锶铟钛固溶红色荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锶铟钛固溶红色荧光粉及其制备方法，所述锶铟钛固溶红色荧光粉化学组成为（Ｓｒ↓［１－ｘ］Ｉｎ↓［ｘ］）ＴｉＯ↓［３］：ｚＰｒ，τＭ，本发明专利技术在原有的ＣａＴｉＯ↓［３］、ＳｒＴｉＯ↓［３］基质结构的荧光粉中加入了Ｉｎ，其中Ｉｎ以０＜ｘ＜１．０范围内的量取代Ｓｒ加入到基质中，从而形成新的（Ｓｒ↓［１－ｘ］Ｉｎ↓［ｘ］）ＴｉＯ↓［３］基质，这种采用（Ｓｒ↓［１－ｘ］Ｉｎ↓［ｘ］）ＴｉＯ↓［３］基质的新型荧光粉，改变了原有的基质组成，有效地增加了稀土离子发光中心即镨Ｐｒ离子周围的晶体场强度，并调整其发光中心Ｐｒ离子三价和四价的比例，比较于常规的单一碱土基质如ＣａＴｉＯ↓［３］∶Ｐｒ或ＳｒＴｉＯ↓［３］∶Ｐｒ荧光材料，具有材料稳定性高，亮度高，无环境污染的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锶铟钛固溶红色荧光粉及其制备方法，具体是指合成一种锶铟钛固溶体基质，并通过辅助掺杂工艺、高温烧成技术、颗粒外表面包覆导电氧化物制备锶铟钛固溶红色荧光粉，属于材料科学

技术介绍
随着现代科技的迅速发展，发光材料已从一般的光致发光、显示和照明材料发展为由电、声、热、化学、生物、机械能以及高能射线等多种激发源激发发光，并被广泛应用于超薄电视、液晶和等离子体显示，微型监视器和精密传感器和探头等高技术产品的关键显示材料。近期，场发射显示(FED)作为一种新兴平板显示技术得到了蓬勃发展，并有望取代传统阴极射线管(CRT)显示技术，FED用荧光粉要求在低电压和高电流密度的条件下工作，传统CRT用荧光粉，如常用的红色Y2O3:Eu荧光粉就不能用在FED显示场合。目前，用于低压(10V~100V)电子束激发的红色荧光粉主要是Zn1-xCdxS(0≤x≤1)体系荧光粉，这种荧光粉已广泛用于真空荧光显示装置(VFD)等场合。然而，硫化物Zn1-xCdxS荧光粉在使用过程中存在一些明显的问题，如长时间电子束照射后硫化物荧光粉容易分解，且分解产生的S或SO2降低了作为电子源氧化物阴极的电子发射能力；另外，该硫化物荧光粉中大量采用的红光色度调节剂组分Cd离子对人体有害，欧盟从环保等角度考虑，规定2006年7月开始禁用该类Zn1-xCdxS红色荧光粉，-->这导致了传统Zn1-xCdxS红色荧光粉的应用领域受到极大限制，目前迫切需要寻找和开发新型的无毒性、高效稳定的理想红色FED用荧光粉。1994年Vecht等人首先发现了钙钛矿结构的CaTiO3:Pr3+，并认为它是一种具有潜在显示用途的新型红色荧光粉。1996年，Toki等人发现Al(OH)3或Ga2O3组分共掺杂可使SrTiO3:Pr3+光致发光和阴极射线发光强度增强约两个数量级，可用作场发射显示(FED)及真空电子发光显示(VED)等的红色荧光粉材料。因此，钛酸盐基质荧光粉的研究和开发引起了产业界的关注。与Zn1-xCdxS(x＝0~1.0)硫化物荧光粉相比，钛酸盐基质荧光粉的材料化学性质非常稳定，采用稀土离子作为发光中心离子时，荧光粉的发光峰单一，色纯度较好，如CaTiO3:Pr3+的光致发光和阴极射线红光的色坐标为x＝0.680、y＝0.311，与美国NTSC系统规定的理想红色非常接近。从材料稳定性和发光颜色考虑，该类稀土离子激活钛酸盐荧光粉有望替代Zn1-xCdxS硫化物红色荧光粉，成为新一代的无毒性、高稳定的理想红色FED用荧光粉材料。如大岛英纪于2004和2005年分别在日本和中国申请了专利2004-097738和2005 10069719.1。另外，针对CaTiO3和SrTiO3荧光材料的材料结构和发光性能的关系研究，有较多非专利文献报道，如非专利文献1(Vecht等，“New electron excited light emittingmaterials”，J.Vac.Sci.Tehcnol.B，12(2)(1994)p.781)，非专利文献2(Diallo等，“Improvement of the opticalperformances of Pr3+ in CaTiO3”，J.Alloys.Compd.，323-324(2001)p.218)；或非专利文献3(Kang等，“The influenceof Li addition on Cathodoluminescence of CaTiO3:Pr3+”，Eurodisplay(2002)p.777)。但这类材料仍然存在发光亮度偏低的根本性问题，限制了它的应-->用。且大多数文献主要集中于制备技术和掺杂工艺对荧光粉发光性能影响的研究，关于合成新型基质的研究较少。而从材料结构考虑，改变稀土发光中心离子周围的化学环境会对荧光体的光色和强度产生重要的影响，因此，如何通过改变基质组成，特别是合成新的基质，并配合改变掺杂辅助离子浓度和制备工艺条件，从而调控荧光粉的基质结构缺陷，以获得高亮度的新型红色荧光粉。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种发光亮度高、环保性好的锶铟钛固溶红色荧光粉。