单基质白光荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单基质白光荧光粉，具有以下化学组成通式：BaCa

Single substrate white fluorescent powder and its preparation method

The invention discloses a single substrate white fluorescent powder, which has the following general formula of chemical composition: Baca

【技术实现步骤摘要】
单基质白光荧光粉及其制备方法
本专利技术属于荧光粉材料
，具体涉及一种单基质白光荧光粉及其制备方法。
技术介绍
白光LED由于具有寿命长、发光效率高、响应速度快、可回收利用等优点，满足现代社会有关于绿色、节能、环保等的要求，被认为是新一代的室内光源。现今市面上实现白光LED的方式主要为以下三种：(1)通过蓝光LED芯片激发YAG：Ge3+荧光粉，使其发射黄光复合实现。这种方法得到的白光显色性较低，色温较高；(2)使用紫外LED芯片激发色光三基色荧光粉实现白光，该方法易产生紫外污染，且发光效率低；(3)使用近紫外激发三基色LED芯片实现白光发射，该方法由于光衰不同导致色温不稳定、难以控制电路。因此，研究出显色性高，发光效率高的单基质白光荧光粉尤显重要。另外，实现白光LED的方式还有以单掺或共掺稀土离子作为激活离子激活白光LED荧光粉。白光LED荧光粉经激活后具有以下优点：存在的4f-4f或5d-4f跃迁可得到丰富的颜色；色彩鲜艳，色纯度较高；转换效率高，光吸收能力强；荧光寿命从纳秒跨越到毫秒达6个数量级；发射波长区域宽，物理性质及化学性质相对稳定，对高温的耐受力强；对大功率的电子束、强紫外光和高能辐射的作用有着巨大的承受力。BaCa2Y6O12基质白光LED荧光粉有着十分良好的温度稳定性，在该晶体结构中Ba2+有两个不同的格位，一个为半径是0.135nm的6配位，一个为半径为0.147nm的9配位；Y3+是半径为0.09nm的6配位离子；Ca2+是半径为0.118nm的9配位离子，以上晶体结构可提供不同格位的发光中心，但目前还没有一种能够制备BaCa2Y6O12单基质白光荧光粉的方法。因此，亟需一种显色性高、发光效率高的单基质白光荧光粉以及能够稳定制备该单基质白光荧光粉的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前实现白光LED的方式导致显色性差、发光率低且不稳定的缺陷，提供一种单基质白光荧光粉。本专利技术的另外一个目的在于针对BaCa2Y6O12单基质白光荧光粉难以制备的问题，提供一种单基质白光荧光粉的制备方法。为了实现本专利技术的这些目的和其他优点，现提供一种单基质白光荧光粉，具有以下化学组成通式：BaCa2-xY6-yO12：xBi3+，yM3+；其中：Ba元素、Ca元素、Y元素、O元素、Bi元素、以及元素M的原子摩尔比为1：2-x：6-y：12：x：y，且0.06≤x≤0.16；元素M为Sm元素、Eu元素、以及Dy元素中的任一种；当元素M为Sm元素时，0.04≤y≤0.15；当元素M为Eu元素时，0.05≤y≤0.16；当元素M为Dy元素时，0.05≤y≤0.15。本专利技术的单基质白光荧光粉不仅显色性高、发光效率高、且样品稳定。本专利技术还公开了一种单基质白光荧光粉的制备方法，不仅能够制备得到稳定的单基质白光荧光粉，还能通过调节原子比和离子浓度来调节光色。换言之，本专利技术公开了一种单基质白光荧光粉，具有下式的原子比：BaCa2-xY6-yO12：xBi3+，yM3+；其中：Ba元素、Ca元素、Y元素、O元素、Bi元素、以及元素M的原子摩尔比为1：2-x：6-y：12：x：y，且0.06≤x≤0.16；元素M为Sm元素、Eu元素、以及Dy元素中的至少一种；当元素M为Sm元素时，0.04≤y≤0.15；当元素M为Eu元素时，0.05≤y≤0.16；当元素M为Dy元素时，0.05≤y≤0.15。BaCa2-xY6-yO12：xBi3+，yM3+基质作为白光LED荧光粉有着十分良好的温度稳定性，在该晶体结构中Ba2+有两个不同的格位，一个为半径是0.135nm的6配位，一个为半径为0.147nm的9配位；Y3+是半径为0.09nm的6配位离子；Ca2+是半径为0.118nm的9配位离子，以上晶体结构可提供不同格位的发光中心，不仅显色性高而且发光效率也很高。