本发明专利技术公开了一种以硅铝基氮氧化物为基质的荧光粉及其制备方法，属于氮氧化物制备及其发光材料领域。所述荧光粉的组成为Ｍ６－ａ－ｃＸ２ａＡｌ４－ｂＳｉｂＮｂＯ１２－ｂ：ｃＲ或Ｍ６－ａ－ｃＸ２ａＡｌ４－ｂＳｉｂＮｂＯ１２－ｂ：（２ｃ／３）Ｒ，以Ｍ６－ａ－ｃＸ２ａＡｌ４－ｂＳｉｂＮｂＯ１２－ｂ表示的结晶相作为主成分，以Ｒ作为光学活性元素；其中，Ｍ代表Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｚｎ２＋离子中的任一种或任两种的组合，Ｘ代表Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋离子中的任一种或任两种的组合，Ｒ是Ｃｅ、Ｅｕ、Ｂｉ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｔｂ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｍ中的任一种离子或任两种离子的组合；０≤ａ≤２，２≤ｂ≤３，０．００１≤ｃ≤０．２。本发明专利技术的荧光粉在可见光波段范围具有优良的荧光性能，用紫外光激发时具有较高的发光强度，较宽的发光光谱，用于功率型半导体照明器件发光层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于发光材料
技术介绍
在照明技术中，白光LED以节能、长寿命、环保、安全、色彩丰富等显著优点成为最 有发展应用前景的照明设备。其中，荧光粉是白光LED制备中一个非常关键的材料，它的性 能直接影响白光的亮度、色坐标、色温、显色性、效率等，例如在iow的可见光中，由荧光粉 所产生的可见光为8. 8W。因此白光LED的发展迫切需要研制出光转换效率高，物化性能优 良的荧光粉。目前商用化的是YAG:Ce3+的黄色荧光粉，但是它存在许多缺点，例如，温度性 差，发光效率随温度升高显著降低，封装的器件显色指数低。人们试图通过开发Y20^:Eu" 等荧光粉改善白光LED的性能，但是这些材料发光效率低，热学稳定性差。 在近几年开发的荧光粉中，氮化物荧光粉性能特别突出，成为最有发展前景的 一类白光LED用荧光粉。氮化物的激发光谱在280 480nm，即可以适用于蓝光LED芯 片激发的白光LED，也可以适用于紫外LED芯片激发白光LED。发射光谱范围宽，从发蓝 光的SrSiON:Ce"到发红光的Sr2Si5N8:Eu2+基本覆盖整个可见光区。目前的资料表明， 国外已有多家单位进行了氮化物荧光粉的相关研究，荷兰爱因霍芬科技大学(Eindhoven University of Technology)从2000年从事氮化物荧光粉的研究，欧司朗和日亚公司也投 入了这方面的研究；国内只有零星的氮氧荧光粉的报道。但是，氮化物荧光粉制备方法复 杂，通常需要高温、高压，限制了它的进一步发展。总体上来说，氮化物荧光粉的研究处于起 步阶段，还有许多内容有待研究。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种以硅铝基氮氧化物为基质的荧 光粉及其制备方法。 为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是该以硅铝基氮氧化物为基质 的荧光粉的组成为M6—a—J2aAl4—bSibNb012—b:cR或M6—a—J2aAl4—bSibNb012—b: (2c/3)R，以所述 M6—a—。X2aAl4—bSibNb012—b表示的结晶相作为主成分，以R作为光学活性元素；其中，M代表Ca2+、 Sr2+、 Ba2+、 Zn2+离子中的任一种或任两种的组合，X代表Li+、 Na+、 K+离子中的任一种或任两 种的组合，R是Ce、 Eu、 Bi、 Mn、 Sn、 Tb、 Tl、 Pb、 Sm中的任一种离子或任两种离子的组合体； 0《a《2，2《b《3，0. 001《c《0. 2。 本专利技术所述以硅铝基氮氧化物为基质的荧光粉的制备方法主要包括如下步骤 1)按Me—a—cX2aAl4—bSibNb012—b:cR或Me—a—cX2aAl4—bSibNb012—b: (2c/3) R的化学计量比分别 称取M的氧化物或碳酸盐、X的氧化物或碳酸盐、AIN、 Si3N4、 A1203、 Si02、 R的氧化物或卤化 物作为原料；其中，M代表Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+离子中的任一种或任两种的组合，X代表Li+、 Na+、 K+离子中的任一种或任两种的组合，R是Ce、 Eu、 Bi、Mn、 Sn、 Tb、 Tl、 Pb、 Sm中的任一种离子或任两种离子的组合体；0《a《2，2《b《3，0. 001《c《0. 2。 2)将所述原料通过球磨的方式混合均匀并研磨成细小粉末； 3)将研磨后的粉末放置于刚玉坩埚、石墨坩埚或氮化硼坩埚内进行焙烧，在焙烧 气氛中以200 600°C /小时的升温速率加热到1100 1600°C ，并在该温度下保持2 20 小时，随后缓慢冷却至室温； 4)将冷却粉体进行选料、研磨，并用去离子水和乙醇洗涤，除去残留的杂 物，在60 200 。