一种提高稀土掺杂SrSi制造技术

本发明专利技术公开了一种提高稀土掺杂SrSi

【技术实现步骤摘要】
一种提高稀土掺杂SrSi2B2O8:Eu2+荧光粉蓝光发光强度的技术
本专利技术涉及一种提高稀土掺杂SrSi2B2O8:Eu2+荧光粉蓝光发射的技术，该技术能够提高荧光粉的蓝光发射，属于光电功能材料

技术介绍
能源短缺是当前全球所面临的共同问题，节能成为人类所关注的热点。固体照明具有能耗低、发光效率高、寿命长和响应快等优异性能被誉为下一代节能环保型照明光源，受到全球各国的高度重视。目前固体照明的主要形式是荧光粉转换型白光发光二极管(PC-WLED)，其中，一种方案是GaN基蓝光芯片与Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce3+)黄色荧光粉复合产生白光，另一种是近紫外LED芯片激发红绿蓝三基色荧光粉。第一种方案已经实现商业化，且具有成本低廉、工艺简单等优点，但同时也存在显色指数低、色温高、稳定性差、冷色调等不足。因此第二种方案一直是白光LED研究的重点，近紫外激发红、绿、蓝三基色荧光材料是实现白光照明的关键。2005年，Park,JK等人首次利用传统的高温固相法合成Eu2+单掺杂CaAl2Si2O8蓝色荧光粉。在350nm激发下，样品的发射光谱呈现两个宽带，分别对应Eu2+在晶格中两种掺杂位置。2009年，李旭等人利用高温固相法在H2和N2还原气氛中制备了Ce3+掺杂的Sr2Al2SiO7蓝色荧光粉。Sr2Al2SiO7:Ce3+可被紫外光有效激发，并且发出很强的蓝光，是一种很好的用于紫外光芯片基的白光发光二极管的荧光粉。大多数研究都集中在铝硅酸盐荧光粉。2012年，王飞等人采用高温固相法在弱还原气氛下制备少量硼掺杂的Ca0.955Al2-xBxSi2O8:Eu2+(x＝0～0.7)系列荧光粉，BⅢ进入CaAl2Si2O8晶格与AlⅢ发生类质同相替代形成连续固溶体。直到2015年，LEOW等人研究了RE(Eu2+，Eu3+和Dy3+)掺杂的SrB2Si2O8荧光粉的发光性质及其应用，这些荧光粉显示出在白光发生中的应用潜力，硼硅酸盐荧光粉才开始大量研究。2016年，Peng等人首次研究了Ce3+掺杂的MB2Si2O8(M＝Sr，Ba)的VUV-vis光致发光特性，并对了解Ce3+离子5d-4f发射的变化给出了全面的了解，单掺Ce3+离子的荧光材料样品发射位于紫外区。然而要制备高效的红、绿、蓝三基色发光材料，必须提高每一种发光颜色的发光强度(效率)。
技术实现思路
为了提高三基色荧光粉中蓝光发光强度，本专利技术提出了一种提高稀土掺杂SrSi2B2O8:Eu2+荧光粉蓝光发光强度的技术。本专利技术的技术以SrSi2B2O8:Eu2+蓝光发射荧光粉为基础，通过引入Ce3+离子，构筑了Ce3+离子和Eu2+离子之间辐射再吸收的能量传输通道，从而达到提高蓝光发射的目的。本专利技术之技术效果明显，通过构筑Ce3+离子和Eu2+离子之间的能量传输通道，Ce3+离子的发射光全部被Eu2+离子所吸收，转化为激发能，两者的能量转移效率达到了93.4％，大幅提升了SrSi2B2O8:Eu2+蓝光荧光粉的发光强度。本专利技术荧光材料的发光强度与SrSi2B2O8:Eu2+蓝光荧光粉的发光强比较如图1所示。本专利技术通过构筑能量传递通道，不仅可以提高发光强度，而且降低了稀土的掺杂量，本专利技术中稀土Eu2+离子的掺杂量为1at.％，而单掺样品的Eu2+离子掺杂量为8at.％。因此本专利技术的重要意义有两点，一是提高荧光材料的发光强度，二是降低荧光材料的成本。附图说明图1是本专利技术荧光材料和SrSi2B2O8:Eu2+蓝光荧光粉的发射光谱图。