一种铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉及其制备方法技术

技术编号:15264481 阅读:135 留言:0更新日期:2017-05-03 22:16
本发明专利技术涉及一种铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉及其制备方法,属于显示和照明荧光粉技术领域。铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉,化学组成式为Ba2A(BO3)2Cl:xBi,其中x=0.001~0.1;A=Y,Lu,Gd中的任意一种。首先将钡盐、A2O3、Bi2O3、B2O3和NH4Cl按照化学组成式的摩尔比混合均匀研磨得到混合物料;在空气气氛下,将得到的混合物料升温至800~1200℃保温2~4小时然后随炉温冷却至室温,研磨后得到铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉。该铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉对紫外光具有高效响应特性,在紫外光激发下可以发射350~650nm波段的宽光谱荧光,发光范围几乎覆盖了整个可见光波段;且在不同波长激发下,该荧光粉可以发射不同波段的可见光,可以实现颜色调控。

Bismuth ion doped chlorine borate fluorescent powder and preparation method thereof

The invention relates to a bismuth ion doped chloride borate phosphor and a preparation method thereof. Bismuth ion doped borate phosphor, the chemical composition of Ba2A (BO3) 2Cl:xBi, x=0.001 ~ 0.1; A=Y, Lu, any of the Gd. The barium salt, A2O3, Bi2O3, B2O3 and NH4Cl according to the chemical composition of the molar ratio of mixed grinding mixed materials; in the atmosphere, the mixture is heated to 800~1200 DEG C for 2~4 hours and then heat with temperature is obtained after cooling to room temperature, grinding chlorine ion doped bismuth borate phosphor. The chlorine borate phosphor bismuth doped with high response to UV, fluorescence emission spectra of 350~650nm band width can be excited by ultraviolet light, covering almost the entire range of visible light; and under different excitation wavelength of the fluorescent powder can emit different wavelengths of visible light, can achieve color control.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉及其制备方法,属于显示和照明荧光粉

