本发明专利技术涉及一种发光颜色由制备方法控制的荧光粉及其应用。荧光粉的化学式为(Ca1-x-y-zSrxBayPrz)2Nb2O7，其中，0＜x≤0.03；0＜y≤0.03；0.001≤z≤0.0075。采用固相合成法制备的荧光粉在紫外光激发下发射红光，而采用溶胶凝胶发制备的同组分荧光粉在紫外光激发下发射蓝光。将两种方法制备的同组分荧光粉按比例混合，即实现发射光从红光经由白光至蓝光的连续调控，可广泛应用于照明和显示领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种发光颜色由制备方法控制的荧光粉及其应用，属于无机发光材料
技术介绍
近年来，随着蓝色(450～470nm)、近紫外(380～410nm)和深紫外(190～315nm)发光二极管(LED)的问世，出现了由蓝色、近紫外和深紫外LED芯片与光转换荧光粉组合而制成可以发出各色光的荧光粉转换型LED。这种新型的固体光源相比于传统的白炽灯、荧光灯和高压汞灯，具有节能高效、绿色环保、寿命长(10000小时以上)、体积小等诸多优点，在照明和显示领域有着巨大的应用前景，可望实现产业化、替代现有照明器具，成为第四代照明光源。为了实现荧光粉转换型LED的多色发光，各色发光的荧光粉的开发和制备一直是研究的热点。通常光转换型荧光粉的发光峰位由材料基质和掺杂离子所决定，例如，Y2O3∶Eu3+发红光、CeMgAl11O19∶Tb3+发绿光、BaMgAl10O17∶Eu2+发蓝光。制备方法对相同组分荧光粉发光峰位的影响不大，比如，固相合成法和溶胶凝胶法制备的SrAl2O4∶Eu2+在紫外光激发下都发射黄绿光，固相合成法和溶胶凝胶法制备的CaTiO3∶Pr3+都发射红光。然而，要获得不同发光颜色的荧光粉材料需要经过漫长的开发时间去设计不同的材料组分，不同的材料组分也增加了材料的制备成本。因此，如果能够采用不同的制备方法使得具有相同材料组分的荧光粉发出不同颜色光，把这些荧光粉按比例混合再实现发光颜色的连续调控，都将会具有重要的科学价<br>值并带来巨大的社会效益。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种发光颜色由制备方法控制的荧光粉及其应用，以克服现有技术中存在的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案来实现：本专利技术的一种发光颜色由制备发光控制的荧光粉，其化学表达式为(Ca1-x-y-zSrxBayPrz)2Nb2O7，其中，0＜x≤0.03，0＜y≤0.03，0.001≤z≤0.0075。本专利技术所述的荧光粉通过固相合成法制备可以发射红色荧光，该相同组分的荧光粉通过溶胶凝胶法制备可以发射蓝光。本专利技术所述的由两种方法制备的同组分荧光粉按比例混合后，可以实现发射光从红光经由白光至蓝光的连续调控。本专利技术所述的一种发光颜色由制备发光控制的荧光粉的固相合成制备方法，包括以下工艺步骤：(1)按元素化学计量比称取含有Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pr3+和Nb5+离子的化合物原料，加入去离子水或无水乙醇研磨、混合均匀，于50～100℃烘箱中烘干得到混合粉料；(2)将步骤(1)所得的混合粉料在空气或氧气中于800～1000℃下预烧，预烧保温时间为1～5小时；(3)将冷却后的预烧产物研磨混匀后，在空气或氧气中于1200～1450℃下煅烧，煅烧保温时间为2～10小时；(4)将步骤(3)得到的煅烧产物冷却后进行粉碎和研磨，即得到固相合成法制备的粉末红色荧光粉。固相合成制备方法的步骤(1)中，所述的含有Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pr3+和Nb5+离子的化合物原料选自含有Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pr3+和Nb5+离子的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、草酸盐、醋酸盐。本专利技术所述的一种发光颜色由制备发光控制的荧光粉的溶胶凝胶制备方法，包括以下工艺步骤：(1)将按元素化学计量比称取的含有Nb5+离子的化合物原料加入到足量的无水乙醇中，在室温下搅拌5～15分钟，生成乙醇铌溶液；(2)将按化学计量比称取的含有Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pr3+离子的化合物原料溶解于去离子水中后，将该溶液加入到步骤(1)中所述的乙醇铌溶液中，再加入足量的柠檬酸和适量的乙二醇，在室温下搅拌10～24小时后，得到粘稠状透明溶液；(3)将步骤(2)中得到的粘稠状透明溶液在50～120℃的温度条件下烘干，得到蓬松的前驱体；(4)将步骤(3)中得到的前驱体置于马弗炉中，在空气氛围中600～1000℃下烧结2～6小时，自然冷却至室温，研磨均匀，即得到溶胶凝胶法制备的粉末状蓝色荧光粉。溶胶凝胶制备方法的步骤(1)中，所述的含有Nb5+离子的化合物原料选自含有Nb5+离子的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、草酸盐、醋酸盐。