C下烘干2 20个小时，获得荧光粉M6—a—eX2aAl4—bSibNb012—b:cR或 M6—a—cX2aAl4—bSibNb012—b:(2C/3)R。 进一步地，在上述步骤2)中，先在所述原料中加入助溶剂，后再将所述原料和助 溶剂进行混合、研磨。 进一步地，本专利技术所述助熔剂为LiF、 NaF、 CaF2、 MgF2、 SrF2、 BaF2中的任一种或任 两种。 进一步地，本专利技术所述助熔剂的重量等于或小于所述助溶剂与原料混合后的总重 量的10%。 进一步地，本专利技术在执行上述步骤4)之前，将步骤3)得到的冷却粉体进行研磨后放入坩埚中，在焙烧气氛中再次进行高温焙烧，最后冷却至室温。 进一步地，本专利技术所述各原料的纯度大于99%。 进一步地，本专利技术所述R的氧化物或卤化物的纯度大于99. 9%。 进一步地，本专利技术所述焙烧气氛为空气、氢气和氮气的混合气，以及碳粒在空气中燃烧所生成的气体中的一种或任几种。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是 1)在硅基氮化物基础上，通过铝原子代替部分硅原子，改变激活离子的发光环境， 优化材料的性能，得到硅铝基氮化物荧光粉。 2)在原料中添入碱金属(Li、Na、K)的碳酸盐或氧化物，不仅可以作为补偿离子平 衡基质中不等价元素替代造成的电荷不平衡，而且具有助熔作用，有效降低焙烧温度。 3)采用该法制备的荧光粉可被波长在330 460nm的蓝光或紫光激发，发射波长 在一定范围内可调；采用不同的掺杂离子可以使发射光谱覆盖整个可见光谱区域；具有很 高的热稳定性和化学稳定性，在白光LED照明和PDP显示等领域具有巨大的应用前景。附图说明 图1是实施例1中掺铕的硅铝基氮氧化物的激发(实线)和发射(虚线)光谱； 图2是实施例2中掺铕的硅铝基氮氧化物的激发(实线)和发射(虚线)光谱； 图3是实施例3中掺铕的硅铝基氮氧化物的激发(实线)和发射(虚线)光谱； 图4是实施例4中掺铈的硅铝基氮氧化物的激发(实线)和发射(虚线)光谱； 图5是实施例5中掺铈和铽的硅铝基氮氧化物的激发(实线)和发射(虚线)光 谱。具体实施例方式本专利技术的荧光体组成为M6—a—J2aAl4—bSibNb012—b: cR或Me—a—J2aAl4—bSibNb012—b: (2c/3) R，4式中M代表C Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+离子中的任一种或任两种的组合；X代表碱金属Li+、Na+、 K+离子中的任一种或任两种的组合；R为Ce 、 Eu、 Bi 、 Mn、 Sn、 Tb 、 T1 、 Pb 、 Sm中的任一种或两 种离子的组合体；其中0《a《2，2《b《3、0. 001《c《0. 2。基质和掺杂离子的变化 使粉体的有效激发波长在330 460之间，发射波长在400 660之间。 本专利技术还公开了硅铝基氮氧化物荧光粉的具体制备方法 1)按照化学计量比称取原料 按M6—a—cX2aAl4—bSibNb012—b: cR或M6—a—cX2aAl4—bSibNb012—b: (2c/3) R的化学计量比分别称 取M(Ca、Mg、Sr、Ba、Zn中的一种离子或两种离子组合)与X(Li、Na、K中的一种离子或两种 离子组合)的氧化物或碳酸盐、A1N、 Si3N4、 A1203、 Si02、 R(Ce、 Eu、 Bi、 Mn、 Sn、 Tb、 Tl、 Pb、 Sm 中的一种离子或两种离子组合)的氧化物或卤化物作为原料。为了降低焙烧温度，提高粉 体结晶性能，也可以加入一定量的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以硅铝基氮氧化物为基质的荧光粉及其制备方法，其特征在于：它的组成为Ｍ↓［６－ａ－ｃ］Ｘ↓［２ａ］Ａｌ↓［４－ｂ］Ｓｉ↓［ｂ］Ｎ↓［ｂ］Ｏ↓［１２－ｂ］：ｃＲ或Ｍ↓［６－ａ－ｃ］Ｘ↓［２ａ］Ａｌ↓［４－ｂ］Ｓｉ↓［ｂ］Ｎ↓［ｂ］Ｏ↓［１２－ｂ］：（２ｃ／３）Ｒ，以所述Ｍ↓［６－ａ－ｃ］Ｘ↓［２ａ］Ａｌ↓［４－ｂ］Ｓｉ↓［ｂ］Ｎ↓［ｂ］Ｏ↓［１２－ｂ］表示的结晶相作为主成分，以Ｒ作为光学活性元素；其中，Ｍ代表Ｃａ↑［２＋］、Ｓｒ↑［２＋］、Ｂａ↑［２＋］、Ｚｎ↑［２＋］离子中的任一种或任两种的组合，Ｘ代表Ｌｉ↑［＋］、Ｎａ↑［＋］、Ｋ↑［＋］离子中的任一种或任两种的组合，Ｒ是Ｃｅ、Ｅｕ、Ｂｉ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｔｂ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｍ中的任一种离子或任两种离子的组合体；０≤ａ≤２，２≤ｂ≤３，０．００１≤ｃ≤０．２。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐时清，鞠海东，华有杰，王焕平，邓德刚，赵世龙，黄立辉，苏醒宇，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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