一种色度可调的高热稳定性荧光粉制造技术

本发明专利技术公开了一种色度可调的高热稳定性荧光粉，该荧光粉的分子式为Sr8Zn1‑xSc(PO4)7:xTb

【技术实现步骤摘要】
一种色度可调的高热稳定性荧光粉
本专利技术属于荧光材料
，具体涉及一种色度可调的高热稳定性荧光粉。
技术介绍
对于高功率的WLED(white-light-emittingdiodes)而言，开发高工作温度下优良热稳定性的荧光粉是目前商业化高功率WLED的瓶颈。目前商用的荧光粉，在高工作温度下会发生荧光的猝灭现象，120℃的工作温度已经是高功率WLED能够实现高效输出效率的温度极限。因此如何设计开发新型的高热稳定性荧光粉对于实现高功率WLED的商业化是一个巨大的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在近紫外光激发下色度可调的高热稳定性荧光粉。针对上述目的，本专利技术色度可调的高热稳定性荧光粉的分子式为Sr8Zn1-xSc(PO4)7:xTb3+，式中0.02≤x≤0.14，优选0.12≤x≤0.14。上述色度可调的高热稳定性荧光粉的制备方法为：按照Sr8Zn1-xSc(PO4)7:xTb3+的化学计量比，将反应原料Sr(NO3)2(99.9％)、ZnO(99.99％)、(NH4)2HPO4(98.5％)、Sc2O3(99.99％)和Tb4O7(99.99％)均匀混合，在900℃下保温4小时，再在1250℃下保温11小时后自然冷却至室温，得到Sr8Zn1-xSc(PO4)7:xTb3+荧光粉。本专利技术通过在Sr8ZnSc(PO4)7基质中掺杂Tb3+离子，生成与Tb3+离子5D3能级相匹配且能级深浅不同的缺陷簇。在近紫外光370nm的激发下，缺陷簇作为陷阱捕获电子，在一定的热扰动下将电子转移给Tb3+离子的5D3能级，从而实现Sr8ZnSc(PO4)7:Tb3+荧光粉的色度可调以及高工作温度下的热稳定性。在室温下，当Sr8ZnSc(PO4)7:Tb3+荧光粉被370nm激发，能级较浅的陷阱在热扰动下将捕获到的电子转移给Tb3+离子的5D3能级，从而弥补了随着Tb3+离子掺杂浓度增大时，5D3→5D4的非辐射跃迁引起的5D3→7FJ发射峰迅速衰减，从而实现随着掺杂浓度的不断增大使5D3→7FJ发射峰发光强度不会出现大幅度衰减，使Sr8ZnSc(PO4)7:xTb3+系列荧光粉的发光性能由蓝色发射5D3→7FJ和绿色发射5D4→7FJ两组共同影响，其色度随着Tb3+离子掺杂量的增加从亮蓝色(0.205,0.186)移动到亮绿色(0.245,0.411)，最终实现通过Tb3+离子掺杂量的变化得到Sr8ZnSc(PO4)7:xTb3+荧光粉的色度可调。在工作温度高达150℃时，当近紫外光激发Sr8ZnSc(PO4)7:Tb3+荧光粉时，能级较深的陷阱在热扰动下将捕获到的电子转移给Tb3+离子的5D3能级，从而弥补了在高温下5D3→7FJ和5D4→7FJ发射峰的热猝灭现象，实现了Sr8ZnSc(PO4)7:xTb3+系列荧光粉在高温下零热猝灭的行为。附图说明图1是实施例1～4制备的样品在370nm近紫外光激发下的发射光谱。图2是实施例1～4制备的样品在370nm近紫外光激发下5D3→7F5和5D4→7F5发射峰强度与Tb3+掺杂摩尔浓度之间的曲线关系。图3是在CIE色度图中标出的实施例1～4制备的样品在370nm近紫外光激发下其发射峰的色坐标，点a、b、c和d依次代表实施例1、2、3、4样品。图4是实施例1～4制备的样品随着温度升高发射峰5D3→7FJ积分面积与温度的关系曲线。图5是实施例1～4制备的样品随着温度升高发射峰5D4→7FJ积分面积与温度的关系曲线。图6是实施例3制备的样品在370nm近紫外光激发下随着温度升高的发光热猝灭光谱。图7是实施例4制备的样品在370nm近紫外光激发下随着温度升高的发光热猝灭光谱。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。