一种白光LED用硅酸盐蓝色荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种白光LED用硅酸盐蓝色荧光粉及其制备方法，该荧光粉的组成为(Ba1‑x‑yEuxEry)SiO3，其中，x为Eu

【技术实现步骤摘要】
一种白光LED用硅酸盐蓝色荧光粉及其制备方法
本专利技术属于稀土发光材料
，具体涉及一种白光LED用硅酸盐蓝色荧光粉及其制备方法。
技术介绍
在固态照明中，白色发光二极管(WLEDs)具有效率高、寿命长、能耗低、尺寸小等优点，因此广泛应用于平板显示、道路照明等领域。白光实现白光发射最成熟的方式是荧光粉转换法，即以紫外或近紫外LED芯片作为激发光源，红、绿、蓝色荧光粉被光源有效激发，发射出红、绿、蓝三种颜色的光，经过透镜作用复合在一起即为白光。目前商品化的蓝色荧光粉主要是铝酸钡镁(BaMg2Al16O27:Eu2+)，但BaMg2Al16O27:Eu2+荧光粉发射强度低，近紫外激发效率和发光效率低，蓝光易被红色和绿色荧光粉吸收，显色指数很不理想。硅酸盐材料具有较好的热稳定性和化学稳定性，且原料来源丰富，制备工艺简单，是荧光材料中理想的基质材料。硅酸盐基荧光粉的激发和发射光谱容易通过微结构调制，是白光LED荧光粉重要组成部分。尤其是硅酸盐中的ASiO3结构，其具有更高的猝灭浓度，同时电荷迁移带的激发效率更高，因此可以获得更强的蓝光发射。稀土离子掺杂能够进一步改善荧光粉的发光效率。因此，稀土离子激活的硅酸盐基荧光粉被视为一种很有前途的发光材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种白光LED用硅酸盐蓝色荧光粉，能有效的被近紫外LED激发，且发光强度高。本专利技术的另一目的是提供上述白光LED用硅酸盐蓝色荧光粉的制备方法，能在较低温条件下合成结构稳定的荧光粉。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种白光LED用硅酸盐蓝色荧光粉，其组成为下式所示的组分：(Ba1-x-yEuxEry)SiO3其中，基质材料为双钙钛矿结构，稀土激活离子Eu2+和Er3+分别取代Ba的格位，0.005≤x≤0.02，0.005≤y≤0.02。Eu2+和Er3+离子半径与Ba2+离子半径匹配，能形成稳定的双钙钛矿结构；当Eu2+和Er3+在不同对称性的晶格位置“A”位中掺杂时，大大影响掺入“A”位的稀土离子的超灵敏跃迁。Er3+离子的高效发光，主要由于在亚稳态能量状态下的多次电子跃迁，在350nm到700nm的范围内产生了f-f电子跃迁；Eu2+的高效发光，为f-d跃迁模式，随着外界晶格对称性变化其相对强度发生明显变化，Eu2+的加入将Er3+的发光强度提高了3～12.6倍，其发射483～486nm范围的高效蓝光。本专利技术提供的上述白光LED用硅酸盐蓝色荧光粉的制备方法，具体步骤如下：(1)按照化学式(Ba1-x-yEuxEry)SiO3中各元素的化学计量比，分别称量含Er3+的化合物，含Eu3+的化合物，含Ba2+的化合物，含Si4+的化合物，其中，x为Eu2+掺杂的摩尔百分数，y为Er3+掺杂的摩尔百分数，0.005≤x≤0.02，0.005≤y≤0.02；将称取的各原料混合后研磨40～50min；(2)将步骤(1)研磨后的混合粉料转移至坩埚中，放入马弗炉中预烧，预烧温度为900～1000℃，预烧时间为0.5～1.5h；(3)将步骤(2)预煅烧后的粉体破碎研磨40～50min；(4)将步骤(3)研磨后粉体转移至坩埚中，在还原气氛中进行煅烧，煅烧温度为1300～1400℃，煅烧时间为3～5h；(5)取出并自然冷却至室温，即得到一种蓝色荧光粉体。优选的，所述的含Er3+的化合物为氧化铒，所述的含Eu3+的化合物为氧化铕，所述的含Ba2+的化合物为碳酸钡，所述的含Si4+的化合物为二氧化硅。优选的，步骤(2)中预烧时升温速率为1～2℃/min。优选的，步骤(4)中煅烧时升温速率为1～2℃/min。优选的，步骤(2)中预烧温度为900～950℃，预烧时间为1～1.5h；步骤(4)中煅烧温度为1300～1350℃，煅烧时间为3～4h。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1.本专利技术制得的荧光材料，在LED近紫外芯片激发下可以获得波长段为483～486nm的高效的蓝光发射，且Eu2+的加入将Er3+的发光强度提高了3～12.6倍。2.本专利技术提供的荧光材料采用传统的固相反应法制备得到，可在较低的温度和较短时间内获得纯相的双钙钛矿粉体，生产周期短，成本低。