樣品的X射線粉末衍射圖譜見附圖1。材料樣品的吸收光譜圖見附圖2。材料樣品在378nm波長激發下的發光光譜圖見附圖3。從附圖2和附圖3中可以看出，本實施例所制備的Ba3Ya96Tbatl4 (PO4)3綠色熒光粉能夠被近紫外或紫外光有效激發，發射主峰波長為542nm的綠光，發光強度大，色度純正。
[0017]實施例2
取3mol的硝酸鋇、0.485mol的氧化紀、0.015mol的三氧化二鎮、3mol的磷酸氫二錢進行混合，研磨均勻，得混合料；混合料在空氣氣氛下升溫至400°C預燒2小時，自然冷卻、研磨后得預燒料；預燒料在空氣氣氛下升溫至1250°C煅燒8小時，自然冷卻、研磨均勻，即得到化學組成為Ba3Ya97Tbatl3 (PO4)3的綠色熒光粉。該熒光粉在紫外光照射下具有明亮的綠色發光。
[0018]實施例3
取3mol的碳酸鋇、0.9mol的硝酸紀、0.1mol的二氧化鎮、3mol的磷酸錢進行混合，研磨均勻，得混合料；混合料在空氣氣氛下升溫至450°C預燒4小時，自然冷卻、研磨后得預燒料；預燒料在空氣氣氛下升溫至1350°C煅燒16小時，自然冷卻、研磨得到化學組成為Ba3Ya9Tbai (PO4)3的綠色熒光粉。該熒光粉在紫外光照射下具有明亮的綠色發光。
[0019]實施例4
取3mol的硝酸鋇、0.47mol的碳酸紀、0.06mol的硝酸鎮、3mol的磷酸錢進行混合，研磨均勻，得混合料；混合料在空氣氣氛下升溫至4201預燒2.5小時，自然冷卻、研磨后的預燒料；預燒料在空氣氣氛下升溫至1300°C煅燒8小時，自然冷卻、研磨得到化學組成為Ba3Y0.94Tb0.06 (PO4) 3的綠色熒光粉。該熒光粉在紫外光照射下具有明亮的綠色發光。
[0020]實施例5
取3mol的硫酸鋇、0.445mol的氧化紀、0.0275mol的七氧化四鎮、3mol的磷酸二氫錢進行混合，研磨均勻，得混合料；混合料在空氣氣氛下升溫至500°C預燒0.5小時，自然冷卻、研磨后的預燒料；預燒料在空氣氣氛下升溫至1300°C煅燒12小時，自然冷卻、研磨得到化學組成為Ba3Ya89Tbail (PO4)3的綠色熒光粉。該熒光粉在紫外光照射下具有明亮的綠色發光。
[0021]實施例6
取3mol的氯化鋇、0.4995mol的碳酸紀、0.0Olmol的硝酸鎮、3mol的磷酸二氫錢進行混合，研磨均勻，得混合料；混合料在空氣氣氛下升溫至300°C預燒2小時，自然冷卻、研磨后的預燒料；預燒料在空氣氣氛下升溫至1250°C煅燒4小時，自然冷卻、研磨得到化學組成為Ba3Y0.999Tb0.001 (PO4) 3的綠色熒光粉。該熒光粉在紫外光照射下具有明亮的綠色發光。
[0022]實施例7
取3mol的碳酸鋇、0.8mol的硝酸紀、0.2mol的硝酸鎮、3mol的磷酸氫二錢進行混合，研磨均勻，得混合料；混合料在空氣氣氛下升溫至300°C預燒2小時，自然冷卻、研磨后的預燒料；預燒料在空氣氣氛下升溫至1300°C煅燒8小時，自然冷卻、研磨得到化學組成為Ba3Y0.8Tb0.2 (PO4) 3的綠色熒光粉。該熒光粉在紫外光照射下具有明亮的綠色發光。
【主權項】
1.一種鋱離子摻雜的磷酸釔鋇綠色熒光粉，其特征在于:其化學組成為Ba 3Y(1-x)Tbx(PO4)3，其中 X 取值為 0.001 ~ 0.2ο
2.如權利要求1所述的一種鋱離子摻雜的磷酸釔鋇綠色熒光粉的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)、按Ba3Y(1_x)Tbx (PO4)3中各元素的化學計量比，分別稱取含有Ba2+的化合物、含有Y3+的化合物、含有鋱離子的化合物和含有P 5+的化合物，研磨混合均勻，得到混合料； (2)、將步驟(I)的混合料，在空氣氣氛下，升溫至300?500°C預燒，保溫0.5?4小時后，自然冷卻，研磨均勻，得到預燒料； (3)、將步驟(2)的預燒料，在空氣氣氛下，升溫至1150?1350°C燒結，保溫4?16小時后，自然冷卻，研磨均勻，即可。
3.如權利要求2所述的一種鋱離子摻雜的磷酸釔鋇綠色熒光粉的制備方法，其特征在于:步驟(I)中，所述含有Ba2+的化合物為碳酸鋇、硝酸鋇、硫酸鋇、氯化鋇中的一種或多種；所述的含有Y3+的化合物為氧化釔、碳酸釔、硝酸釔中的一種或多種；所述含有P 5+的化合物為磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸銨中的一種或多種；所述含有鋱離子的化合物為鋱的氧化物、硝酸鋱中的一種或多種。
【專利摘要】本發明公開一種鋱離子摻雜的磷酸釔鋇綠色熒光粉及其制備方法，該綠色熒光粉的化學組成為Ba3Y（1-x）Tbx(PO4)3，其中x取值為0.001～0.2，該熒光粉采用高溫固相法制備，首先按熒光粉化學式中各元素的化學計量比，分別稱取含有Ba2+的化合物、含有Y3+的化合物、含有鋱離子的化合物和含有P5+的化合物，研磨混合均勻，所得混合料先在300～500℃預燒0.5～4小時，冷卻后再在1150～1350℃燒結4～16小時，冷卻，即可。本發明制備的綠色熒光粉能被近紫外或紫外光有效激發，發射主峰波長為542nm的綠光，發光強度大，色度純正，并具有良好的熱穩定性，且制備方法無廢水廢氣排放，對環境友好。
【IPC分類】C09K11-81
【公開號】CN104610969
【申請號】CN201510060249
【發明人】趙營剛, 石冬梅, 白曉華
【申請人】洛陽理工學院
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月5日