本发明专利技术属于发光材料领域，涉及在电子束或真空紫外线激发下发射红色荧光的荧光粉，是一种稀土氧化物红色荧光粉及其制造方法。本发明专利技术涉及的荧光粉，其化学表达式为：（Ｙ↓［１－ｘ－ｙ］Ｇｄ↓［ｘ］Ｅｕ↓［ｙ］）↓［２］Ｏ↓［３］，式中０＜ｘ≤０．９，０．０１≤ｙ≤０．１。本发明专利技术通过在立方Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］∶Ｅｕ↑［３＋］体系中引入Ｇｄ离子，在１２５０℃高温下形成具有立方结构的（Ｙ，Ｇｄ）↓［２］Ｏ↓［３］和（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）↓［２］Ｏ↓［３］的固熔体。这种固熔体经选料、混料、烧结和后处理，成为一种稀土氧化物红色荧光粉。本发明专利技术的特点是：（１）荧光粉在１２５０℃以上仍然是立方结构，晶体结晶质量好；（２）有满意的激活剂浓度范围；（３）使用添加剂降低了灼烧温度，提高发光亮度，促进晶体生长；（４）制造工艺简单，易于操作。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发光材料领域，涉及在电子束或真空紫外线激发下发射红色荧光的荧光粉，是一种稀土氧化物红色荧光粉及其制造方法。
技术介绍
能够在激发情况下发光的材料很多，这些材料都可以作为荧光粉，应用在显示等领域，例如立方型Gd2O3。通常立方型Gd2O3转变为单斜型的相变温度大约在1250℃，即在1250℃以上获得的Gd2O3为单斜结构。根据立方型Gd2O3的这一性质，可以制备立方型Gd2O3为基质的莹光粉。但以立方型Gd2O3为基质制备的荧光粉具有单斜结构，单斜结构的荧光体发光效率低。用Eu3+激活的立方氧化钇在电子束或真空紫外激发下发射红光，被广泛应用在显示、显像、照明光源等新技术中，但是随着这些技术的发展，Y2O3Eu3+的发光性能已不能满足需要，人们要求提供性能更为优良的发光材料。
技术实现思路
本专利技术在立方Y2O3Eu3+体系中引入Gd离子使之部分取代Y，在1250℃高温下Y2O3和Gd2O3及Y2O3、Gd2O3和Eu2O3形成具有立方结构的(Y，Gd)2O3和(Y，Gd，Eu)2O3固熔体。这类新固熔体是很稳定的类质同相替换固熔体，具有很好的发光性能。通过在立方Y2O3Eu3+体系中引入Gd离子，目的是提供一种发光亮度高、色纯度优良的稀土氧化物红色荧光粉及其制备这种荧光体的方法本专利技术通过在立方Y2O3Eu3+体系中引入Gd离子使之部分取代Y，在1250℃高温下Y2O3和Gd2O3及Y2O3、Gd2O3和Eu2O3形成具有立方结构的(Y，Gd)2O3和(Y，Gd，Eu)2O3固熔体，获得稀土氧化物红色荧光粉。本专利技术在立方Y2O3Eu3+体系中引入Gd离子后，体系中Y2O3和Gd2O3及Y2O3、Gd2O3和Eu2O3形成具有立方结构的(Y，Gd)2O3和(Y，Gd，Eu)2O3固熔体，其化学表达式如下(Y1-x-yGdxEuy)2O3其中x为基质组分Gd的含量，含量为0＜x≤0.9，y为激活剂Eu的含量，含量为0.01≤y≤0.1。荧光体基质部分由Gd和Y的氧化物组成，激活剂材料为含Eu3+的氧化物。本专利技术的稀土氧化物红色荧光粉，当基质组分Gd的含量在0＜x≤0.9范围内，在高于Gd2O3的相变温度(1250℃)时，(Y1-x-yGdxEuy)2O3荧光粉依然为体心立方结构，具有发光亮度高、色纯度优良的特点。本专利技术在1250℃高温下Y2O3和Gd2O3，Y2O3、Gd2O3和Eu2O3形成具有立方结构的(Y，Gd)2O3和(Y，Gd，Eu)2O3固熔体，是很稳定的类质同相替换固熔体，具有很好的发光性能。本专利技术的稀土氧化物红色荧光粉制备工艺步骤如下1、选料按(Y1-x-yGdxEuy)2O3化学表达式计量比称取一定量99.99％纯度的Y2O3、Gd2O3、Eu2O3以及分析纯度以上硼酸、金属氟化物和金属碳酸盐的中的一种或一种以上。其中，硼酸、金属氟化物和金属碳酸盐是添加剂，金属氟化物可以是CaF2，金属碳酸盐可以是K2CO3或Li2CO3。添加剂加入量为0.1～0.5wt％。2、混料将上述99.99％纯度的Y2O3、Gd2O3、Eu2O3以及分析纯度以上的H3BO3、CaF2、K2CO3、Li2CO3中的一种或一到三种作为原料，装入球磨罐中，放入玛瑙球，球与原料的重量比为1∶1，球磨时间10小时以上。3、烧结经球磨混料的上述原料装入氧化铝坩埚或刚玉坩埚中，加盖放入高温烧结炉中。装入氧化铝坩埚中时，原料为室温。在氧化铝坩埚中的原料，随炉升至1250～1400℃，恒温1～2小时，停止升温，随炉降至1000℃以下取出。4、后处理上述原料经烧成，得到白色粉末产物。将得到的产物白色粉末破碎，装入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，其中产物白色粉末粉料、水和玻璃球的比例为粉料∶水∶球≈1∶1∶1，球磨2～4小时。