氮化物系列红粉的制备方法技术

本发明专利技术公开了氮化物系列红粉的制备方法，以合金氢化物物作为前驱体采用一次熔盐烧结法合成了M1

【技术实现步骤摘要】
氮化物系列红粉的制备方法


[0001]本专利技术涉及无机发光材料
，具体为氮化物系列红粉的制备方法。

技术介绍

[0002]荧光粉在平板显示器、场发射显示器、阴极射线管及发光二极管(Light Emitting_Diode，简称LEDs)等领域具有广泛的应用，其中，LEDs具有高效节能、绿色环保、结构简单、可设计性强等优点受到了广泛的关注，被誉为二十一世纪的绿色照明光源。目前为止，采用LED得到白光的主流方案包括两种：一种是在蓝光LED表面涂覆黄色荧光粉(Y3Al5O12：Ce3+)的方式，或是用氮化物系列红粉与铝酸盐黄绿粉搭配；另一种是将紫外LED芯片与红、绿、蓝三基色荧光粉结合得到白光。如获得色温可调，显色指数大于80的照明或背光产品，氮化物红粉是效果最好和实用的，而制备出不同波段的氮化物系列红粉是显示用荧光粉粉的关键，同时也是直接影响着白光LED器件的性能。目前，在广阔的LED照明市场背景下，高显色LED照明器件被广泛使用，为获得高光效高显色照明器件，对荧光粉的结晶性能提出了新的要求，衰减小、发光强度大的荧光粉市场需求日益旺盛，例如灯丝灯、贴片、大功率COB的封装等封装器件中发光材料的使用，因此，开发具有高效发光、结晶性能好的氮化物红色系列荧光粉具有实际应用价值。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供氮化物系列红粉的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：氮化物系列红粉的制备方法，其制备方法包括以下步骤：r/>[0005]A、物料混合：将反应前驱体根据化学结构式中各元素的化学计量比和熔盐称取各原料并混合，且熔盐的质量为烧结物料的50
‑
300％，过筛得到混合物料；
[0006]B、一次熔盐烧结：将混合物料装入钼制烧结容器内，将钼制烧结容器置于以石墨为加热体的烧结炉内；
[0007]C、后处理：将烧结物料按照物料：研磨介质：水质量比为1：2：2的比例进行球磨分散、洗涤、干燥后得到氮化物红色荧光粉。
[0008]优选的，步骤C中的氮化物红色荧光粉的化学结构式为M1
‑
xAlSiN3：xR，其中，M选自Ca、Sr、Ba中的一种或两种以上，R选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu中的一种或两种以上的任意混合，其中Eu为必需元素，同时，式中，0.001≤x≤1，M中至少一种的摩尔数M＝1、1.8≤Al+Si≤2.2mol。
[0009]优选的，步骤A中，反应前驱体为M、Al、Si、R的金属或合金氢化得到的金属氢化物，且物料混合在手套箱中惰性气体保护下进行，同时，惰性气体为氮气或氩气，随后将混合的各原料在高速混料机中混合5min以上，最后过100目筛，随后使用高速破碎机混合两次。
[0010]优选的，熔盐为NaNH2，NaN3，Li3N，NH4Cl，LiCl，NH4F，LiF，NaF，KF或KCN中的一种
或两种及以上的混合物。
[0011]优选的，步骤A和步骤C中，研磨介质为锆球、氧化铝球或玛瑙球中的任意一种，且研磨介质的直径为2mm
‑
15mm，同时，球磨分散时间为10
‑
100min。
[0012]优选的，步骤C中，将球磨分散的烧结物料用去离子水洗涤浸泡12小时，并中间换水2
‑
6次，再次用70℃以上去离子水洗涤，然后于100
‑
160℃下干燥480min以上。
[0013]优选的，步骤B中，以升温速率1
‑
10℃/min，将温度升高至800
‑
1100℃，然后向烧结炉内充入NH3或N2，气体的压力为0.1
‑
6MPa，再以升温速率1
‑
10℃/min升温至1500
‑
1900℃，保温4
‑
12小时，随后降温、降压至常温、常压，去除粉体表面杂质、破碎过筛，得到氮化物红粉烧结物料。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0015]本专利技术以合金氢化物物作为前驱体采用一次熔盐烧结法合成了M1
‑
