本发明专利技术公开了稀土元素激活的碱土硅酸盐荧光粉的制备方法，碱土硅酸盐荧光粉的化学表达式为Ｍ↓［２－ｘ］ＳｉＯ↓［４］：ｘＲｅ，其中，Ｍ为Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｂａ中的任意一种或上述几种元素的组合；Ｒｅ为Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｓｍ中的一种或几种的组合，ｘ≤０．４。本发明专利技术按化学计量比称取上述元素的可溶盐，Ｓｉ元素通过正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）引入，将各组分制成均相溶液，在凝胶制备过程中引入微波炉干燥法制备硅酸盐碱土荧光材料。本文公开的方法能耗低，周期短，所得产品分散性好、粒径小、粒度分布集中、近球形，优化了材料的结构性能，为ＬＥＤ封装获得均一、致密涂层提供了便利条件，对改进ＬＥＤ性能有积极推动作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于LED用荧光粉
，涉及一种稀土元素激活的碱土硅酸 盐荧光粉的制备方法。
技术介绍
稀土元素激活的碱土硅酸盐作为一类重要的发光材料，具有良好的化学 和热稳定性，其激发光谱较宽，可以被紫外线、近紫外线、蓝光激发呈现较 高的发光效率，发射光谱覆盖较大的波长范围，因此成为LED荧光粉材料的 重要来源。例如，Park等通过固相法制备了铕激活的Sr2Si04与InGaN芯片 匹配产生白光。伴随着LED (Light Emitting Diode)技术的不断进步和广泛的应用，有 可能成为下一代照明光源的大功率、高效率的LED成为研究的热点，这就对 LED用荧光粉的热稳定性提出了更高的要求，稀土元素激活的碱土硅酸盐因 其良好的热稳定性而备受关注。要在高效率、大功率LED研究方面有所突破，获得一种制备分散性好、 粒径小、粒度分布集中、近球形硅酸盐荧光粉的方法至关重要。目前，制备 荧光粉的方法主要包括固相法、共沉淀法、燃烧法、溶胶-凝胶法等。工业 上普遍采用固相法合成荧光粉，方法虽然简单易行但存在反应组分较多，混 合不能实现足够均匀、反应温度较高能耗大、产物需要球磨会造成晶体受损 并可能引入杂质影响发光强度等问题。共沉淀法因其各组分的沉淀条件不同， 很难同时沉淀，容易造成因激活剂掺杂不均匀而影响发光性能。燃烧法因存 在不同温区导致产物合成温度存在差异，易造成产物粒径分布不均匀。溶胶-凝胶法具有能耗低、所得产物粒径分布均匀、粒径小、分散性好等优点，但 其过长的生产周期限制了它在工业生产中的推广。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种稀土元素激活的碱土硅酸盐荧光粉的制备方 法，在溶胶-凝胶法的基础上进行改进，缩短了制备周期。 本专利技术解决技术问题所采取的技术方案是，包括以下步骤按照化学式M2.xSi04:XRe确定所述稀土元素激活的碱土硅酸盐荧光粉的 各元素的摩尔比，其中，M为Ca、 Mg、 Zn、 Sr或Ba元素的一种或几种， Re为Ce、 Tb、 Eu、 Dy或Sm元素的一种或几种，x《0.4;称取包含M、 Re 的化合物溶于去离子水或稀硝酸得到均相溶液，其中M的浓度为0.01 2mo1/1， Re的浓度为0.01 0.05mol/l，再将包含相应Si元素的浓度为0.1 2mo1/1的正硅酸乙酯的无水乙醇溶液滴入，充分搅拌得到均相溶液A;称取柠檬酸和聚乙二醇共溶于体积分数为25% 85%的乙醇溶液，柠檬 酸的浓度为0.1 2mol/l，充分混合后滴加到均相溶液A并调节Ph值为2 7， 混合均匀得到均相溶液B;所述柠檬酸与碱土硅酸盐中金属离子总量的摩尔 比为2 5，聚乙二醇与正硅酸乙酯的摩尔比0.015 0.05;将均相溶液B在75 95-C水浴条件下，恒温加热2 3小时，得到透明 胶体C;将透明胶体C移入微波炉热处理1 3小时，得到棕褐色絮状干凝胶D， 所述微波炉的功率为500 800W;将絮状干凝胶D在900 110(TC烧结1小时以上，得到稀土元素激活的 碱土硅酸盐荧光粉。所述絮状干凝胶D的烧结根据需要在还原或空气气氛下烧结。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果1、本专利技术通过溶胶-凝胶法，结合微波炉干燥制备凝胶的方法,縮短了荧光粉的生产周期微波加热是一种深入到物料内部，由内向外的加热方法，它具有加热速度快、反应灵敏、加热均匀、微波加热场中无温度梯度存在、 热效率高等优点，这些特点可使凝胶制备和干燥过程中用时大大减少，縮短了荧光粉制备的周期；解决了传统溶胶-凝胶法凝胶制备和干燥过程中，因溶 剂蒸发过慢产生的表面应力及凝胶中产生的不均匀毛细管压力，从而避免了 凝胶干燥过程中的团聚和龟裂，使前驱物更分散。2、 本专利技术适用性强，可用于制备多种稀土元素激活碱土硅酸盐荧光粉， 所采用的原料简单易得，制作周期短，所得产品具有广阔的应用前景。3、 采用本专利技术所述方法制备的稀土元素激活碱土硅酸盐荧光粉 M2.xSi04:xRe分散性好、粒径小、粒度分布集中、近球形，在LED封装工艺 中易于得到均匀致密的荧光粉涂层，有利于大功率LED发光效率的提高。