球磨后的粉料和水成为粉浆，把粉浆装入烧杯中，用2％HCl溶液搅拌2～4小时，而后用70～80℃热去离子水洗至中性。经400目过筛，抽滤后于烘箱中110～130℃烘干，得到荧光粉。将烘干的荧光粉再经260目过筛，并进行检测，即得到本专利技术的红色荧光粉。本专利技术的特点是(1)在1250℃以上高温获得立方结构的(Y1-x-yGdxEuy)2O3荧光粉，甚至Gd含量高达90％时，即(Y0.06Gd0.90Eu0.04)2O3时，材料依然为立方结构，没有单斜Gd2O3杂相存在。如图1为(Y0.06Gd0.90Eu0.04)2O3荧光粉的XRD图(2θ＝18°～74°)，这是一个典型的体心立方结构，衍射峰很强，半宽高(FWHM)窄，晶体结晶质量好；(2)所获得的高温立方(Y，Gd)2O3Eu荧光粉的发射光谱和立方Y2O3Eu及立方Gd2O3Eu完全相同，如图2所示；(3)有满意的激活剂浓度范围，如图3所示，最佳浓度为0.04mol；(4)选用少量硼酸、金属氟化物和金属碳酸盐作为添加剂，不仅降低了灼烧温度，而且提高发光亮度，促进晶体生长；(5)制造工艺简单，易于操作，适宜批量生产。附图说明图1为(Y0.06Gd0.90Eu0.04)2O3荧光粉的XRD图(2θ＝18°～74°)；图2为立方(Y，Gd)2O3Eu、Y2O3Eu、Gd2O3Eu荧光粉的发射光谱图；图3为荧光粉发光强度与激活剂Eu3+浓度的关系图。具体实施例方式实施例1、称取Y2O3100g，Eu2O37g，BaF20.1g，H3BO30.3g，将上述原料装入球磨罐中，放入玛瑙球，球与原料的重量比为1∶1，球磨时间10小时以上。将混匀的物料装入刚玉坩埚一并放入高温烧结炉中，将烧结炉温度升到1270℃，恒温2小时，待炉温降至1000℃以下取出坩埚冷却至室温。将出炉物料破碎，装入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，慢速球磨2小时。把粉浆装入烧杯中，用2-5％HCl溶液搅拌2小时，而后用70-80℃热去离子水洗至中性，经400目过筛，抽滤后于烘箱中120℃烘干。将烘干的荧光粉再经260目过筛，经检测即得到(Y1-x-yGdxEuy)2O3红色荧光体，在阴极射线激发下相对发光强度为100。实施例2、称取Y2O380g，Gd2O324g，Eu2O36g，BaF20.1g，H3BO30.3g，其余条件同实施例1，在阴极射线激发下相对发光强度为98。实施例3、称取Y2O370g，Gd2O322g，Eu2O313g，BaF20.1g，H3BO30.3g，其余条件同实施例1，在阴极射线激发下相对发光强度为87.2。实施例4、称取Y2O360g，Gd2O344g，Eu2O36g，BaF20.1g，H3BO30.3g，，其余条件同实施例1，在阴极射线激发下相对发光强度为102.4。实施例5、称取Y2O350g，Gd2O339.5g，Eu2O311.5g，BaF20.1g，H3BO30.3g，其余条件同实施例1，在阴极射线激发下相对发光强度为91.6。实施例6、称取Y2O340g，Gd2O357g，Eu2O35g，BaF20.1g，H3BO30.3g，，其余条件同实施例1，在阴极射线激发下相对发光强度为101.6。实施例7、称取Y2O340g，Gd2O363g，Eu2O312g，BaF20.35g，H3BO30.6g，其余条件同实施例1，在阴极射线激本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种稀土氧化物红色荧光粉，其特征是在立方Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］∶Ｅｕ↑［３＋］体系中引入Ｇｄ离子使之部分取代Ｙ，在１２５０℃高温下Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］和Ｇｄ↓［２］Ｏ↓［３］及Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］、Ｇｄ↓［２］Ｏ↓［３］和Ｅｕ↓［２］Ｏ↓［３］形成具有立方结构的（Ｙ，Ｇｄ）↓［２］Ｏ↓［３］和（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）↓［２］Ｏ↓［３］固熔体，其化学表达式为：（Ｙ↓［１－ｘ－ｙ］Ｇｄ↓［ｘ］Ｅｕ↓［ｙ］）↓［２］Ｏ↓［３］，其中ｘ为基质组分Ｇｄ的含量，ｙ为激活剂Ｅｕ的含量；固熔体中还包含有添加剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓君，谢宜华，刘行仁，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]
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