本专利技术采用的技术方案为：一种锶铟钛固溶红色荧光粉，包括(Sr1-xInx)TiO3(0＜x＜1.0)的基质，以及加入所述基质的作为第一添加剂的Pr；作为第二添加剂的M，M为硼B、铝Al、镓Ga、锂Li、钠Na、钾K的至少一种。包含有上述基质、第一添加剂、第二添加剂的荧光粉的化学组成为：(Sr1-xInx)TiO3:zPr，τM作为对本专利技术的更进一步设置：所述加入到基质中的In的含量优选为0＜x≤0.5，添加上述范围内的In所形成的锶铟钛荧光体可以得到更好的发光亮度和使用寿命；更优选的为0.1＜x＜0.3，特别优选的为0.15＜x＜0.2。所述作为第一添加剂加入基质中的Pr的量为0＜z≤0.15，即在1mol的基质中Pr的加入量为0～0.15mol，优选为0.001＜z＜0.01，特别优选为0.001＜z＜0.005。所述作为第二添加剂加入到所述基质中的M，其中M：优选为0＜τ≤0.1的硼B；-->优选为0＜τ≤0.35的铝Al；优选为0＜τ≤0.15的镓Ga；优选为0＜τ≤0.05的锂Li；优选为0＜τ≤0.05的钠Na；优选为0＜τ≤0.024的钾K；本专利技术在原有的CaTiO3、SrTiO3基质结构的荧光粉中加入了In，其中In以0＜x＜1.0范围内的量取代Sr加入到基质中，从而形成新的(Sr1-xInx)TiO3基质，并且在这种新的(Sr1-xInx)TiO3基质中加入作为第一添加剂的Pr，以及作为第二添加剂的M，M为硼B、铝Al、镓Ga、锂Li、钠Na、钾K的至少一种，从而形成化学组成为(Sr1-xInx)TiO3:zPr，τM的新型荧光粉，这种采用(Sr1-xInx)TiO3基质的新型锶铟钛荧光粉，改变了原有的基质组成，通过调整晶体结构、空间群点阵结构及相关的化学点缺陷种类及浓度，可有效地增加了稀土离子发光中心即镨Pr离子周围的晶体场强度，并调整其发光中心Pr离子三价和四价的比例，从而增强了发光亮度。且预期电子束激活寿命比常规的单一碱土基质的SrTiO3荧光材料寿命长。本专利技术提供的加入了作为第一添加剂的P和作为第二添加剂的硼B、铝Al、镓Ga、铟In或锂Li、钠Na、钾K等元素而形成的(Sr1-xInx)TiO3:zPr，τM荧光粉，即使可能通过低电子束激发，该荧光粉也可以产生高亮度的发光，然而，通过高压的电子束或紫外线激发，(Sr1-xInx)TiO3:zPr，τM荧光粉将不能发出高亮度的光。本专利技术的另一个目的是要提供一种制备上述锶铟钛固溶红色荧光粉的方法，包括以下步骤：1、混合：将混合形成基质的基质原料、包括Pr的第一添加剂的原料和包括有硼B、铝Al、镓Ga或锂Li、钠Na、钾K中的至少一种-->的第二添加剂的原料按照化学组成式中的原子比混合；混合料放入200ml的玛瑙球磨罐中，按混合料与玛瑙球磨介质的重量比为1∶1加入具有大小配比的玛瑙球磨介质，按混合料与去离子水的重量比为1∶1添加适量去离子水，在行星球磨机中控制转速200r/min球磨4h，球磨料于80℃烘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锶铟钛固溶红色荧光粉，其化学组成为：（Ｓｒ↓［１－ｘ］Ｉｎ↓［ｘ］）ＴｉＯ↓［３］：ｚＰｒ，τＭ（０＜ｘ＜１．０）其中，由（Ｓｒ↓［１－ｘ］Ｉｎ↓［ｘ］）ＴｉＯ↓［３］（０＜ｘ＜１．０）表示的基质，加入所述基质的作为第一 添加剂的镨Ｐｒ，以及作为第二添加剂的Ｍ，Ｍ为硼Ｂ、铝Ａｌ、镓Ｇａ、锂Ｌｉ、钠Ｎａ、钾Ｋ的至少一种。

【技术特征摘要】
1、一种锶铟钛固溶红色荧光粉，其化学组成为：(Sr1-xInx)TiO3∶zPr，τM(0＜x＜1.0)其中，由(Sr1-xInx)TiO3(0＜x＜1.0)表示的基质，加入所述基质的作为第一添加剂的镨Pr，以及作为第二添加剂的M，M为硼B、铝Al、镓Ga、锂Li、钠Na、钾K的至少一种。2、根据权利要求1所述的一种锶铟钛固溶红色荧光粉，其特征在于：所述加入基质中的铟In的量为0＜x≤0.5。3、根据权利要求2所述的一种锶铟钛固溶红色荧光粉，其特征在于：所述加入基质中的铟In的量为0.1＜x＜0.3。4、根据权利要求3所述的一种锶铟钛固溶红色荧光粉，其特征在于：所述加入基质中的铟In的量为0.15＜x＜0.2。5、根据权利要求1所述的一种锶铟钛固溶红色荧光粉，其特征在于：所述作为第一添加剂加入基质中的镨Pr的量为0.001＜z＜0.01。6、根据权利要求2所述的一种锶铟钛固溶红色荧光粉，其特征在于：加入基质中的镨Pr的量为0.001＜z＜0.005。7、根据权利要求1所述的一种锶铟钛固溶红色荧光粉，其特征在于：所述作为第二添加剂加入到所述基质中的M为0＜τ≤0.35的铝Al。8、根据权利要求1所述的一种锶铟钛固溶红色荧光粉，其特征在于：所述作为第二添加剂加入到所述基质中的M为0＜τ≤0....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵捷，张朋越，
申请(专利权)人：赵捷，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]