在较低稀土掺杂量下，本专利技术样品的发光强度是单掺样品的2倍以上。图2是本专利技术荧光材料样品的XRD图。材料的结构为正交晶系，晶格常数是图3是单掺Eu2+离子荧光材料样品的激发光谱图。图4是单掺Eu2+离子荧光材料样品的发射光谱图。图5是单掺不同浓度Eu2+离子荧光材料样品的发射光谱图。图6是单掺Ce3+离子荧光材料样品的激发光谱图。图7是单掺Ce3+离子荧光材料样品的发射光谱图。图8是单掺Eu2+离子、Ce3+离子和Eu2+、Ce3+离子双掺荧光材料样品的激发和发射光谱图。图9是Eu2+、Ce3+离子双掺荧光材料样品的发射光谱图，其中Eu2+离子的掺杂浓度从0.002到0.01。具体实施方式本专利技术中样品的制备采用高温固相法。具体工艺过程详细叙述如下：(1)首先根据Sr1-x-ySi2B2O8:xEu，yCe化学式，根据x＝0.01，0.02，0.03，0.04，0.05….0.80，y＝0.01，0.02，0.03，0.04，0.05….0.10设计配方；(2)按照制备5g产物，采用精密电子天平称取相应量的H3BO3，SiO2，SrCO3，Eu2O3和CeO2，将称取的原料放入玛瑙研钵内；(3)采用湿磨法制备前驱体，将少量酒精溶液倒入玛瑙研钵内(酒精含量不宜过多)，使混合后的材料充分分散，用玛瑙棒仔细研磨均匀；(4)待酒精溶液挥发后，将显露的白色胶装体研磨成细的粉末，将粉末放入小坩埚中，用双坩埚法制备样品；(5)将样品放入硅碳棒炉中从室温加热到800～1200℃，保温1～6小时；最后，随炉降温，获得样品。样品的X射线衍射如图2所示，通过与标准卡片PDF#25-1288相比衍射一致，说明荧光材料样品的结构为正交晶系，晶格常数是稀土掺杂未改变SrSi2B2O8基质的结构。图3是单掺Eu2+离子荧光材料样品的激发光谱图。样品的激发峰位于280～420nm，主激发峰位于342nm，除此之外，371，381和395nm存在相对较强的激发峰。图4是单掺Eu2+离子荧光材料样品的发射光谱图。样品呈单一的宽谱发射，峰值位于440nm。图5是不同单掺Eu2+离子荧光材料样品的发射光谱图，Eu2+离子的最佳掺杂浓度为8at.％。图6是单掺Ce3+离子荧光材料样品的激发光谱图。样品的激发光谱为峰值位于320nm的宽带谱。图7是单掺Ce3+离子荧光材料样品的发射光谱图。样品的发射光谱为峰值位于373nm的宽带谱。图8是单掺Eu2+离子、Ce3+离子和Eu2+、Ce3+离子双掺荧光材料样品的激发和发射光谱图。单掺Ce3+离子的发射光谱与单掺Eu2+离子的激发光谱重叠，说明能量传输通道建立成功。Eu2+、Ce3+离子双掺荧光材料的激发光谱由Ce3+离子提供，发射光谱仅有Eu2+离子的发射，表明传输实现。双掺样品的发光强度明显强于单掺样品。图9是Eu2+、Ce3+离子双掺荧光材料样品的发射光谱图，其中Eu2+离子的掺杂浓度从0.002到0.01。在掺杂范围内，Ce3+离子的发射减弱，Eu2+离子的发射增强，当达到掺杂量为1at.％时，传输结束。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高稀土掺杂SrSi

【技术特征摘要】
1.一种提高稀土掺杂SrSi2B2O8:Eu2+荧光粉蓝光发射的技术，该技术以SrSi2B2O8:Eu2+荧光粉为基础，引入Ce3+，在Ce3+离子和Eu2+离子间构...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘全生，张希艳，柏朝晖，孙海鹰，王能利，王晓春，卢利平，米晓云，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22