溶胶凝胶制备方法的步骤(2)中，所述的含有Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pr3+离子的化合物原料选自含有Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pr3+离子的氧化物、氯化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、草酸盐、醋酸盐。本专利技术的特点是：(1)本专利技术涉及的发光颜色由制备方法控制的荧光粉，原料来源丰富，价格低廉，而且制备方法简单，生产成本低。(2)本专利技术制得的发光颜色由制备方法控制的荧光粉，材料稳定性好，发光性能优良，具有较高的显色指数，在室温到300℃条件下的温度稳定性好，物理化学性质稳定。(3)本专利技术制得的同组分荧光粉的发光颜色由制备方法控制，通过固相合成法制备可以发射红色荧光，该相同组分的荧光粉通过溶胶凝胶法制备可以发射蓝光。(4)本专利技术涉及的由固相合成法制备的红色荧光粉，激发波长包括200～400nm的紫外光波段和430～510nm的蓝光波段，发射峰由495nm和614nm处两个主峰组成。(5)本专利技术涉及的由溶胶凝胶法制备的蓝色荧光粉，激发峰覆盖200～280nm的紫外光波段，发射峰由450nm处的一个宽带发射和495nm、614nm附近的两个尖峰发射组成。(6)本专利技术所述的由两种方法制备的同组分荧光粉按比例混合后，可以实现发射光从红光经由白光至蓝光的连续调控，可广泛应用于照明和显示领域。附图说明图1为由固相合成法和溶胶凝胶法分别制备的(Ca0.975Sr0.01Ba0.01Pr0.005)2Nb2O7实施例样品的X射线粉末衍射图与Ca2Nb2O7粉末衍射标准卡片(18-0301)。图2为固相合成法制备的(Ca0.975Sr0.01Ba0.01Pr0.005)2Nb2O7实施例样品的扫描电子显微镜照片。图3为固相合成法制备的(Ca0.975Sr0.01Ba0.01Pr0.005)2Nb2O7实施例样品的激发和发射光谱。图4为固相合成法、溶胶凝胶法制备的(Ca0.975Sr0.01Ba0.01Pr0.005)2Nb2O7实施例样品以及上述样品等质量混合后的发光色坐标图。图5为溶胶凝胶法制备的(Ca0.975Sr0.01Ba0.01Pr0.005)2Nb2O7实施例样品的扫描电子显微镜照片。图6为溶胶凝胶法制备的(Ca0.975Sr0.01Ba0.01Pr0.005)2Nb2O7实施例样品的激发和发射光谱。图7本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发光颜色由制备方法控制的荧光粉及其应用，其特征在于荧光粉的化学表达式为(Ca1‑x‑y‑zSrxBayPrz)2Nb2O7，其中，0＜x≤0.03，0＜y≤0.03，0.001≤z≤0.0075；采用固相合成法制备的荧光粉在紫外光激发下发射红光，采用溶胶凝胶发制备的同组分荧光粉在紫外光激发下发射蓝光；将两种方法制备的同组分荧光粉按比例混合，即实现发射光从红光经由白光至蓝光的连续调控，可广泛应用于照明和显示领域。
【技术特征摘要】
1.一种发光颜色由制备方法控制的荧光粉及其应用，其特征在于荧光粉的化学表达式为
(Ca1-x-y-zSrxBayPrz)2Nb2O7，其中，0＜x≤0.03，0＜y≤0.03，0.001≤z≤0.0075；采用固相合成法制
备的荧光粉在紫外光激发下发射红光，采用溶胶凝胶发制备的同组分荧光粉在紫外光激发下
发射蓝光；将两种方法制备的同组分荧光粉按比例混合，即实现发射光从红光经由白光至蓝
光的连续调控，可广泛应用于照明和显示领域。
2.如权利要求1所述的一种发光颜色由制备方法控制的荧光粉的固相合成制备方法，其
特征在于包括以下步骤：
1)按元素化学计量比称取含有Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pr3+和Nb5+离子的化合物原料，加入去
离子水或无水乙醇研磨、混合均匀，于50～100℃烘箱中烘干得到混合粉料；
2)将步骤1)所得的混合粉料在空气或氧气中于800～1000℃下预烧，预烧保温时间为1～5
小时；
3)将冷却后的预烧产物研磨混匀后，在空气或氧气中于1200～1450℃下煅烧，煅烧保温
时间为2～10小时；
4)将步骤3)得到的煅烧产物冷却后进行粉碎和研磨，即得到固相合成法制备的粉末红色
荧光粉。
3.如权利要求2所述的固相合成制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的含有Ca2+、
Sr2+、Ba2+、Pr3+和Nb5+离子的化合物原料选自含有Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pr3+和Nb5...
【专利技术属性】
技术研发人员：张君诚，闫旭，潘聪，龙云泽，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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