附图说明图1为本专利技术制备的Sri.92Si04:0.08Ce荧光粉的XRD (X射线衍射)图， 其中横坐标为X射线入射角，纵坐标为衍射峰的相对强度；图2为本专利技术制备的Sn,92Si04:0.08Ce荧光粉的SEM(扫描电子显微镜)图3为本专利技术制备的Cai.94SiO4:0.06Eu荧光粉的激发光谱图，其中横坐 标为激发波长范围，单位为纳米(nm),纵坐标为该材料在不同波长紫外线 激发下吸收峰的相对强度；图4为本专利技术制备的Cai.94SiO4:0.06Eu荧光粉的发射光谱图，其中横坐 标为发射光谱波长范围单位为纳米(nm)，纵坐标为该材料在365nm紫外 线激发下发射峰的相对强度。具体实施例方式下面对本专利技术做详细描述，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术通过溶胶-凝胶法，结合微波炉干燥制备凝胶的方法，縮短了荧光 粉的生产周期使凝胶制备和干燥过程中用时大大减少，縮短了荧光粉制备的周期；解决了传统溶胶-凝胶法凝胶制备和干燥过程中，因溶剂蒸发过慢产 生的表面应力及凝胶中产生的不均匀毛细管压力，从而避免了凝胶干燥过程 中的团聚和龟裂。本专利技术制备的稀土元素激活碱土硅酸盐荧光粉分散性好、粒径小、粒度 分布集中、近球形。如图1可知所得样品为正硅酸盐晶体结构，少量稀土元 素的进入并没有影响到整体的晶格结构；如图2所示的本专利技术制备的 SrL92SiO4:0.08Ce荧光粉的SEM (扫描电子显微镜)图；如图3、图4表明实 验所得荧光粉样品适合LED紫外芯片激发，发射较强可见光，是一种适用于 LED的荧光粉材料。实施例l: SrL92SiO4:0.08Ce荧光粉的制备称取Sr(NO3)26.095g、 Ce(N03)3'6H20 0.521g溶于50ml去离子水，经搅 拌得到均相溶液；再量取正硅酸乙酯(TEOS) 7.386ml溶于20ml无水乙醇 后滴入上述均相溶液，充分搅拌得到均相溶液A;称取柠檬酸(柠檬酸与Sr的摩尔比为2.5: 1)和聚乙二醇 HO-(CH2CH20VH(分子量-6000， A.R.，聚乙二醇与正硅酸乙酯的的摩尔比 为0.015: 1)共溶于40ml乙醇水溶液(体积分数为25%)，充分混合后滴加 到均相溶液A并调节Ph值等于5，充分搅拌使其混合均匀得到均相溶液B;将均相溶液B置入水浴锅中恒温75E加热，3小时后得到透明胶体C;将透明胶体C移入微波炉中干燥，微波炉功率设为800W， 1小时得到 棕褐色絮状干凝胶D;将干凝胶D首先50(TC预烧0.5小时，再在还原气氛中900'C烧结3小时， 即得到分散性好、粒径小、粒度分布集中、近球形的Sr^SiCV.O.OSCe荧光粉。实施例2: CaL8sMg,SiO4:0.06Eu荧光粉的制备称取Ca(N03)2 4.627g、 Mg(N03)2.6H20 0.231 g、 Eu(N03)3.6H20 0.402g溶 于50ml去离子水，经搅拌得到均相溶液；再量取正硅酸乙酯(TEOS)7.386ml 溶于50ml无水乙醇滴入上述均相溶液，充分搅拌得到均相溶液A;称取柠檬酸(柠檬酸与Ca和Mg的摩尔比为4: 1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种稀土元素激活的碱土硅酸盐荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 按照化学式Ｍ↓［２－ｘ］ＳｉＯ↓［４］：ｘＲｅ确定所述稀土元素激活的碱土硅酸盐荧光粉的各元素的摩尔比，其中，Ｍ为Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｒ或Ｂａ元素的一种或几种，Ｒ ｅ为Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｄｙ或Ｓｍ元素的一种或几种，ｘ≤０．４；称取包含Ｍ、Ｒｅ的化合物溶于去离子水或稀硝酸得到均相溶液，其中Ｍ的浓度为０．０１～２ｍｏｌ／ｌ，Ｒｅ的浓度为０．０１～０．０５ｍｏｌ／ｌ，再将包含相应Ｓｉ元素的浓度为０．１～２ｍｏｌ／ｌ的正硅酸乙酯的无水乙醇溶液滴入，充分搅拌得到均相溶液Ａ； 称取柠檬酸和聚乙二醇共溶于体积分数为２５％～８５％的乙醇溶液，柠檬酸的浓度为０．１～２ｍｏｌ／ｌ，充分混合后滴加到均相溶液Ａ并调节Ｐｈ值为２～７，混合均匀得到均相溶液Ｂ ；所述柠檬酸与碱土硅酸盐中金属离子总量的摩尔比为２～５，聚乙二醇与正硅酸乙酯的摩尔比０．０１５～０．０５； 将均相溶液Ｂ在７５～９５℃水浴条件下，恒温加热２～３小时，得到透明胶体Ｃ； 将透明胶体Ｃ移入微波炉热处理１～３小时，得到 棕褐色絮状干凝胶Ｄ，所述微波炉的功率为５００～８００Ｗ； 将絮状干凝胶Ｄ在９００～１１００℃烧结１小时以上，得到稀土元素激活的碱土硅酸盐荧光粉。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵金鑫，
申请(专利权)人：彩虹集团公司，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]
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