附图说明图1为本专利技术实施例1制得的(Ba0.98Eu0.01Er0..01)SiO3粉体的XRD图；图2为本专利技术实施例1制得的(Ba0.98Eu0.01Er0..01)SiO3粉体的TEM图；图3为本专利技术实施例1制得的(Ba0.98Eu0.01Er0..01)SiO3粉体监控波长305nm的激发光谱图；图4为本专利技术实施例1-5制得的蓝色荧光粉体在近紫外305nm激发下的发射光谱图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。除另有说明，本专利技术实施例中所用的原料和试剂均为市售产品。实施例1：制备(Ba0.98Eu0.01Er0..01)SiO3荧光粉具体制备方法包括下列步骤：(1)按照制备60g的(Ba0.98Eu0.01Er0..01)SiO3中各元素的化学计量比，分别称取原料Eu2O30.493g、Er2O30.536g、SiO216.892g、BaCO355.480g；原料纯度均为分析纯以上；将各原料混合，放入研磨器中，研磨40min；(2)将步骤(1)研磨后的混合粉料转移至坩埚中，放入马弗炉中预烧，预烧温度为900℃，升温速率为1℃/min，预烧时间为0.5h；(3)将步骤(2)预煅烧后的粉体放入研磨器中，破碎研磨40min；(4)将步骤(3)研磨后粉体转移至坩埚中，在还原气氛中进行煅烧，煅烧温度为1300℃，升温速率为1℃/min，煅烧时间为3h；(5)取出并自然冷却至室温，即得到一种蓝色荧光粉体。将本实施例得到的样品置于X射线衍射仪中测试，得到的衍射峰如图1所示，经过跟标准卡片比对，可以看出合成的荧光粉为纯相。将本实施例得到的样品置于透射电镜下观察，由图2可以看出合成的荧光粉呈现针形，比表面积大，分布均匀。本实施例得到的样品进行激发和发射光谱(荧光分光光度计：FLS920,Edinburgh；微秒闪光灯：F900,Edinburgh；积分球：China)测试，由图3可看出，该荧光材料的激发峰的中心波长为300-309nm；由图4可看出，在近紫外305nm激发下获得的485nm处的发射强度最高，且(Ba0.98Eu0.01Er0..01)SiO3的发光强度比(Ba0.99Er0.01)SiO3提高了12.6倍。实施例2：制备(Ba0.985Eu0.005Er0.01)SiO3荧光粉具体制备方法包括下列步骤：(1)按照制备60g的(Ba0.985Eu0.005Er0.01)SiO3中各元素的化学计量比，分别称取原料Eu2O30.247g、Er2O30.536g、SiO216.892g、BaCO355.480g；原料纯度均为分析纯以上；将各原料混合，放入研磨器中，研磨45min；(2)将步骤(1)研磨后的混合粉料转移至坩埚中，放入马弗炉中预烧，预烧温度为950℃，升温速率为1℃/min，预烧时间为1h；(3)将步骤(2)预煅烧后的粉体放入研磨器中，破碎研磨45min；(4)将步骤(3)研磨后粉体转移至坩埚中，在还原气氛中进行煅烧，煅烧温度为1320℃，升温速率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种白光LED用硅酸盐蓝色荧光粉，其特征在于，其组成为下式所示的组分：(Ba1‑x‑yEuxEry)SiO3其中，x为Eu2+掺杂的摩尔百分数，y为Er3+掺杂的摩尔百分数，0.005≤x≤0.02，0.005≤y≤0.02。

【技术特征摘要】
1.一种白光LED用硅酸盐蓝色荧光粉，其特征在于，其组成为下式所示的组分：(Ba1-x-yEuxEry)SiO3其中，x为Eu2+掺杂的摩尔百分数，y为Er3+掺杂的摩尔百分数，0.005≤x≤0.02，0.005≤y≤0.02。2.一种权利要求1所述的白光LED用硅酸盐蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)按照化学式(Ba1-x-yEuxEry)SiO3中各元素的化学计量比，分别称量含Er3+的化合物，含Eu3+的化合物，含Ba2+的化合物，含Si4+的化合物，其中，x为Eu2+掺杂的摩尔百分数，y为Er3+掺杂的摩尔百分数，0.005≤x≤0.02，0.005≤y≤0.02；将称取的各原料混合后研磨40～50min；(2)将步骤(1)研磨后的混合粉料转移至坩埚中，放入马弗炉中预烧，预烧温度为900～1000℃，预烧时间为0.5～1.5h；(3)将步骤(2)预烧后的粉体破碎研磨40～50min；(4)将...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乐，单迎双，邵岑，陈浩，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32