一种钠铟石榴石基反常热猝灭红色荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钠铟石榴石基反常热猝灭红色荧光粉及其制备方法，其化学组成为：

【技术实现步骤摘要】
一种钠铟石榴石基反常热猝灭红色荧光粉及其制备方法


：
[0001]本专利技术涉及发光材料
，具体涉及一种钠铟石榴石基反常热猝灭红色荧光粉及其制备方法
。

技术介绍

：
[0002]商业用的红色荧光粉主要包括以
Eu
2+
为发光中心的氮化物红粉，以
Mn
4+
为发光中心的氟化物红粉，和以
Eu
3+
为发光中心的经典氧化物红粉
。
以氮化物红粉的合成条件较为苛刻，高温高压缺一不可，在生产上对反应容器以及反应设备的要求极高
。
氟化物红粉则因生产过程中涉及到氢氟酸的使用，不可避免地会对环境产生严重的负面影响
。
而以三价铕为发光中心的氧化物红粉，如经典
Y2O3:Eu
3+
，相对于氮化物红粉和氟化物红粉而言，优势则体现在生产上对设备要求不高以及在生产过程中不会产生环境废弃物这两大方面
。
遗憾的是，以三价铕为发光中心红色荧光粉，因在近紫外及蓝光区域内的激发峰宽较窄，若想与
LED
芯片复合成器件时拥有较高的电光转换效率，则要求荧光粉具备极高的量子效率和突出的荧光热稳定性
。
[0003]Eu
3+
在石榴石结构中只能占据八配位格位，该格位特殊的对称性使得
Eu
3+
离子拥有较为均衡的5D0‑7F1(
橙红光
)、5D0‑7F2(
红光
)、5D0‑7F4(
深红光
)
跃迁发射，应用领域较广
。
[0004]现有技术中以
Eu
3+
为发光中心的石榴石基红色荧光粉并不罕见，如
Ca2Y1‑
x
Eu
x
Sc2GaSi2O
12
、Ca2TbSn2Al3O
12
:Eu
3+
等在实际生产应用环节严重受限制，主要表现在红粉在合成制备所需要的反应时间过长
(>10
小时
)、
反应温度偏高
(>1400
摄氏度
)、
荧光粉的量子效率不理想
(<90
％
)、
易因环境温度的升高而出现严重的荧光猝灭效应
。

技术实现思路

：
[0005]本专利技术的目的是提供一种钠铟石榴石基反常热猝灭红色荧光粉及其制备方法，解决了现有技术红色荧光粉制备需要的反应时间太长
(>10
小时
)
或者反应温度太高
(>1400
摄氏度
)
，荧光粉的量子效率不理想
(<90
％
)、
易因环境温度的升高而出现严重的荧光猝灭效应的问题
。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：
[0007]一种钠铟石榴石基反常热猝灭红色荧光粉，其化学组成为：
NaEu
2(1
‑
x)
RE
2x
Ga2InGe2O
12
，其中：
RE
选自
Y,La,Gd,Lu
中的任一种，
0≤x<0.99。
[0008]所述钠铟石榴石基反常热猝灭红色荧光粉的制备方法，包括如下步骤：按化学组成分别称取含有钠
、
铕
、
镓
、
铟
、
锗和稀土
(
钇，镧，钆，镥
)
金属元素的原料，其中，金属元素物质的量之比为
Na:Eu:RE:Ga:In:Ge
＝
1:2
‑
2x:2x:2:1:2
，其中：
0≤x<0.99
，合成过程中额外加入
10
～
15wt
％的
Ga2O3用于补偿高温反应过程中
Ga
的流失，充分研磨使其混合均匀，并放入反应容器中，在常压空气气氛中进行烧结，后冷却至室温，将产物研磨即得目标红色荧光粉
。
[0009]优选地，所述的烧结程序步骤为：以3‑
7℃/min
的速率从室温升温至
1200
‑
1250℃
，
升温结束后恒温，时间为3‑
5h。
[0010]优选地，所述的含有钠元素的原料选自碳酸氢钠
、
碳酸钠和草酸钠中的一种以上
。
[0011]优选地，所述的含有稀土元素的原料选自稀土氧化物
、
稀土草酸盐
、
稀土碳酸盐和稀土硝酸盐中的一种以上
。
[0012]优选地，所述的含有镓元素的原料选自氧化镓
。
[0013]优选地，所述的含有铟元素的原料选自氧化铟
。
[0014]优选地，所述的含有锗元素的原料选自氧化锗
。
[0015]本专利技术提出的
NaEu
2(1
‑
x)
RE
2x
Ga2InGe2O
12
(RE
＝
Y,La,Gd,Lu)
红色荧光粉，化学组成中富含钠元素使得荧光粉的合成温度较传统的石榴石同构体系大幅下降，另外，该荧光粉中的铟对石榴石结构中的六配位格位进行了大量的填充，使得该荧光粉激发光谱中的电荷迁移带
(CTB)
容易随温度的升高产生明显的红动，最终赋予其在
280nm
‑
320nm
激发光谱区域内，红光发射强度可以不随温度的升高而降低，呈现反常热猝灭的特征
。
[0016]本专利技术所述钠铟石榴石基反常热猝灭红色荧光粉有效激发范围宽
、
发射覆盖范围宽，可被
250
‑
320nm
紫外光及
360
‑
420nm
近紫外光激发，在
585
‑
715nm
的光谱区域内获得橙
、
橙红
、
红
、
及深红色的窄带荧光发射峰，色坐标位于
(0.64,0.36)
，量子效率可以达到
95.55
％
。
[0017]因此本专利技术还保护所述钠铟石榴石基反常热猝灭红色荧光粉在发光器件中的应用
。
可在与
LED
芯片复合后应用在照明与显示
、
植物生长调控
、
光学温度探测
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钠铟石榴石基反常热猝灭红色荧光粉，其特征在于，其化学组成为：
NaEu
2(1
‑
x)
RE
2x
Ga2InGe2O
12
，其中：
RE
选自
Y,La,Gd,Lu
中的任一种，
0≤x<0.99。2.
如权利要求1所述钠铟石榴石基反常热猝灭红色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按化学组成分别称取含有钠
、
铕
、
镓
、
铟
、
锗和稀土金属元素的原料，其中，金属元素物质的量之比为
Na:Eu:RE:Ga:In:Ge
＝
1:2
‑
2x:2x:2:1:2
，其中：
0≤x<0.99
，合成过程中额外加入
10
～
15wt
％的
Ga2O3用于补偿高温反应过程中
Ga
的流失，充分研磨使其混合均匀，并放入反应容器中，在常压空气气氛中进行烧结，后冷却至室温，将产物研磨即得目标红色荧光粉
。3.
根据权利要求2所述的的制备方法，其特征在于，所述的烧结程序步骤为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊豪，谢飞燕，张秋红，
申请(专利权)人：广东省科学院资源利用与稀土开发研究所，
类型：发明
国别省市：