一種釤銪共摻雜的磷酸釔鋇熒光粉及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及到紫外-紫光型白光LED照明及顯示熒光粉領域，具體的說是一種釤銪共摻雜的磷酸釔鋇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、低電壓驅動、以及不會造成環境污染等有優點。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、紫光或紫外光的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 = Dy3+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、顯色指數等技術指標，因此開發能夠被紫光或近紫外光激發的白光LED用紅色熒光粉成為當前研究的熱點和迫切的任務。
[0004]此外，熒光材料的發光效率除了與其化學組成和結構相關外，不同的制備方法導致熒光材料具有不同的性能，從而會對熒光材料的發光性能產生明顯的影響。例如，磷酸鹽體系的熒光材料常采用高溫固相合成法合成的，其反應溫度高、制備時間長、對實驗設備要求較高，由于在高溫下反應易產生團聚作用，得到的產物粒徑大，需要球磨，會嚴重影響熒光材料的發光亮度和性能。而溶膠一凝膠法制備過程對于磷酸鹽熒光材料難以實現。因此，選擇合適的制備熒光材料的方法也是本技術領域中急需解決的問題。
【發明內容】
[0005]為解決現有YAG = Dy3+黃發射熒光粉實現白光技術紅色成分不足、顯色指數及色溫不足以及高溫固相法容易團聚、顆粒球磨破碎后容易影響發光效率的缺點，本發明提供了一種釤銪共摻雜的磷酸釔鋇熒光粉及其制備方法，該熒光粉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。
[0006]本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種釤銪共摻雜的磷酸釔鋇熒光粉，該熒光粉的化學式為=Ba3Y (lxy)SmxEuy (PO4) 3，式中，x取0.001?0.2，y取0.001?0.2。
[0007]上述釤銪共摻雜的磷酸釔鋇熒光粉的制備方法，包括以下步驟: 1)按照上述的化學計量比稱取鋇源、釔源、釤源、銪源和磷源，并且用去離子水把磷源完全溶解，制備成磷源溶液，且在磷源溶液中，磷酸根或等效磷酸根濃度為0.05mol/l至飽和濃度，備用；
飽和濃度是指常溫下磷源溶解在去離子水中的最大溶解度；
2)取發煙硝酸，向其中加入去離子水調節其濃度為15?20mol/l，制得反應體系，備用；
其中，硝酸的量要保證其能完全溶解步驟I)中稱量鋇源、釔源、釤源和銪源；
3)向步驟2)中制得的反應體系中加入步驟I)稱量好的鋇源，待完全溶解后加入步驟
I)稱量好的釔源，待釔源完全溶解后再加入步驟I)稱量好的釤源，待釤源完全溶解后再加入步驟I)稱量好的銪源，最后滴加氨水調節PH值為I?2，在此過程中，邊攪拌邊通過加熱保持反應體系的溫度保持在85?90°C，最終得到透明澄清溶液，備用；
4)向步驟3)中得到的透明澄清溶液中加入步驟I)制備好的磷源溶液，充分攪拌后滴加氨水以使其發生沉淀反應，保持反應體系溫度為85?90°C，pH ^ 8.0，并且不斷攪拌，直至沉淀量不再增加，然后過濾得到白色沉淀，將白色沉淀烘干即得到反應前驅體，備用；
5)將步驟4)得到的反應前驅體在空氣氣氛下，以4?15°C/min的升溫速率加熱至1000?1350°C，并在此溫度下燒結2?8h，自然冷卻后研磨成粉，并用去離子水超聲清洗，干燥后即得到產品。
[0008]所述的鋇源為碳酸鋇、硝酸鋇、硫酸鋇、氯化鋇中的一種或多種混合。