xAlSiN3：xR发光材料，合金氢化物前驱体避免了化学不稳定的Ca3N2引入氧等杂质，相比较合金直接氮化，氢化物与水、氧的反应更弱，避免在研磨、转运以及反应过程中的杂质污染，同时氢化物容易磨细，有利于氮化反应更均匀更完全；且采用熔盐法合成为氮化反应提供液相反应环境，提供有助于反应的动力学条件，部分熔盐如NaNH2、NaN3等也可为反应提供活性氮源，使得反应更容易、更均匀，温度更低，产物形貌更规则；同时，采用耐温性能好的钼坩埚作为烧结容器，在低温合成条件下成功制备了荧光粉结晶性能更好、性质更规则、发光亮度更高的红色荧光粉，整体制备方法简单，易于操作，无污染，在提高发光材料发光性能的前提下，大大缩短了反应烧结时间，降低了能耗和成本，并可以制得高亮度、形貌规则且波段和粒度可调的氮化物系列红色荧光粉，使用大功率的紫外、紫光、蓝光可以有效激发，采用一瓦以上的激发光源可以发出高亮度的红色荧光，适用于贴片、大功率COB和LED封装器件。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例1
‑
12中光谱测试数据表；
[0017]图2为本专利技术实施例2
‑
10中测试光谱图；
[0018]图3为本专利技术实施例1
‑
8中SEM图一；
[0019]图4为本专利技术实施例1
‑
8中SEM图二；
[0020]图5为本专利技术实施例1
‑
8中SEM图三；
[0021]图6为本专利技术实施例1
‑
8中SEM图四；
[0022]图7为本专利技术实施例9
‑
12中SEM图一；
[0023]图8为本专利技术实施例9
‑
12中SEM图二；
[0024]图9为本专利技术实施例9
‑
12中SEM图三；
[0025]图10为本专利技术实施例9
‑
12中SEM图四。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]实施例1
[0028]本实施例提供氮化物红色荧光粉的制备方法，荧光粉的结构式为Sr0.942Ca0.045Eu0.013AlSiN3，其制备方法包括以下步骤：
[0029]A、准确称取48.275_g_(Ca,Sr)H2、26.736_g_Si3N4、1.553_g_EuF3、23.436_g_AlN、40_g_Na本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氮化物系列红粉的制备方法，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：A、物料混合：将反应前驱体根据化学结构式中各元素的化学计量比和熔盐称取各原料并混合，且熔盐的质量为烧结物料的50
‑
300％，过筛得到混合物料；B、一次熔盐烧结：将混合物料装入钼制烧结容器内，将钼制烧结容器置于以石墨为加热体的烧结炉内；C、后处理：将烧结物料按照物料：研磨介质：水质量比为1：2：2的比例进行球磨分散、洗涤、干燥后得到氮化物红色荧光粉。2.根据权利要求1的氮化物系列红粉的制备方法，其特征在于：步骤C中的氮化物红色荧光粉的化学结构式为M1
‑
xAlSiN3：xR，其中，M选自Ca、Sr、Ba中的一种或两种以上，R选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu中的一种或两种以上的任意混合，其中Eu为必需元素，同时，式中，0.001≤x≤1，M中至少一种的摩尔数M＝1、1.8≤Al+Si≤2.2mol。3.根据权利要求1的氮化物系列红粉的制备方法，其特征在于：步骤A中，反应前驱体为M、Al、Si、R的金属或合金氢化得到的金属氢化物，且物料混合在手套箱中惰性气体保护下进行，同时，惰性气体为氮气或氩气，随后将混合的各原料在高速混料机中混合5min以上，最后过100目筛，随后使用高速破碎机混合两次。4.根据权利要求1的氮化物系列红...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋碧清，叶信宇，彭家庆，吴迪，杨飞，莫利波，程斌，
申请(专利权)人：赣州中蓝稀土新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：