实施例1按照Sr8Zn0.98Sc(PO4)7:0.02Tb3+的化学计量比，将1.6930g(8mmol)Sr(NO3)2(99.9％)、0.0800g(0.98mmol)ZnO(99.99％)、0.9244g(7mmol)(NH4)2HPO4(98.5％)、0.0690g(0.5mmol)Sc2O3(99.99％)和0.0037g(0.005mmol)Tb4O7(99.99％)均匀混合，在900℃下保温4小时，再在1250℃下保温11小时后自然冷却至室温，得到Sr8Zn0.98Sc(PO4)7:0.02Tb3+荧光粉。实施例2按照Sr8Zn0.90Sc(PO4)7:0.10Tb3+的化学计量比，将1.6930g(8mmol)Sr(NO3)2(99.9％)、0.0733g(0.9mmol)ZnO(99.99％)、0.9244g(7mmol)(NH4)2HPO4(98.5％)、0.0690g(0.5mmol)Sc2O3(99.99％)和0.0187g(0.025mmol)Tb4O7(99.99％)均匀混合，在900℃下保温4小时，再在1250℃下保温11小时后自然冷却至室温，得到Sr8Zn0.90Sc(PO4)7:0.10Tb3+荧光粉。实施例3按照Sr8Zn0.88Sc(PO4)7:0.12Tb3+的化学计量比，将1.6930g(8mmol)Sr(NO3)2(99.9％)、0.0716g(0.88mmol)ZnO(99.99％)、0.9244g(7mmol)(NH4)2HPO4(98.5％)、0.0690g(0.5mmol)Sc2O3(99.99％)和0.0243g(0.03mmol)Tb4O7(99.99％)均匀混合，在900℃下保温4小时，再在1250℃下保温11小时后自然冷却至室温，得到Sr8Zn0.88Sc(PO4)7:0.12Tb3+荧光粉。实施例4按照Sr8Zn0.86Sc(PO4)7:0.14Tb3+的化学计量比，将1.6930g(8mmol)Sr(NO3)2(99.9％)、0.0700g(0.86mmol)ZnO(99.99％)、0.9244g(7mmol)(NH4)2HPO4(98.5％)、0.0690g(0.5mmol)Sc2O3(99.99％)和0.0262g(0.035mol)Tb4O7(99.99％)均匀混合，在900℃下保温4小时，再在1250℃下保温11小时后自然冷却至室温，得到Sr8Zn0.86Sc(PO4)7:0.14Tb3+荧光粉。专利技术人对实施例1～4制备的样品进行了发光性能和热稳定性能测试，结果见图1～7。由图1可见，随着x的增大，所得样品的5D4→7FJ系列发射峰均增强，而5D3→7FJ系列发射峰先增强随后有较微弱的降低。由图2可见，所得样品的5D4→7F5发射峰强度始终随着x的增加而增强，而5D3→7F5发射峰强度随着x的增加先增强随后有较微弱的降低，但是其强度没有出现大幅度的衰减。在已经报道的掺Tb3+的荧光粉中，由于5D3→5D4非辐射跃迁，5D3→7FJ很容易猝灭，很难观测到5D3→7FJ的蓝色发射峰。因此在已经报道的掺Tb3+的荧光粉中只能观测到5D4→7FJ的绿色发射峰。但是对于Sr8ZnSc(PO4)7:Tb3+荧光粉，当其在室温下被370nm激发，能级较浅的陷阱在热扰动下将捕获到的电子转移给Tb3+离子的5D3能级，从而弥补了随着Tb3+本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种色度可调的高热稳定性荧光粉，其特征在于：该荧光粉的分子式为Sr8Zn1‑xSc(PO4)7:xTb3+，式中0.02≤x≤0.14，其在工作温度高达150℃时具有零热猝灭的行为。

【技术特征摘要】
1.一种色度可调的高热稳定性荧光粉，其特征在于：该荧光粉的分子式为Sr8Zn1-xSc(PO4)7:xTb3+，式中0.02≤x≤0.14，其在工作温度高达150℃时具有零热猝灭的行为。2.根据权利要求1所述的色度可调的高热稳定性荧光粉，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟婧，陈雅利，俞斌勋，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61