本发明专利技术公开了一种混合价态铕离子掺杂单一基质颜色可调荧光粉及其制备方法。所述荧光粉的化学组成表示式为：Ca2-xEuxSiO2F2；其中，Eu为激活离子，为+2，+3混合价态；x为激活离子Eu相对碱土金属离子Ca占的摩尔百分比系数，0.001≤x≤0.10。所述荧光粉由激活离子Eu掺杂于基质Ca2SiO2F2中，可被近紫外光有效激发下，并且通过改变激活离子Eu的掺杂浓度，调节二价铕离子的蓝色光和三价铕离子红色光的发射峰比例，进而实现荧光粉材料从蓝色光到橙红色光发射可调。具体的，随着Eu离子掺杂浓度的增加，Eu3+红色发光的相对强度增加，Ca2-xEuxSiO2F2的发光颜色由蓝色逐渐变化到白色，并继续变化到橙色。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发光材料
，尤其涉及。
技术介绍
焚光粉转换型白光发光二极管(Phosphor-convertedwhite light-emittingd1des, pc-LEDs)具有高亮度、体积小、寿命长、不易破坏、容易设计、转换快速和环境友好等显著特点，未来将取代白炽灯、荧光灯、钠灯等成为新一代的照明光源。尽管至今已有几种封装WLEDs的方法，但采用近紫外(n-UV) InGaN基芯片组合三基色(红、绿和蓝)荧光粉被认为是最方便的途径。目前，主要的商用近紫外InGaN基LEDs荧光粉为蓝粉BaMgAlltlO17:Eu2+、绿粉ZnS: (Cu+，Al3+)和红粉Y2O2S:Eu3+。但是这些荧光粉都存在一定的缺点，最后封装的WLEDs存在色温、显示指数、发光效率和化学稳定性等方面的缺陷。其中，蓝色荧光粉由于其发光效率低，蓝光易于被红色和绿色荧光粉吸收等问题，影响近紫外激发的三基色荧光粉发光性能，从而使白光LED性能降低。有关可以被近紫外有效激发的蓝、绿、红色荧光粉一直是人们研宄的重要方向。目前，有报道过一种类似的发光颜色可调的荧光材料LaGa03:xTb3+，其中Tb3+离子的掺杂量为La3+离子的0.01-12%的摩尔数，它是一种发光颜色可以实现从蓝色到绿色范围内可调的荧光材料。但是，该荧光材料需要改变激发光源的波长及Tb3+离子的掺杂量来实现发光颜色可调。因此，有必要寻求新型的可以被350-410nm近紫外光有效激发的蓝色到青色颜色可调的荧光粉。硅酸盐基质发光材料由于其具有良好的化学稳定性和热稳定性，成为一类比较重要的荧光粉材料。另外，硅酸盐荧光材料生产成本低，原料高纯二氧化硅价廉易得，烧结温度也比其他磷酸盐、铝酸盐等体系要低，对合成过程中的降低能耗比较有利。高温固相法具有制备工艺简单，易于操作，设备易得，操作安全，条件容易控制的优点。因此，设计并合成可用于近紫外InGaN芯片激发的发光颜色可调荧光粉材料具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种颜色可调荧光粉，可以通过调节激活离子Eu的掺杂浓度来调节混合价态离子Eu3+和Eu 2+的发光强度比，实现荧光粉从蓝色-白色-橙色的逐渐可调。本专利技术还提供所述荧光粉的制备方法。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案予以实现的。一种混合价态铕离子掺杂单一基质颜色可调荧光粉，其特征在于，所述荧光粉的化学组成表示式为:Ca2_xEu；5i02F2;其中，Eu为激活离子，为+2，+3混合价态；z为激活离子Eu相对碱土金属离子Ca占的摩尔百分比系数，0.001 ^ X ^ 0.10。本专利技术荧光粉的基质材料为Ca2S12F2,混合价态的Eu为激活离子，z为激活离子Eu相对碱土金属离子Ca2+占的摩尔百分比系数。本专利技术基质材料Ca 2Si02F2能够获得近紫外光的高效激发，发光中心为二价稀土铕离子(Eu2+)和三价稀土铕离子(Eu3+)，其中，Eu2+发蓝色光，Eu3+发红色光。在近紫外光激发下，随着Eu离子掺杂浓度的增加，Eu3+和Eu2+的发光强度比增大，Ca JurS12F2的发光颜色由蓝色逐渐变化到白色，并继续变化到橙色。