4] 在Y5Si3012N基質熒光粉中，所述摻雜稀土離子為Eu 2+，而所用原料中Eu的價態為 Eu3+，故選擇有效還原劑為SiC，實際用量摩爾比（Y(N03)3:TE0S:SiC) =2:3:1。
[0025] 所述的醇水混合溶劑是由去離子水與無水乙醇，按質量比為（4~6) :2組成。
[0026] 所述預燒按2~5°C/min的升溫速率，在空氣氣氛下，在馬弗爐中從室溫升至預處 理溫度500~700°C。
[0027] 所述煅燒按10_20°C /min的升溫速率在熱壓燒結爐中從室溫升至煅燒溫度 1500~1700°C，N2流速為0· 8L/h，煅燒時間為6~15h。
[0028] 本發明則提供了 Eu2+摻雜的Y5Si3012N新型熒光粉及其制備方法。本發明所制備的 Eu2+摻雜的Y5Si3012N，在低摻雜濃度下，發射光譜位于綠光波段，為綠色熒光粉，可滿足現在 對綠色熒光粉的需求；而當摻雜濃度進一步增大時，可實現黃光發射，發射譜可調范圍大， 具有良好的應用前景。
[0029] 本發明的有益效果： 1. 本發明提供了一種新型綠色和黃色熒光粉及其制備方法，即以二價稀土離子Eu2+ 摻雜的Y5Si3012N熒光粉，選擇高穩定SiC為有效還原劑，克服了以往Eu 2+難以穩定存在于 Y-Si-0-Ν晶格的難題。還原劑SiC的作用機制如下： SiC(s)+2Si02(s) - 3Si0(g)+C0(g) 3Si0(g)+2N2(g) - Si3N4(s)+l. 502(g) 5Y203 (s) +6Si02 (s) +3C0 (g) +N2 (g) - 2Y5Si3012N (s) +3C02 (g) 生成的氣相SiO與N2發生化學反應，生成Si3N4，該反應為氣相反應，在實驗中BN坩堝 壁上附著有Si3N4晶須，證實了以上化學反應； 2. Y5Si3012N:Eu2+熒光粉在270~370波段nm均有吸收，發射光譜峰位隨著摻雜濃度的 改變（〇· 3~4. Omol % )，可在508~578nm波段之間調控，實現了綠光黃光發射的轉變，光 譜可調范圍大； 3. 本發明選用的前驅體為硝酸鹽，相較金屬氧化物或氮化物，其具有更好的混合均勻 性和反應活性，合成的前驅粉體活性高，能有效降低煅燒溫度和縮短保溫時間； 4. 本發明選用的硅源為正硅酸乙酯，其可在前驅體溶液中與金屬離子絡合，再進行縮 聚，進而形成溶膠，這樣使得前驅體原料能更有效地均勻分散與混合； 5. 本發明的制備方法相較于傳統的Y5Si3012N的制備方法（如金屬氮化法），具有原料 便宜，制備條件溫和等優點。
[0030] 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。
[0031] 實施例1 原料按折合成氧化物的質量比為Y2〇3:Eu203:Si0 2: (SiC) = 5.61:0.03:4.49: (1)(相當 于Eu摻雜量X = 0· 3mol % )量取硝酸釔（Y (N03) 3)，正硅酸乙酯（TE0S)，硝酸銪（Eu (N03) 3)， 碳化硅（SiC)各原料，將上述所有原料溶于去離子水與無水乙醇組成的混合溶劑中，其中 組成原料的總質量：去離子水質量：無水乙醇質量=1.9:3:1，加熱攪拌至溶膠，之后放 入烘箱中在120°C條件下靜置6h，取出研磨，放入馬弗爐中按5°C /min的升溫速率從室 溫升至600°C，在空氣氣氛下預處理6h，之后再將所得粉體放入熱壓爐中按1(TC /min的 升溫速率從室溫升至1560°C，在0. 8L/h流量的N2氣氛下煅燒6h，隨爐冷卻至室溫，即得 Y4.985Si3012N:0. 015Eu2+(x = 0. 3mol% )熒光粉體。合成粉體結晶度高，見圖1所示的XRD衍 射相分析結果。檢測得知本實施例所制得的熒光粉材料在室溫下的發射峰位在508nm(l M =365nm)，色坐標位置為（0. 277, 0. 406)，屬于綠光發射熒光粉。
