一种蓝色荧光粉及其制备方法技术

一种蓝色荧光粉及其制备方法，该荧光粉的化学通式为：A

【技术实现步骤摘要】
一种蓝色荧光粉及其制备方法
本专利技术涉及荧光粉制备
，具体的说是一种蓝色荧光粉及其制备方法。
技术介绍
作为继钨丝灯、日光灯和节能灯之后的第四代照明光源，LED不仅发光效率高、寿命长、能耗低，还具有安全、多彩色、驱动电压低、抗震动等诸多优点。目前，较为成熟的技术是采用InGaN蓝光芯片和YAG:Ce黄色荧光粉组合形成白光LED。但是YAG:Ce黄色荧光粉在实际使用中由于自身性质决定，存在显色指数低、光谱中红光成分不足等缺点，导致其很难做到较高显色指数的白光LED器件，也很难实现暖白光。而随着人们对光品质的不断要求，更高显指的灯应运而生，出现Ra＞90，甚至Ra＞95的市场需求，因此对LED荧光粉提出了更高的要求。氮氧化物蓝色荧光粉材料由于具有较高发光效率、高的色纯度、高的耐酸碱性等优点，近年来在高显照明及全光谱中得到广泛关注和应用。江门市科恒实业股份有限公司在CN201410447012.9中公开了一种具有与BaSi2O2N2相同晶体结构的化合物，该化合物通过两步法合成，其中，先按化学式(SryBa(1-x-y-3z/2)Mz)2SipO(2+2p)的化学计量比称取钡的碳酸盐、锶的碳酸盐、M的氧化物、含硅元素化合物原料，其中0＜x≤0.06，0≤y≤0.3，0＜z≤0.01，0.8≤P≤1，M为Pr、Sm、Er、Yb中的至少一种；然后加入助熔剂，将原料倒入无水乙醇中，加入珠子，混合均匀；然后滤出珠子，抽滤烘干，将混合物置于还原气氛内，于1150～1350℃保温还原3～5小时；冷却后研磨并洗涤干净，得到前驱体(SryBa(1-x-y-3z/2)Mz)2SipO(2+2p)。第二步在保护气氛下，按化学式SryBa(1-x-y-3z/2)MzSi2pO(2+2p)/2N(2+2p)/2：xEu的化学计量比称取前驱体(SryBa(1-x-y-3z/2)Mz)2SipO(2+2p)、氮化硅、含铕元素化合物原料，加入助熔剂，研磨均匀；将混合物置于还原气氛内，加压，于1350～1500℃保温还原4～8小时；冷却至室温后取出，研磨并洗涤干净，得到成品SryBa(1-x-y-3z/2)MzSi2pO(2+2p)/2N(2+2p)/2：xEu。由于该方法为分步法，需要经过两次烧结，在实际生产中会增加很多工作量，且在第二步烧结过程中，由于前驱体和氮化硅的颗粒大小差距较大，很难混合均匀，极有可能造成二次烧结不均匀，造成杂项的产生。山东盈光新材料有限公司在CN201610271062.5中公开了一种具有与BaSi2O2N2相同晶体结构的化合物的制备方法，其采用的是一步烧结法，避免了两步法复杂的烧结工艺，并可以精准控制荧光粉配比，生产效率得到了大幅提升。但是其要求烧结过程的中气流压力为0.1Mpa。在工业化大规模生产中，加压设备本身就是很难满足大批量流水生产，且压力设备对设备本身及操作安全性要求很高，这些将限制工业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种蓝色荧光粉及其制备方法，用以解决现有荧光粉封装显色指数低、色纯度低、发光强度差、耐湿热性能差的问题，本专利技术通过全新的生产工艺，解决目前生产过程中工艺复杂、对设备要求高等不利于工业化生产的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种蓝色荧光粉，该荧光粉的化学通式为：A1-xEuxBySi2O2N2+y，其中，A为Sr、Ca、Ba中的任意一种或两种元素，B为Al、Ga、In、Y、La中的任意一种或两种元素，且0.01≤x＜0.1，0＜y＜0.1。一种蓝色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：(a)按照权利要求1所述的化学通式中各元素的摩尔比，称取A的氮化物或碳酸盐、B的氮化物、Si的氮化物或氧化物以及Eu的氮化物或氧化物为原料；(b)称取Ba、Mg、Al或Na的氯化物或者氟化物作为助熔剂，助熔剂添加量为原料总质量的0.5％～10％；(c)将步骤(a)中的原料与步骤(b)中的助熔剂装入球磨罐，在球磨机中湿法混合120～240min，然后进行过筛、抽滤；(d)将经过步骤(c)处理后的原料使用造粒机进行造粒，造粒成中心粒径为8～15μm的球形颗粒；(e)将步骤(d)所得球形颗粒置于通入保护气氛的高温回转窑中，以10～30℃/min的速率升温至1300～1500℃，并保温烧结120～240min；烧结完成后迅速降温，然后经研磨、过筛、酸洗、干燥、破碎后即得蓝色荧光粉。步骤(a)中，所述原料在手套箱中惰性气氛下称取。步骤(b)中，所述助溶剂为NaCl或MgCl2。步骤(c)中，所述的原料和助熔剂按比例混合后加入酒精，然后在球磨机中采用湿法混合120～240min。步骤(c)中，所述过筛为将混合好的原料通过超声振动过筛机混合、分散，并过250～350目的尼龙筛。步骤(d)中，采用喷雾造粒法进行造粒，造粒工艺为将混合好的原料放入喷雾造粒机的进料罐中，进风口温度达到200℃时，开启供料泵进料，供料泵转速为转速25000r/min，排风温度设置为120℃。步骤(e)中，所述保护气氛为氢气和氮气的混合气，且氢气的体积为气体总体积的10％～90％。步骤(e)中，所述的酸洗是在pH为3～5的酸液中进行酸洗。步骤(e)中，所述的干燥是在温度为200～400℃条件下，于干燥箱中干燥2～5h。有益效果本专利技术在BaSi2O2N2结构荧光粉中加入少量Al、Ga、In、Y、La元素，能够调整荧光粉的波长，提高晶体结构的稳定性及成核的一致性，提高荧光粉的亮度，并增加其抗湿热性能；本专利技术荧光粉可被蓝光有效激发，发射出波长在480～520nm的长波段蓝光。本专利技术应用特定的原料处理工艺及烧结方式，提高了产品颗粒的均匀性、可控性，同时降低对使用设备的要求，提高了生产效率。其具体优点如下：1、本专利技术在BaSi2O2N2结构荧光粉中加入少量Al、Ga、In、Y、La元素，其晶格畸变小，晶体结构更加稳定，降低了半峰宽，提高了发光性能。2、本专利技术对原料处理采用特殊的超声过筛，保证在球磨混合的基础上，进一步使原料混合均匀，同时使原料充分分散，通过对原料进行造粒处理，使原料形成均匀的颗粒，在烧结过程中可以均匀生长，从而明显提高荧光粉颗粒的均匀性、亮度，且实现荧光粉颗粒大小的可控。3、本专利技术通过快速升温，使原料同时处于高温区，同时成核，同时长大，通过控制特定的烧结时间，能精确控制烧结出荧光粉的颗粒大小及均匀性，改善晶体结构，明显提高荧光粉的可靠性。4、本专利技术通过特定的原料处理工艺及烧结工艺，采用一步烧结、常压烧结，避免了二步烧结带来的繁重工作量，并解决了现有一次烧结工艺对设备炉体的压力要求，降低了烧结对设备的要求，适用于工业化批量流水生产。附图说明图1为实施例20样品的SEM图。图2为对比例1与实施例20制备的荧光粉的发射光谱图。图3为实施例20的XRD衍射图谱。图4为热淬灭实验中对比例1与实施例6、13、17、20的发光强度变化趋势图。...

