本发明专利技术公开了一种稀土掺杂的氮氧化物荧光粉材料及其制备方法，包括如下步骤：（１）按照化学通式Ａ１－ｘＢｙＯｚＮ２／３＋４／３ｙ－２／３ｚ：ｘＲＥ称取含有Ａ、Ｂ、ＲＥ元素的固体化合物并将其研磨、混合、烧结后得到化合物Ａ（１－ｘ）２ＳｉＯ４：２ｘＲＥ２；（２）按照化学通式Ａ１－ｘＢｙＯｚＮ２／３＋４／３ｙ－２／３ｚ：ｘＲＥ中Ａ、Ｂ、ＲＥ的摩尔比将步骤（１）所得化合物Ａ（１－ｘ）２ＳｉＯ４：２ｘＲＥ与含Ｂ元素的氮化物进行研磨、混合得到混合物；（３）在步骤（２）中混合物中加入催化剂进行烧结；（４）将步骤（３）烧结产物冷却后取出研磨、洗涤，即得氮氧化物荧光粉。本发明专利技术既可以使催化剂充分作用于整个合成过程，而且有利于合成中的残余物的充分排出，最终可以得到晶化纯度较高的氮氧化物荧光粉，提升了氮氧化物荧光粉的光学性能，该方法可操作性强，原料价格低廉，工艺窗口宽，适于大规模工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种稀土掺杂的氮氧化物荧光粉的制备方法，特别涉及一种利用常见 的廉价化合物为原材料，采取两段控压法合成稀土掺杂的氮氧化物荧光粉的新方法。
技术介绍
利用GaN基LED实现通用白光照明已经成为全球实现固态照明的主要技术方 案。针对实现通用照明的目标，目前有蓝光LED+Yttrium aluminum garnet YAG)荧光粉和 UV-LED+三色荧光粉两条路线。蓝色LED+YAG荧光粉的具体原理是将可产生黄光的YAG:Ce荧光粉分散于透明 环氧树脂内，再用设于碗杯内的蓝色LED产生的光线激发转换成白光。这种方式的白光发 光机制是利用LED产生的部分蓝光激发YAG荧光粉产生黄光，剩余的部分蓝光和产生的黄 光混色进而变成白光。LED白光化的另一路线是近紫外LED+RGB荧光体的组合方式。最 近这一方式越来越受重视，这种方式的特征是将LED产生的近紫外光分别转换成红(R)、绿 (G)、蓝(B)三种颜色再合成白光，它所涵盖的白光范围比蓝色LED+YAG荧光粉的方式更宽 广，此外紫外光转换成R、G、B的原理与传统荧光灯相同，因此没有色彩不均的困扰，而且演 色性非常优秀，因此发展性能优良的绿色荧光粉非常必要。Si-O-N体系具有稳定的物理化学性质，经稀土掺杂后能够有效解决目前荧光粉耐 紫外和热老化性能较差的问题，是制备绿色荧光粉的优良体系。经Eu2+掺杂的氮氧化物荧 光粉转化效率在90%以上并且具有较高的猝灭温度，但常规方法的合成条件较为苛刻，并 且所得产物晶相纯度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服常规方法的合成条件较为苛刻，并且所得产物晶相纯度较 低的缺点，提供一种采用常见的廉价化合物为原材料合成物理化学性质稳定，发光性能优 良的氮氧化物的新方法，该方法简单易行、适合大规模工业化生产，且合成的荧光粉能够在 紫外_蓝色芯片激发下发射蓝绿_黄绿色光。本专利技术的目的是通过以下技术方案来解决的—种稀土掺杂的氮氧化物荧光粉材料，所述氮氧化物荧光粉材料的化学通式为 AhByOzN2^v3yW3z = XRE,其中 A 是 Ca，Ba，Sr ;B 是 Si ；RE 是 Eu。一种稀土掺杂的氮氧化物荧光粉材料的制备方法，按照如下步骤(1)按照化学通式A^ByOz^/M/sM/^xRE中A、B、RE的摩尔比称取含有A、B、RE元 素的固体化合物，并将其研磨、混合得到一次混合物、在一次混合物加入占一次混合物总量 2-4wt%催化剂，烧结后得到化合物A(1_x)2Si04:2XRE，其中含有B元素的固体化合物是SiO2 ；(2)按照化学通式AhByOzN2Z3w3y^z = XRE中A、B、RE的摩尔比将步骤⑴所得化合 物A(1_x)2Si04:2xRE与含B元素的氮化物进行研磨、混合得到混合物；(3)在步骤(2)中混合物中加入占混合物总量2_4wt%催化剂，在保护气氛条件下进行烧结；(4)将步骤(3)烧结产物冷却后取出研磨、洗涤，即得氮氧化物荧光粉Ai-xBy0zN2/3+4/3y2/3z χ RE。所述步骤(1)中的烧结是指在保护性气体N2、Ar、H2, N2/H2、NH3中的一种或几种 的组合的条件下，烧结温度在1000°c -1300°c，烧结时间> 3小时的烧结过程。所述步骤(3)中的在保护气氛条件下进行烧结是指保护性气体N2、Ar、H2、N2/H2、 NH3中的一种或几种的组合的条件下，烧结温度> 1400°C，烧结时间> 5小时的烧结过程。