[0032] 實施例2 在實施例1的基礎上，增大Eu2+摻雜量。按折合成氧化物的質量比為 Y203:Eu203:Si02: (SiC) = 5. 60:0. 04:4. 49: (1)(相當于 Eu 摻雜量 X = 0· 5mol% )量取硝 酸釔（Υ(Ν03)3)，正硅酸乙酯（TE0S)，硝酸銪（Eu(N0 3)3)，碳化硅（SiC)各原料，將上述所有 原料溶于去離子水與無水乙醇組成的混合溶劑中，其中組成原料的總質量：去離子水質量： 無水乙醇質量=1.9:3:1，加熱攪拌至溶膠，之后放入烘箱中在120°C條件下靜置6h，取出 研磨，放入馬弗爐中按5°C /min的升溫速率從室溫升至600°C，在空氣氣氛下預處理6h，之 后再將所得粉體放入熱壓爐中按l〇°C /min的升溫速率從室溫升至1560°C，在0. 8L/h流量 的N2氣氛下煅燒6h，隨爐冷卻至室溫，即得Y4.975Si 3012N:0· 025Eu2+(x = 0· 5mol% )熒光粉 體。檢測得知本實施例所制得的熒光粉材料在室溫下的發射峰位在510nm(lM = 365nm)， 色坐標位置為（0.277,0.406)。該熒光粉的激發譜和發射譜如圖2所示，為綠光發射。
[0033] 實施例3 在實施例2的基礎上，進一步增大Eu2+摻雜量。按折合成氧化物的質量比為 Y203:Eu203:Si02: (SiC) = 5. 40:0. 35:4. 49: (1)(相當于 Eu 慘雜量 X = 4. Omol % )量取硝 酸釔（Υ(Ν03)3)，正硅酸乙酯（TE0S)，硝酸銪（Eu(N0 3)3)，碳化硅（SiC)各原料，將上述所有 原料溶于去離子水與無水乙醇組成的混合溶劑中，其中組成原料的總質量：去離子水質量： 無水乙醇質量=1.9:3:1，加熱攪拌至溶膠，之后放入烘箱中在120°C條件下靜置6h，取出 研磨，放入馬弗爐中按5°C /min的升溫速率從室溫升至600°C，在空氣氣氛下預處理6h，之 后再將所得粉體放入熱壓爐中按l〇°C /min的升溫速率從室溫升至1560°C，在0. 8L/h流 量的N2氣氛下煅燒6h，隨爐冷卻至室溫，即得Y4. sSi3012N:0. 2Eu2+(x = 4. Omol% )熒光粉 體。檢測得知本實施例所制得的熒光粉材料在室溫下的發射峰位在578nm，色坐標位置為 (0. 445, 0. 482)，屬于黃光發射。相較于Eu2+摻雜濃度為0. 3mol %所得的熒光粉，其發射譜 紅移了 70nm，即通過改變稀土離子Eu2+的摻雜濃度，可實現對熒光粉發射光譜峰位較大范 圍的調控，發射譜紅移效果如圖3所示，不同Eu 2+摻雜濃度所得熒光粉的色坐標如圖4所 示，即熒光粉的發射光譜可從綠光調變至黃光。
[0034] 實施例4 在實施例1的基礎上，提高煅燒溫度。按折合成氧化物的質量比為 Y203:Eu203:Si02: (SiC) = 5. 61:0. 03:4. 49: (1)(相當于 Eu 摻雜量 X = 0· 3mol% )量取硝 酸釔（Υ(Ν03)3)，正硅酸乙酯（TEOS)，硝酸銪（Eu(N0 3)3)，碳化硅（SiC)各原料，將上述所有 原料溶于去離子水與無水乙醇組成的混合溶劑中，其中組成原料的總質量：去離子水質量： 無水乙醇質量=1.9:3:1，加熱攪拌至溶膠，之后放入烘箱中在120°C條件下靜置6h，取出 研磨，放入馬弗爐中按5°C /min的升溫速率從室溫升至600°C，在空氣氣氛下預處理6h，之 后再將所得粉體放入熱壓爐中按l〇°C /min的升溫速率從室溫升至1600°C，在0. 8L/h流量 的N2氣氛下煅燒6h，隨爐冷卻至室溫，即得Y4.985Si 3012N:0· 015Eu2+(x = 0· 3mol% )熒光粉 體。合成粉體結晶度高，見圖1所示的XRD衍射相分析結果。