具体的，当x=0.001，即Eu相对Ca2+占的摩尔百分比系数为0.01时，荧光粉组成为Cau99EuatltllS12F2，此时Eu2+较多，在近紫外光激发下发出较弱的蓝光；当1 = 0.01，即Eu相对Ca2+占的摩尔百分比系数为0.01时，荧光粉组成为Ca U9Eua J12F2，此时Eu2+较多，在近紫外光激发下发出较强的蓝光；当Eu离子掺杂浓度增加到X = 0.05，即Eu相对Ca2+占的摩尔百分比系数为0.05时，荧光粉组成为Ca1^5Euaci5Si2O2F2, Eu2+/Eu3+的比例降低，在近紫外光激发下发出较强的白光；当Eu离子掺杂浓度进一步增加到X = 0.10，即Eu相对Ca2+占的摩尔百分比系数为0.10时，荧光粉组成为Ca1.90Eu0.10Si02F2，Eu3+/Eu2+的比例降低，此时Eu3+较多，在近紫外光激发下发出较强的橙红光。现有技术中公开了一种三价铕离子掺杂硅酸盐荧光粉，其化学结构通式为MLn2Si3010:mBi 3+，nEu3+。其中 M 为 Zn、Mg、Ca、Sr、Ba 中的一种或几种，Ln 为 La、Y 中的一种或几种；0<m<0.1，0<η<0.22。虽然，组成该荧光粉的元素类型与本专利技术类似，但是，仍有以下几点显著的区别:(1)该硅酸盐荧光粉与本专利技术的发光基质不同，该专利技术的发光基质是CaLa2Si3Oltl,而本专利技术的发光基质是Ca2S12F7,这是两种完全不同的基质材料，而当基质材料不同时，材料的晶体结构不一样，并且发光基质结构又是影响发光性质的关键因素，由此得知，不同基质材料制得的荧光粉的发光机理是无法类比的。(2)该专利技术通过调节掺杂离子Bi3+和Eu 3+的相对浓度，进而调控Bi 3+的蓝色发光和Eu 3+的红色发光比，最终实现发光颜色可调，而本专利技术只掺杂一种发光离子Eu，组分相对简单，合成成本更低，通过Eu2+的蓝色发光和Eu 3+的红色发光比来实现发光颜色可调。综上所述，本专利技术需要所述发光基质与混合价态Eu之间相互配合才能实现荧光粉从蓝色-白色-橙色的逐渐可调。本专利技术的另一个目的是提供上述荧光粉的制备方法，包括如下步骤:按照所述荧光粉化学组成表示式的化学计量比称取原料，充分研磨混合均匀；将混合原料于还原气氛中焙烧，然后自然冷却到室温；将所得产物取出，研磨即得到最终产品。优选的，所述的原料为铕氧化物、铕草酸盐、铕碳酸盐或铕硝酸盐中的一种或多种、碳酸钙、硝酸钙或氟化钙中的一种或多种、二氧化硅和氟化铵。为了使上述原料相互充分反应，生成本专利技术所述荧光粉，优选的，所述焙烧温度为800?1000 °C，焙烧时间为4?12小时。优选地，所述焙烧温度为900 °C，制备出的荧光粉无杂质。优选的，所述混合原料在4或CO的还原气氛中焙烧。与现有技术相比，本专利技术有益效果在于:所述荧光粉由激活离子Eu掺杂于基质Ca2S12F2中，可被近紫外光有效激发下，并且通过改变激活离子Eu的掺杂浓度，调节二价铕离子的蓝色光和三价铕离子红色光的发射峰比例，进而实现荧光粉材料从蓝色光到橙红色光发射可调。具体的，随着Eu离子掺杂浓度的增加，Eu3+红色发光的相对强度增加，Ca2JuxS12F2的发光颜色由蓝色逐渐变化到白色，并继续变化到橙色。【附图说明】...
【技术保护点】
一种混合价态铕离子掺杂单一基质颜色可调荧光粉，其特征在于，所述荧光粉的化学组成表示式为：Ca2‑xEuxSiO2F2；其中，Eu为激活离子，为+2，+3混合价态；x为激活离子Eu相对碱土金属离子Ca占的摩尔百分比系数， 0.001≤x≤0.10。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢木标，
申请(专利权)人：岭南师范学院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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