專利名稱：一種氮氧化物紅色熒光粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氮氧化物紅色熒光粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前照明用白光LED的制備方法主要是利用藍(lán)光芯片激發(fā)黃色熒光粉。97年日亞公司首次報道了 Y3Al5O12 = Ce3+(YAG = Ce)黃色熒光材料與藍(lán)光InGaN芯片組和的白光發(fā)射裝置。YAG:Ce熒光粉是目前白光LED上使用最多的一種粉體，但是該粉體由于缺少紅光，與藍(lán)光疊加很難做出顯色指數(shù)出色的LED。而近期出現(xiàn)的紅色熒光粉可以均處于藍(lán)光區(qū)域內(nèi)，易被激發(fā)，從而提高顯色指數(shù)。而氮氧化物由于其熱穩(wěn)定性以及化學(xué)穩(wěn)定性極強(qiáng)更加受到關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種氮氧化物紅色熒光粉，該熒光粉是一種全新的紅色發(fā)光突光材料；本發(fā)明的目的之二是提供一種上述熒光粉的制備方法，該方法簡單易行、適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。一種氮氧化物紅色熒光粉，其特別之處在于化學(xué)通式為A6_xSi3N409: Sm3+，其中A代表Y、Tb、Gd或者三者的混合體，且0〈x彡O. I。一種氮氧化物紅色熒光粉的制備方法，其特別之處在于，包括如下步驟(I)按照權(quán)利要求I化學(xué)通式A6_xSi3N409:Sm3+中元素的摩爾比稱取含有A、Si、Sm元素的氧化物或者碳酸鹽，以及Si3N4，并將其研磨混合均勻得到混合物；(2)在得到的混合物中加入占混合物總質(zhì)量l_5wt %的催化劑，在還原氣氛條件下升溫至T并保持，保溫時間為t，然后自然降溫至室溫；(3)將得到的燒結(jié)產(chǎn)物取出研磨至D50為8-12微米，并利用稀鹽酸洗滌、干燥后，即得氮氧化物熒光粉VxSi3N4O9: Sm3+。步驟⑵中的還原氣氛是指保護(hù)性氣體隊和4的混合物，其中N/H比例范圍為3 1-9 I。步驟⑵中的升溫速度大于5°C /min。步驟⑵中催化劑是H3B03、NH4CUNaF或A元素的氟化物。步驟(2)中保溫時間3h ( t，燒結(jié)溫度1550°C彡T ( 1700°C。步驟(I)中研磨混合在研缽中，步驟(3)中鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)5^-20 ^本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果如下1、本發(fā)明方法操作簡單易行，原料價格低廉，工藝窗口寬，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；2、本發(fā)明提供了一種全新的紅色發(fā)光熒光材料。本發(fā)明涉及一種氮氧化物紅色熒光粉及其制備方法，利用常見廉價化合物為原材料，通過高溫?zé)Y(jié)的方法，制備出一種紅色發(fā)光的熒光材料。該熒光材料通過傳統(tǒng)的高溫固相法燒結(jié)，是一種有潛力的白光LED用熒光材料。


圖I為實施例I所述熒光粉Y5.97Si3N409:0. 06Sm3+的發(fā)射光譜以及激發(fā)光譜；圖2為實施例I所制備粉體Y6_xSi3N409:x Sm3+的發(fā)光強(qiáng)度與x值對比示意圖。
具體實施例方式實施例I :按照Y5 97Si3N409:0. 06Sm3+化學(xué)計量比稱取Y203、Si3N4, Sm2O3,以及5界七％的助熔劑(即催化劑)NaF置于研缽中充分研磨混合均勻，而后放于石墨坩堝中，將坩堝置于碳管真空爐中，在保護(hù)氣體Ν/Η=3 I (體積比)中以10°C /min的速度升溫至1550°C，然后保溫12小時后自然冷卻至室溫，取出研磨過篩得到粒徑參數(shù)D50=8微米的粉體，再經(jīng)10%稀鹽酸洗滌、并于80°C干燥2h后即得到紅色熒光粉Y5.97Si3N409:0. 06Sm3+。
如圖1，為Y5 97Si3N4O9 = O. 06Sm3+的發(fā)射光譜以及激發(fā)光譜圖；圖中所示是以404nm激發(fā)光照射樣品Y5.94Si3N409:0. 06Sm3+，得到熒光樣品發(fā)射光譜，得到樣品的發(fā)光顏色在紅橙區(qū)的三個主要熒光發(fā)射區(qū)，其中每個發(fā)射區(qū)都產(chǎn)生不同程度的劈裂，其波峰最高峰值波長分別為568nm、602nm、650nm,其中最強(qiáng)峰為602nm,發(fā)射起源于Sm3+4f電子的f-f躍遷；其中 568nm 對應(yīng)于 4G5/2 — 6H572 躍遷，605nm 對應(yīng)于 4G5/2 — 6H772 躍遷，650nm 對應(yīng)于 4G5/2 — 6H972躍遷；圖2為Sm摻雜量濃度不同的Y6Si3N4O9發(fā)光強(qiáng)度對比圖。