[0009]所述的釔源為氧化釔、碳酸釔、硝酸釔中的一種或多種混合。
[0010]所述的釤源為氧化釤、硝酸釤、氯化釤的一種或多種混合。
[0011 ] 所述的銪源為氧化銪、硝酸銪、氯化銪中的一種或多種混合。
[0012]所述的磷源為磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸銨中的一種或多種混合。
[0013]有益效果:本發明與現有技術相比，具有以下優點:
1)本發明制備的釤離子和銪離子共摻雜的磷酸釔鋇紅色熒光粉可以被紫光或紫外光有效激發，主要激發光為 360 土 lnm，374 土 lnm，393 土 lnm，402 土 lnm，462 土 Inm ；
2)本發明制備的釤離子和銪離子共摻雜的磷酸釔鋇紅色熒光粉的發射主峰波長為598nm和610nm的紅光，發光效率高，發光強度大，色度純正；
3)本發明利用溶液制備法，使反應在離子狀態下進行混合，精確控制化學計量的同時控制反應體系的溫度和pH值，從而使其可在更低的燒結溫度下可以合成，得到結晶性能良好、發射強度更高的紅色熒光粉，而且結構疏松，顆粒細小，分布均勻，具有良好的涂覆性會K ;
4)本發明制備的釤離子和銪離子共摻雜的磷酸釔鋇紅色熒光粉原料來源豐富，價格低廉，而且制備工藝簡單，易于操作，對于設備的要求低，成品質量穩定且工藝重復性好，適宜規模化生產；；
5)本發明制備的釤離子和銪離子共摻雜的磷酸釔鋇紅色熒光粉具有良好的熱穩定性，與其它硫化物、鹵化物、硼酸鹽相比，耐高溫，耐潮濕，對環境友好。
【附圖說明】
[0014]圖1為實施例3所制得樣品的X射線粉末衍射圖譜； 圖2為實施例3所制得樣品的吸收光譜圖；
圖3為實施例3所制得樣品在374nm波長激發下的發光光譜圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合具體實施例對本發明做進一步的闡述，本發明各實施例中所用的鋇源為碳酸鋇、硝酸鋇、硫酸鋇、氯化鋇中的一種或多種混合，釔源為氧化釔、碳酸釔、硝酸釔中的一種或多種混合，釤源為氧化釤、硝酸釤、氯化釤的一種或多種混合，銪源為氧化銪、硝酸銪、氯化銪中的一種或多種混合，磷源為磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸銨中的一種或多種混合。
[0016]實施例1
一種釤銪共摻雜的磷酸釔鋇熒光粉，該熒光粉的化學式為=Ba3Ya 799Sma2Eu。.(PO4)30
[0017]上述釤銪共摻雜的磷酸釔鋇熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
1)按照上述的化學計量比稱取鋇源、釔源、釤源、銪源和磷源，并且用去離子水把磷源完全溶解，制備成磷源溶液，且在磷源溶液中，磷酸根或等效磷酸根濃度為0.05mol/l，備用；
2)取發煙硝酸，向其中加入去離子水調節其濃度為15mol/l，制得反應體系，備用； 其中，硝酸的量要保證其能完全溶解步驟I)中稱量鋇源、釔源、釤源和銪源；
3)向步驟2)中制得的反應體系中加入步驟I)稱量好的鋇源，待完全溶解后加入步驟I)稱量好的釔源，待釔源完全溶解后再加入步驟I)稱量好的釤源，待釤源完全溶解后再加入步驟I)稱量好的銪源，最后滴加氨水調節PH值為I，在此過程中，在此過程中，邊攪拌邊通過加熱保持反應體系的溫度保持在85?90°C，最終得到透明澄清溶液，備用；
4)向步驟3)中得到的透明澄清溶液中加入步驟I)制備好的磷源溶液，充分攪拌后滴加氨水以使其發生沉淀反應，保持反應體系溫度為85?90°C，pH為8.0，并且不斷攪拌，直至沉淀量不再增加，然后過濾得到白色沉淀，將白色沉淀烘干即得到反應前驅體，備用；
5)將步驟4)得到的反應前驅體在空氣氣氛下，以4°C/min的升溫速率加熱至1000°C，并在此溫度下燒結8