本發(fā)明屬于光致發(fā)光材料，具體涉及一種光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、目前，開(kāi)發(fā)三基色熒光材料的研究主要集中在摻雜稀土(eu2+、eu3+或ce3+)的系統(tǒng)，如硫化物、硅酸鹽、鋁酸鹽和氮(氧)化物，取得的進(jìn)展有限。由于不同熒光材料的發(fā)光特性和發(fā)光重吸收不一致，導(dǎo)致其發(fā)光效率較低。作為一種替代方案，在單相熒光材料中獲得多色發(fā)光已成為近年來(lái)的熱門(mén)研究課題。與多組分發(fā)射體相比，具有多色輸出的單相熒光材料不僅可以提高熒光發(fā)射的顯色指數(shù)，而且可以降低色溫。

2、在單相熒光材料中，共摻雜敏化劑和激活劑是一種有效的方案，利用從敏化劑到激活劑的能量傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)多次發(fā)光。三價(jià)銪(eu3+)被認(rèn)為是一種紅色的發(fā)射激活劑。同時(shí)，三價(jià)鋱(tb3+)是著名的綠色發(fā)射激活劑。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，tb3+、eu3+共摻雜發(fā)光材料在led器件、溫度傳感等領(lǐng)域具有很大的潛力，并且對(duì)tb3+、eu3+共摻雜發(fā)光材料進(jìn)行了廣泛的研究。在眾多的熒光粉基質(zhì)中，石榴石基材料因其突出的化學(xué)和物理穩(wěn)定性、多樣的晶體結(jié)構(gòu)、高的發(fā)光量子效率、低的合成成本和低熱膨脹性而被廣泛研究作為稀土離子摻雜的基質(zhì)。目前，尚沒(méi)有關(guān)于tb3+、eu3+共摻光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料的相關(guān)報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供了一種tb3+、eu3+共摻光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料及其制備方法，該方法采用高溫固相法在空氣氣氛下合成熒光材料，所得熒光材料具有光色可調(diào)性能，為解決交流led器件的白光不均勻、發(fā)光效率低等問(wèn)題提供了解決思路；所制備的熒光材料具有化學(xué)穩(wěn)定性好、光轉(zhuǎn)換效率高、制備方法簡(jiǎn)單及色指數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，適用于白光led及其它光致發(fā)光器件相關(guān)領(lǐng)域；此外，將(近)紫外(n-uv)led芯片與單相熒光粉結(jié)合，有利于顯著提高led器件的發(fā)光效率。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案，一種光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料，其特征在于：該熒光材料的化學(xué)式為y(2-x-y)mgal4sio12:xtb3+,yeu3+，式中x取值為0.05-0.30，y取值為0.01-0.35，其晶體結(jié)構(gòu)為石榴石型，由tb3+、eu3+取代y3+位點(diǎn)而成。

3、進(jìn)一步限定，所述x取值為0.20。

4、本發(fā)明所述光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料的制備方法，其特征在于具體步驟為：以y2o3、mgo、al2o3、sio2、tb4o7、eu2o3為原料，按化學(xué)式y(tǒng)(2-x-y)mgal4sio12:xtb3+,yeu3+的化學(xué)計(jì)量比分別準(zhǔn)確稱(chēng)取各原料；將稱(chēng)取的原料混合、研磨、烘干得混合原料；將所得混合原料在空氣氣氛下于1350～1550℃煅燒3～10h，冷卻至室溫，再次研磨得到光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料。

5、本發(fā)明所述光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料在制備光致發(fā)光器件中的應(yīng)用，其特征在于：在相同的激發(fā)波長(zhǎng)下通過(guò)改變eu3+的摻雜濃度實(shí)現(xiàn)熒光材料顏色從綠色到紅色之間的調(diào)控，其中激發(fā)波長(zhǎng)為275nm、320nm、353nm或380nm。

6、本發(fā)明所述光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料在制備交流白光led器件中的應(yīng)用。

7、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

8、本發(fā)明采用的高溫固相反應(yīng)法較簡(jiǎn)單、操作方便，反應(yīng)快速，所用的硅鋁酸鹽基質(zhì)材料熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性均較好，制備的熒光材料單相性好，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)；

9、本發(fā)明制備的tb3+、eu3+共摻雜硅鋁酸鹽y2mgal4sio12熒光材料，激活劑tb3+既作為綠光發(fā)光中心又作為敏化劑，eu3+的f-f躍遷的直接激發(fā)效率較低通過(guò)能量傳遞過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)更高的發(fā)光效率；并可以有效實(shí)現(xiàn)紅-綠光色可調(diào)的發(fā)光模式，在白光led器件及其它光致發(fā)光器件中具有潛在應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料，其特征在于：該熒光材料的化學(xué)式為y(2-x-y)mgal4sio12:xtb3+,yeu3+，式中x取值為0.05-0.30，y取值為0.01-0.35，其晶體結(jié)構(gòu)為石榴石型，由tb3+、eu3+取代y3+位點(diǎn)而成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料，其特征在于：所述x取值為0.20。

3.一種權(quán)利要求1所述的光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料的制備方法，其特征在于具體步驟為：以y2o3、mgo、al2o3、sio2、tb4o7、eu2o3為原料，按化學(xué)式y(tǒng)(2-x-y)mgal4sio12:xtb3+,yeu3+的化學(xué)計(jì)量比分別準(zhǔn)確稱(chēng)取各原料；將稱(chēng)取的原料混合、研磨、烘干得混合原料；將所得混合原料在空氣氣氛下于1350~1550℃煅燒3~10h，冷卻至室溫，再次研磨得到光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料。

4.權(quán)利要求1或2所述的光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料在制備光致發(fā)光器件中的應(yīng)用。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于：在相同的激發(fā)波長(zhǎng)下通過(guò)改變eu3+的摻雜濃度實(shí)現(xiàn)熒光材料顏色從綠色到紅色之間的調(diào)控，其中激發(fā)波長(zhǎng)為275nm、320nm、353nm或380nm。

6.權(quán)利要求1或2所述的所述光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料在制備白光led器件中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種光色可調(diào)硅鋁酸鹽熒光材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于光致發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述熒光材料的化學(xué)式為Y<subgt;(2?x?y)</subgt;MgAl<subgt;4</subgt;SiO<subgt;12</subgt;:xTb<supgt;3+</supgt;,yEu<supgt;3+</supgt;，式中x取值為0.05?0.30，y取值為0.01?0.35，其晶體結(jié)構(gòu)為石榴石型，由Tb<supgt;3+</supgt;、Eu<supgt;3+</supgt;取代Y<supgt;3+</supgt;位點(diǎn)而成。本發(fā)明采用高溫固相法在空氣中合成熒光材料，所得單相熒光材料具有光色可調(diào)性能，具有化學(xué)穩(wěn)定性好、光轉(zhuǎn)換效率高及制備方法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在白光LED器件及其它光致發(fā)光器件領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：張向挺,鄭俊峰,李紅,代艷鵬,栗林坡,郝霞,牛艷麗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4