實施例2 按照YTb49Si3N4O9:0. ISm3+ 化學(xué)計量比稱取 Y2O3> Tb4O7' Si3N4' Sm2O3,以及 3wt%^助熔劑(即催化劑)NaF置于研缽中充分研磨混合均勻，而后放于石墨坩堝中，將坩堝置于碳管真空爐中，在保護(hù)氣體N/H=9 I (體積比)中以15°C /min的速度升溫至1700°C，保溫14小時后自然冷卻至室溫取出研磨過篩得到粒徑參數(shù)D50=12微米的粉體，后經(jīng)5%稀鹽酸洗滌并于60°C干燥5h后即得到紅色熒光粉YTb49Si3N4O9:0. ISm3+。實施例3 按照TbGd4 99Si3N4O9IO. OlSm3+化學(xué)計量比稱取 Tb407、Gd203、Si3N4、Sm2O3,以及 Iwt %的助熔劑(即催化劑)H3BO3置于研缽中充分研磨混合均勻，而后放于石墨坩堝中，將坩堝置于碳管真空爐中，在保護(hù)氣體N/H=97 3(體積比)中以5°C/min的速度升溫至1650°C，保溫10小時后自然冷卻至室溫取出研磨過篩得到粒徑參數(shù)D50=10微米的粉體，后經(jīng)20%稀鹽酸洗滌并于90°C干燥3h后即得到紅色熒光粉TbGd499Si3N4O9:0. OI Sm3+0實施例4 按照Gd2Y3 97Si3N4O9 = O. 03Sm3+ 化學(xué)計量比稱取 Gd2O3' Y2O3> Si3N4' Sm2O3,以及 2wt%的助熔劑(即催化劑)NH4Cl置于研缽中充分研磨混合均勻，而后放于石墨坩堝中，將坩堝置于碳管真空爐中，在保護(hù)氣體N/H=3 1(體積比)中以10°C/min的速度升溫至1600°C，保溫20小時后自然冷卻至室溫取出研磨過篩得到粒徑參數(shù)D50=ll微米的粉體，后經(jīng)15%稀鹽酸洗滌并于100°C干燥Ih后即得到紅色熒光粉Gd2Y3.97Si3N409:0. 03Sm3+。
權(quán)利要求
1.一種氮氧化物紅色熒光粉，其特征在于化學(xué)通式為A6_xSi3N409: Sm3+，其中A代表Y、Tb、Gd或者三者的混合體，且0〈x彡O. I。
2.一種氮氧化物紅色熒光粉的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)按照權(quán)利要求I化學(xué)通式A6_xSi3N409:Sm3+中元素的摩爾比稱取含有A、Si、Sm元素的氧化物或者碳酸鹽，以及Si3N4，并將其研磨混合均勻得到混合物； (2)在得到的混合物中加入占混合物總質(zhì)量l-5wt%的催化劑，在還原氣氛條件下升溫至T并保持，保溫時間為t，然后自然降溫至室溫； (3)將得到的燒結(jié)產(chǎn)物取出研磨至D50為8-12微米，并利用稀鹽酸洗滌、干燥后，即得氮氧化物熒光粉A6_xSi3N409: Sm3+。
3.如權(quán)利要求2所述的一種氮氧化物紅色熒光粉的制備方法，其特征在于步驟(2)中的還原氣氛是指保護(hù)性氣體NjPH2的混合物，其中N/H比例范圍為3 1-9 I。
4.如權(quán)利要求2所述的一種氮氧化物紅色熒光粉的制備方法，其特征在于步驟(2)中的升溫速度大于5°C /min。
5.如權(quán)利要求2所述的一種氮氧化物紅色熒光粉的制備方法，其特征在于步驟(2)中催化劑是H3B03、NH4CUNaF或A元素的氟化物。
6.如權(quán)利要求2所述的一種氮氧化物紅色熒光粉的制備方法，其特征在于步驟(2)中保溫時間3h ( t，燒結(jié)溫度1550°C彡T ( 1700°C。
7.如權(quán)利要求2所述的一種氮氧化物紅色熒光粉的制備方法，其特征在于步驟(I)中研磨混合在研缽中，步驟(3)中鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%-20%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氮氧化物紅色熒光粉及其制備方法，其特點是化學(xué)通式為A6-xSi3N4O9:Sm3+，其中A代表Y、Tb、Gd或者三者的混合體，且0<x≤0.1。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果如下1、本發(fā)明方法操作簡單易行，原料價格低廉，工藝窗口寬，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；2、本發(fā)明提供了一種全新的紅色發(fā)光熒光材料。本發(fā)明涉及一種氮氧化物紅色熒光粉及其制備方法，利用常見廉價化合物為原材料，通過高溫?zé)Y(jié)的方法，制備出一種紅色發(fā)光的熒光材料。該熒光材料通過傳統(tǒng)的高溫固相法燒結(jié)，是一種有潛力的白光LED用熒光材料。
文檔編號C09K11/79GK102965107SQ20121042882
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者蘇醒宇 申請人:彩虹集團(tuán)公司