【主權項】
1. 一種稀土離子Eu2+摻雜的Y5Si3012N熒光粉，其特征在于，所述Y5Si3012N熒光粉的化 學式為YsuriSi3〇i2N:5iEu2+，Eu2+ 部分取代Y3+，x=0. 3-4.Omol%。2. 根據權利要求1所述的Y5Si3012N熒光粉，其特征在于，所述Y5Si3012N熒光粉在波長 270-370nm的激發波下，發射峰在508-578nm的范圍內。3. 根據權利要求1或2所述的Y5Si3012N熒光粉，其特征在于，所述Y5Si3012N熒光粉，隨 著Eu2+濃度的逐漸增大，能夠實現綠光發射到黃色發射的轉變。4. 一種權利要求1-3中任一所述Y5Si3012N突光粉的制備方法，其特征在于，所述方法 包括： 1) 先將包含Y(N03) 3、TEOS、Eu(N03) 3、SiC的原料分散于水、乙醇組成的混合溶劑中，然 后加熱并攪拌混合溶劑得到溶膠，其中Y(N03) 3摩爾量、TE0S理論摩爾量、Eu(N03) 3摩爾量 的比例符合所述熒光粉的組成化學式中Y、Si、Eu的比例關系，TE0S的實際使用摩爾量為理 論摩爾量的（2-4)倍，Υ(Ν03)3與SiC的摩爾比為1 :(0.2~0.5); 2) 先將步驟1)制備的溶膠在120-15(TC下凝膠化后研磨成粉末，然后將粉末在500- 700°C預燒； 3) 將步驟2)中預燒過的粉末在氮氣氣氛、1500- 1700°C下煅燒，得到所述稀土離子 Eu2+摻雜的Y5Si3012N-光粉。5. 根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，原料的質量：水質量：乙 醇質量=(2-4) :(4-6) :2。6. 根據權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述凝膠化溫度為 120°C，時間為4-8小時。7. 根據權利要求4-6中任一所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，預燒工藝的升溫 速率為2-5°C/分鐘，保溫時間為4-6小時。8. 根據權利要求4-7中任一所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中，煅燒工藝的升溫 速率為10-20°C/分鐘，保溫時間為6-15小時，氮氣的流速為0. 7 - 1. 2L/小時，優選0. 8L/ 小時。
【專利摘要】一種稀土離子Eu2+摻雜的Y5Si3O12N熒光粉及其制備方法，所述Y5Si3O12N熒光粉的化學式為Y5(1-x)Si3O12N：5<i>x</i>Eu2+，Eu2+部分取代Y3+，x=0.3~4.0mol%。
【IPC分類】C09K11/79
【公開號】CN105441078
【申請號】CN201410520180
【發明人】劉茜, 萬潔瓊, 魏欽華, 楊華
【申請人】中國科學院上海硅酸鹽研究所
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2014年9月30日