一種新型綠色氮硅氧熒光粉及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以 β -Si3N4 為原料，制備出一種新型綠色氮硅氧熒光粉，所述熒光粉的通式為：（M1-xSi2O2N2：xEu2+，其中0≤X≤0.6，M為Ca,Sr,Ba中的一種或幾種。這種熒光粉具有化學和熱穩(wěn)定性好，發(fā)光效率高，激發(fā)帶寬（270nm—470nm），發(fā)射波長可調且具有更寬的發(fā)射范圍（545nm—612nm），同時也具有長余輝現(xiàn)象。本發(fā)明還公開了這種熒光粉的制備方法中將產(chǎn)品經(jīng)過預燒及真空干燥等工藝過程，可以有效的改善樣品的形貌顆粒度大小，提高氮硅氧類熒光粉的發(fā)光效率，同時，該方法制備工藝簡單，易操作，產(chǎn)品單一相純度高。
【專利說明】一種新型綠色氮硅氧熒光粉及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種新型綠色氮硅氧熒光粉及其制備方法，尤其涉及到以新的相態(tài)氮化硅一 β-Si3N4為原料，經(jīng)過預燒及真空干燥等工藝過程，制備出一種新型的綠色長余輝發(fā)光材料。

【背景技術】
[0002]近年來，氮硅氧化物熒光粉(MSi2O2N2 (M=Ca, Sr, Ba))具有化學和熱穩(wěn)定性好，發(fā)光效率高，激發(fā)帶寬，發(fā)射光譜可調等特點，與傳統(tǒng)的熒光粉相比，可以改善現(xiàn)有熒光粉穩(wěn)定性差、對環(huán)境潮氣和氣氛敏感及對可見光吸收弱，難以被LED有效激發(fā)等不足，這種熒光粉相對氮化物熒光粉不需要高壓的條件進行，因此氮硅氧熒光粉在白光LED領域受到廣泛的重視。
[0003]目前常用的氮硅氧化物熒光粉(MSi2O2N2(M=Ca, Sr, Ba)所選用的原料多為a-Si3N4相態(tài)。本發(fā)明中涉及到以P-Si3N4為原料制備出的熒光粉激發(fā)光譜范圍為:270nm—470 nm,發(fā)射波長可以從綠光區(qū)域發(fā)射，隨著稀土離子摻雜可以發(fā)生紅移現(xiàn)象,發(fā)射波長亦可調且具有更寬的發(fā)射范圍(545 nm—612 nm)，同時也具有長余輝現(xiàn)象，因此本發(fā)明制備的熒光粉拓寬了現(xiàn)有氮硅氧熒光粉的發(fā)光范圍，也擴大了氮硅氧熒光粉的應用領域，也為其他系列的熒光粉的開發(fā)與應用起到一定的啟示作用。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明在現(xiàn)有氮硅氧熒光粉的基礎上，采用β -Si3N4取代a -Si3N4原料，采用高溫氣相還原法，選取合適的實驗制備的工藝過程制備氮硅氧化物熒光粉(MSi2O2N2 (M=Ca, Sr, Ba).以β-Si3N4為原料制備出的熒光粉發(fā)射波長可以從綠光區(qū)域發(fā)射，同時隨著稀土離子摻雜可以發(fā)生紅移現(xiàn)象，發(fā)射波長亦可調且具有更寬的發(fā)射范圍，拓寬了這類熒光粉的發(fā)光范圍，也擴大了氮硅氧熒光粉的應用領域。
[0005]本發(fā)明采用β -Si3N4取代a -Si3N4原料，制備一種新型綠色氮硅氧熒光粉，包括以下工藝過程:
(I)分別稱取一定量的 β -Si3N4' MCO3 (M=Ca, Sr, Ba)、Eu2O3' Si02、BaF2 原料，預混料 30min - 60 min進行預燒后，再研磨50 min - 80 min。
[0006](2)將步驟(I)研磨均勻的原料在200 0C -300 °C下真空干燥箱，保溫時間為3 h_ 9 h ο
[0007](3)將步驟(2)真空干燥的原料放入箱式爐中進行高溫煅燒。一次設定升溫程序為在 300 V -1000 °C保溫 I h-5 h ;在 1100 V -1450 °C保溫 2 h- 8 h。
[0008](4)步驟(3)中還原氣氛體積比為N2 =H2 = 5:95-20:80。
[0009](5)將步驟(3)煅燒后的產(chǎn)品進行研磨、HCl酸洗后在60 V - 100 °C下進行干燥。
[0010]綜上所述:利用本發(fā)明制備的一種新型氮硅氧熒光粉具有以下優(yōu)點:以P-Si3N4為原料制備出的熒光粉，可以被紫外光和藍光有效的激發(fā)，發(fā)射波長可調且具有更寬的發(fā)射范圍(545 nm—612 nm)，這種熒光粉具有長余輝效應，該方法制備熒光粉工藝簡單，易操作，產(chǎn)品單一相態(tài)純度高。

【具體實施方式】
[0011]實施例1
本實施例1描述的一種新型綠色氮硅氧熒光粉，包括以下工藝過程:
(I)分別稱取一定量的β -Si3N4:CaC03、Eu203、Si02、BaF2原料，按照摩爾比為:β -Si3N4:CaCO3 =S12 = 1:2:1，其中Eu2O3占CaCO3摩爾百分比為2 %，BaF2占的量為產(chǎn)物總質量的2%。將其研磨40 min,預燒后研磨60 min。
[0012](2)將步驟(I)中研磨均勻的原料在250 1:下進行真空干燥，保溫時間為6 h。
[0013](3)將經(jīng)過步驟(2)中處理的原料放入還原氣氛的箱式爐中進行煅燒，升溫程序依次在700 V，保溫2 h ;在800 °C保溫3 h ;在1350 °C下保溫6 h。
[0014](4)經(jīng)過步驟(3)煅燒后的產(chǎn)品進行研磨、HCl酸洗，在85 °C下進行干燥，即得到最終的樣品。
[0015]實施例2
本實施例2描述的一種新型綠色氮硅氧熒光粉，包括以下工藝過程:
(I)分別稱取一定量的β -Si3N4:CaC03、Eu203、Si02、BaF2原料，按照摩爾比為:β -Si3N4:CaCO3 =S12 = 1.5:2:1，其中Eu2O3占CaCO3摩爾百分比為5 %，BaF2占的量為產(chǎn)物總質量的2 %。將混合料研磨40 min,預燒后進行研磨60 min。
[0016](2)將步驟(I)中研磨均勻的原料在250 1:下進行真空干燥，保溫時間為6 h。
[0017](3)將經(jīng)過步驟(2)中處理的原料放入還原氣氛的箱式爐中進行煅燒，升溫程序依次在700 V，保溫2 h ;在800 °C保溫3 h ;在1350 °C下保溫6 h。
[0018](4)經(jīng)過步驟(3)煅燒后的產(chǎn)品進行研磨、HCl酸洗，在85 °C下進行干燥，即得到最終的樣品。
【權利要求】
1.本發(fā)明公開了一種新型綠色氮硅氧熒光粉，這種熒光粉的通式為=MhSi2O2N2=XEu2+，其中M為Ca，Sr，Ba元素中的一種或者幾種，O彡X彡0.6，其特征在于，所述熒光粉是以β-Si3N4為原料。
2.權利要求1所述一種新型綠色氮硅氧熒光粉制備方法，其特征在于，所述方法的工藝過程為: (1)分別稱取一定量的β -Si3N4, MCO3 (M=Ca, Sr, Ba)、Eu203、S12, BaF2 原料，混合均勻后進行預燒研磨； (2)將步驟(I)預燒后的原料在2000C -300 1:下進行真空干燥； (3)將步驟(2)真空干燥后的原料在還原氣氛條件下進行高溫煅燒； (4)將步驟(3)煅燒后的產(chǎn)品進行研磨酸洗干燥，得到最終的樣品。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種新型綠色氮硅氧熒光粉的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中:實驗原料為β-Si3N4 ,混料30 min-60 min，預燒后研磨50 min-80 min。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種新型綠色氮硅氧熒光粉的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中:在200 V -300 °C下真空干燥，保溫時間為3 h_9 h。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種新型綠色氮硅氧熒光粉的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中:高溫煅燒過程在箱式爐中進行。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種新型綠色氮硅氧熒光粉的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中:升溫程序依次在300 V -1000 °C保溫I h-5 h ;在1100 V -1450 °C保溫2h_8 ho
7.根據(jù)權利要求2或5所述的一種新型綠色氮硅氧熒光粉的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中:還原性氣氛體積比為N2 =H2 = 5:95-20:80。
8.根據(jù)權利要求2所述的一種新型綠色氮硅氧熒光粉的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中:將煅燒后的樣品進行研磨、HCl酸洗后，在60 0C -100 °C下進行干燥。
【文檔編號】C09K11/59GK104371710SQ201410647676
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權日:2014年11月14日
【發(fā)明者】高銀留, 郭利丹, 李江, 張優(yōu)靈, 王向科, 李新, 尹荔松 申請人:廣東華科新材料研究院有限公司