技术介绍
白光LED半导体固体照明技术被认为是21世纪的新一代光源。白光LED具有体积小、发热量低、能耗低、寿命长、可靠性高、易维护等优点,符合节能与环保的要求。目前获得白光LED的方法主要有两种:一种方法是把发射绿、红、蓝光的LED芯片组合,混合三种光而形成白光发射。这种方案的白光具有亮度高,稳定性和显色性好等优点;但成本高,驱动电路复杂,目前没有规模化生产。另一种是荧光粉转换型,用蓝光LED激发能发射黄光的荧光粉,剩余的蓝光与黄光复合形成白光。这种方案在技术和工艺上都比较成熟,是目前产业化的主流产品。荧光粉转换型LED中所使用的荧光粉大多是稀土离子掺杂的荧光粉材料,稀土离子掺杂的荧光粉其发光中心是稀土离子,由于稀土离子的发光源于4f-f内壳层的跃迁,其吸收和发射截面较小等因素影响了其发光效率,且发射光谱范围狭窄,限制了其应用,且稀土离子价格昂贵。主族金属铋离子发光中心具有发射光谱范围宽,颜色可调,价格低等优点,因此,若采用主族金属铋离子为发光中心,可望获得发光效率高和发射光谱范围宽的荧光粉。目前市场上还缺乏性能优异、热稳定性和化学稳定性好、颜色可调、可近似覆盖全部可见光谱范围的Bi离子掺杂荧光粉。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有照明荧光粉材料稀土离子吸收效率低和发射光谱范围窄、成本高的不足,采用Bi离子作为发光中心,制备Bi离子掺杂的氯硼酸盐照明荧光粉,对紫外光激发具有高效的响应特性,提供一种铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉及其制备方法。该铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉对紫外光具有高效响应特性,在紫外光激发下可以发射350~650nm波段的宽光谱荧光,发光范围几乎覆盖了整个可见光波段;此外,在不同波长激发下,该荧光粉可以发射出不同波段的可见光,实现了颜色调控。本专利技术通过以下技术方案实现。一种铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉,化学组成式为Ba2A(BO3)2Cl:xBi,其中x=0.001~0.1;A=Y,Lu,Gd中的任意一种。一种铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉的制备方法,其具体步骤如下:(1)首先将钡盐、A2O3、Bi2O3、B2O3和NH4Cl按照化学组成式的摩尔比混合均匀研磨得到混合物料;(2)在空气气氛下,将步骤(1)得到的混合物料升温至800~1200℃保温2~4小时然后随炉温冷却至室温,研磨后得到铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉。所述钡盐为BaO或BaCO3。本专利技术的有益效果是:(1)在紫外光激发下,Bi离子发射出从350nm到650nm的宽带荧光,发光范围几乎覆盖了整个可见光波段,相比于稀土离子的4f-f内壳层的窄带跃迁,吸收和发射截面小,价格昂贵等缺点,其存在发光效率高,发射光谱范围宽,不会出现色温飘移问题,价格低的优点。(2)在不同波长激发下,该荧光粉可以发射出不同波段的可见光,可以实现颜色调控。(3)本专利技术所合成的氯硼酸盐发光材料具有优良的光学性质,良好的热稳定性和物理化学稳定性。(4)本专利技术制备工艺简单,成本低,有望实现产业化生产。附图说明图1是本专利技术实例1所得的Ba2Y(BO3)2Cl:0.001Bi荧光粉的激发图谱;图2是本专利技术实例1所得的Ba2Y(BO3)2Cl:0.001Bi荧光粉的在不同温度下的发射谱图,其中(a)336nm激发下的发射谱图,(b)为372nm激发下的发射谱图;图3是本专利技术实例1所得的Ba2Y(BO3)2Cl:0.001Bi荧光粉在336nm(点A)和372nm(点B)激发下的色度坐标;图4是本专利技术实施例2所得的Ba2Y(BO3)2Cl:0.05Bi荧光粉的激发和发射谱图,其中a为激发谱图,b为发射谱图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式,对本专利技术作进一步说明。实施例1该铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉,化学组成式为Ba2Y(BO3)2Cl:0.001Bi。该铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉的制备方法,其具体步骤如下:(1)首先将0.05molBaO、Y2O3、Bi2O3、B2O3和NH4Cl按照摩尔比2:0.5:0.0005:1:1混合均匀研磨得到混合物料;(2)在空气气氛下,将步骤(1)得到的混合物料升温至800℃保温4小时然后随炉温冷却至室温,研磨后得到铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉。上述得到铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉本专利技术实例1所得的Ba2Y(BO3)2Cl:0.001Bi荧光粉的激发图谱,如图1所示,从图1中可以看出Bi离子的415nm发射峰最佳激发波长为372nm,500nm发射峰的最佳激发波长为336nm。本专利技术实例1所得的Ba2Y(BO3)2Cl:0.001Bi荧光粉的在不同温度下的发射谱图,其中(a)336nm激发下的发射谱图,(b)为372nm激发下的发射谱图,从图2中可以看出随着温度增加Bi离子的415nm和500nm的发射峰强度逐渐减弱,但是在90℃以下变化幅度很小,说明该发光粉具有好的热稳定性和化学稳定性。本专利技术实例1所得的Ba2Y(BO3)2Cl:0.001Bi荧光粉在336nm(点A)和372nm(点B)激发下的色度坐标,从图3可以看出,在336nm激发下,发射光谱的色度坐标为x=0.1984,y=0.3064,颜色为蓝光接近绿光,在372nm激发下,发射光谱的色度坐标为x=0.1696,y=0.0643,颜色为蓝光接近紫光,说明该荧光粉可以实现颜色的可调。实施例2该铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉,化学组成式为Ba2Y(BO3)2Cl:0.05Bi。该铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉的制备方法,其具体步骤如下:(1)首先将0.05molBaO、Y2O3、Bi2O3、B2O3和NH4Cl按照摩尔比2:0.5:0.025:1:1混合均匀研磨得到混合物料;(2)在空气气氛下,将步骤(1)得到的混合物料升温至1200℃保温2小时然后随炉温冷却至室温,研磨后得到铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉。本实施例制备得到的铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉激发和发射谱图如图1所示,从图4中可以看出:实施例2所得的Ba2Y(BO3)2Cl:0.05Bi荧光粉的最佳激发波长为336nm,在336nm激发下,具有350nm~650nm的宽带发射,其峰位为490nm。实施例3该铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉,化学组成式为Ba2Y(BO3)2Cl:0.1Bi。该铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉的制备方法,其具体步骤如下:(1)首先将0.05molBaO、Y2O3、Bi2O3、B2O3和NH4Cl按照摩尔比2:0.5:0.05:1:1混合均匀研磨得到混合物料;(2)在空气气氛下,将步骤(1)得到的混合物料升温至1000℃保温3小时然后随炉温冷却至室温,研磨后得到铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉。上述得到铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉实施例4该铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉,化学组成式为Ba2Lu(BO3)2Cl:0.1Bi。该铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉的制备方法,其具体步骤如下:(1)首先将0.05molBaO、Lu2O3、Bi2O3、B2O3和NH4Cl按照摩尔比2:0.5:0.05:1:1混合均匀研磨得到混合物料;(2)在空气气氛下,将步骤(1)得到的混合物料升温至1100℃保温4小时然后随炉温冷却至室温,研磨后得到铋离子掺杂的氯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉,其特征在于:化学组成式为Ba2A(BO3)2Cl:xBi,其中x=0.001~0.1;A=Y,Lu,Gd中的任意一种。

【技术特征摘要】
1.一种铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉,其特征在于:化学组成式为Ba2A(BO3)2Cl:xBi,其中x=0.001~0.1;A=Y,Lu,Gd中的任意一种。2.一种根据权利要求1所述的铋离子掺杂的氯硼酸盐荧光粉的制备方法,其特征在于具体步骤如下:(1)首先将钡盐、A2O3、Bi2O3、B2...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨正文杨健芝邱建备宋志国周大成
申请(专利权)人:昆明理工大学
类型:发明
国别省市:云南;53

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