优选的是，所述单基质白光荧光粉中，当元素M为Sm，x取值为0.08，y取值为0.08。在该取值时，可以突出Sm3+作为激活剂的主体作用，并有助于稳定BaCa1.92Y5.92O12：0.08Bi3+，0.08Sm3+的结构相，以发挥出优质的发光性能，并保持白光的稳定。优选的是，所述单基质白光荧光粉中，当元素M为Eu，x取值为0.08，y取值为0.09。在该取值时，可以突出Eu3+作为激活剂的主体作用，并有助于稳定BaCa1.92Y5.91O12：0.08Bi3+，0.09Eu3+的结构相，以发挥出优质的发光性能，并保持白光的稳定。优选的是，所述单基质白光荧光粉中，当元素M为Dy，x取值为0.04，y取值为0.07。在该取值时，可以突出Dy3+作为激活剂的主体作用，并有助于稳定BaCa1.96Y5.93O12：0.04Bi3+,0.07Dy3+的结构相，以发挥出优质的发光性能，并保持白光的稳定。一种单基质白光荧光粉的制备方法，包括以下步骤：步骤1、按照化学计量比称取含有Ba的化合物、含有Ca的化合物、含有Y的化合物、含有O的化合物、含有Bi的化合物、以及含有M的化合物并将其置于玛瑙研钵中，研磨30分钟使其充分混合，得到混合物。其中，元素Bi的取值x为0.06～0.16，当元素M为Sm时，y取值为0.04～0.15；当元素M为Eu时，y取值为0.05～0.16；当元素M为Dy时，y取值为0.05～0.15。步骤2、将步骤1所得的混合物转移至刚玉坩埚中，在1400℃的高温下煅烧7个小时，冷却后取出并研磨成粉末，即得到化学组成通式为BaCa2-xY6-yO12：xBi3+，yM3+单基质白光荧光粉。优选的是，所述含有M的化合物为Sm2O3、Eu2O3和Dy2O3中的一种或几种混合。本专利技术的优点：1、以本专利技术所公开的BaCa2Y6O12基质作为白光荧光粉，显色性好、发光率高且稳定。2、以本专利技术所公开的单基质白光荧光粉的制备方法来制备得到的BaCa2Y6O12单基质结构稳定，并且能够通过调节原子比和离子浓度来调节光色。附图说明图1为本专利技术实施例1中BaCa1.92Y5.96O12：0.08Bi3+，0.04Sm3+(x＝0.08)的XRD谱图；图2为本专利技术实施例1中BaCa1.92Y6-yO12：0.08Bi3+，ySm3+在λem＝610nm的光检测下的激发谱图；图3为本专利技术实施例1中BaCa1.92Y6-yO12：0.08Bi3+，ySm3+在λex＝318nm的光激发下的发射谱图；图4为本专利技术实施例2中BaCa1.92Y5.95O12：0.08Bi3+，0.05Eu3+(x＝0.08)的XRD谱图；图5为本专利技术实施例2中BaCa1.92Y6-yO12：0.08Bi3+，yEu3+在λem＝618nm光检测下的激发谱图；图6为本专利技术实施例2中BaCa1.92Y6-yO12：0.08Bi3+，yEu3+为λex＝300nm光激发下的发射谱图；图7为本专利技术实施例3中BaCa2-xY5.93O12：0.07Dy3+，xBi3+本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单基质白光荧光粉，其特征在于，具有以下化学组成通式：/nBaCa

【技术特征摘要】
1.一种单基质白光荧光粉，其特征在于，具有以下化学组成通式：
BaCa2-xY6-yO12：xBi3+，yM3+；
其中：Ba元素、Ca元素、Y元素、O元素、Bi元素、以及元素M的原子摩尔比为1：2-x：6-y：12：x：y，且0.06≤x≤0.16；
元素M为Sm元素、Eu元素、以及Dy元素中的任一种；
当元素M为Sm元素时，0.04≤y≤0.15；当元素M为Eu元素时，0.05≤y≤0.16；当元素M为Dy元素时，0.05≤y≤0.15。


2.如权利要求1所述的单基质白光荧光粉，其特征在于：所述单基质白光荧光粉中，当元素M为Sm，x取值为0.08，y取值为0.08。


3.如权利要求1所述的单基质白光荧光粉，其特征在于：所述单基质白光荧光粉中，当元素M为Eu，x取值为0.08，y取值为0.09。


4.如权利要求1所述的单基质白光荧光粉，其特征在于：所述单基质白光荧光粉中，当元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒙丽丽，姚华，林贵，陈茜，陆韦春，莫晓雯，
申请(专利权)人：南宁师范大学，
类型：发明
国别省市：广西;45