【技术保护点】
1.一种蓝色荧光粉，其特征在于，该荧光粉的化学通式为：A

【技术特征摘要】
1.一种蓝色荧光粉，其特征在于，该荧光粉的化学通式为：A1-xEuxBySi2O2N2+y，其中，A为Sr、Ca、Ba中的任意一种或两种元素，B为Al、Ga、In、Y、La中的任意一种或两种元素，且0.01≤x＜0.1，0＜y＜0.1。


2.一种蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（a）按照权利要求1所述的化学通式中各元素的摩尔比，称取A的氮化物或碳酸盐、B的氮化物、Si的氮化物或氧化物以及Eu的氮化物或氧化物为原料；
（b）称取Ba、Mg、Al或Na的氯化物或者氟化物作为助熔剂，助熔剂添加量为原料总质量的0.5%~10%；
（c）将步骤（a）中的原料与步骤（b）中的助熔剂装入球磨罐，在球磨机中湿法混合120~240min，然后进行过筛、抽滤；
（d）将经过步骤（c）处理后的原料使用造粒机进行造粒，造粒成中心粒径为8~15μm的球形颗粒；
（e）将步骤（d）所得球形颗粒置于通入保护气氛的高温回转窑中，以10~30℃/min的速率升温至1300~1500℃，并保温烧结120~240min；烧结完成后迅速降温，然后经研磨、过筛、酸洗、干燥、破碎后即得蓝色荧光粉。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（a）中，所述原料在手套箱中惰性气氛下称取。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志平，刘学千，李璇璇，赵金鑫，王大伟，蒋丽涛，尤泳，
申请(专利权)人：河北利福光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13