所述步骤(3)中的催化剂是H3B03、NH4Cl或A元素的氟化物。本专利技术通过两段控压法合成氮氧化物荧光粉，避免了高温状态下原材料反应生成 的杂质或残余物无法排出，从而生成发光性能较差的氮氧化物。首先进行LED绿色荧光粉前躯体的制作，按照化学通式AhByOzN^4L = XRe中 各元素的化学计量比称取含有A、Re元素的固体化合物和SiO2，经过研磨、混合后进行高温 烧结，得到化合物A(1_x)2Si04:2xRe。下面采取两段控压法合成氮氧化物荧光粉，按照化学通式AhByOzN2Mv3yW^xRe 中各元素的化学计量比将产物Aa_x)2Si04:2XRe与含B元素的氮化物进行充分研磨、混合后， 再加入2% -5%的催化剂，置于高温烧结炉中，由于催化剂在200°C左右时开始熔化，为了 使催化剂可以充分作用于该混合物，故需要施加一定压力；当高温时，原材料发生反应，这 时如果其反应残余物无法充分挥发，会使氮氧化物荧光粉内部生成灰黑色斑点物质，且其 表面生成灰黑色硬壳，从而影响氮氧化物的发光性能，并且降低了产量，我们采取的方法是 在高温下减小压力，使氮氧化物处于常压下，以便原材料反应后的杂质和残余物充分排出， 从而得到发光性能优异的氮氧化物荧光粉。本原材料在气氛保护条件下进行烧结，冷却取 出研磨、洗涤后即得氮氧化物荧光粉AhByOzN2MMy^3z xRe。所述氮氧化物荧光粉的制备方法，实验过程采取两段控压法进行。所述氮氧化物荧光粉的制备方法，A元素通过其碳酸盐、硝酸盐或其氧化物引入体 系，Re元素通过其金属氧化物引入，按照化学计量比称取含有A、Re元素的固体化合物和 SiO2，经过研磨、混合后进行高温烧结，得到硅酸盐化合物，此即为氮氧化物荧光粉的前躯 体。所述氮氧化物荧光粉的制备方法，化合物Aa_x)2Si04:2XRe的合成过程中根据需要 可在保护气体中进行烧结。所述氮氧化物荧光粉的制备方法，化合物A(1_x)2Si04:2xRe可加入2 % _5 %的催化 剂，以促进该前躯体的合成。所述氮氧化物荧光粉的制备方法，化合物Aa_x)2Si04:2XRe合成过程中烧结温度在 IOOO0C -1300°c。所述氮氧化物荧光粉的制备方法，其特征在于化合物Aa_x)2Si04:2XRe的合成过 程中烧结时间≥3小时。所述氮氧化物荧光粉的制备方法，氮氧化物荧光粉AhByOzN2m^2Z3z = XRe的烧结 过程中在保护气氛下进行，根据需要保护气体可选择N2、Ar、H2、N2/H2、NH3中的一种或几种 的组合。所述氮氧化物荧光粉的制备方法，氮氧化物荧光粉AhByOzN2m7L = XRe的烧结温度彡1400°C。所述氮氧化物荧光粉的制备方法，氮氧化物荧光粉AhByOzN2m7L = XRe的烧结 时间> 5小时。所述氮氧化物荧光粉的制备方法，氮氧化物荧光粉AhByOzN2Mv3y^3z = XRe可加入 2% -5%的催化剂，以促进该荧光粉在较低温度下合成，提高荧光粉的亮度。所述氮氧化物荧光粉的制备方法，氮氧化物荧光粉AhByOzN2m7L = XRe的烧结 过程采取了两段控压法，即在原材料反应之前施加0. 05-0. OSMPa的压强，促使催化剂充分 作用于原材料反应阶段，减少其挥发，而在原材料充分反应完毕后，减小压强到0-0. OlMPa, 使合成的氮氧化物荧光粉AhByOzN2UW3y^z: xRe内部和表面的残余物充分排出。所述氮氧化物荧光粉的制备方法，根据具体实验，氮氧化物荧光粉合成过程中可 添加Li、Na金属离子作为电荷补偿剂。 所述氮氧化物荧光粉的制备方法，所述的A(1_x)2Si04 2xRe和Α^Β^ζΝ^Μ^α xR本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种稀土掺杂的氮氧化物荧光粉材料，其特征在于：所述氮氧化物荧光粉材料的化学通式为Ａ↓［１－ｘ］Ｂ↓［ｙ］Ｏ↓［ｚ］Ｎ↓［２／３＋４／３ｙ－２／３ｚ］：ｘＲＥ，其中Ａ是Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ；Ｂ是Ｓｉ；ＲＥ是Ｅｕ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵莉，
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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