【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光照明用荧光材料领域，具体涉及一种核壳结构荧光粉及其制备方法与应用。
技术介绍
1、荧光粉是一种在高能激发下能发射光子的发光材料。其中，无机荧光粉在合成光谱、显示、led/ld照明等方面发挥着重要的中介作用，特别的，白光照明是无机荧光粉最重要的应用领域之一。通常，白光可以通过两种方法来实现：第一种是基于led/ld加磷光体的方法。除了采用单、二色荧光粉外，在单一基质中掺杂多激活剂是实现荧光粉中白光的另一种方法。考虑到发光中心(或单位)之间的空间距离，单一基体中多激活剂共掺杂可获得最佳的光谱均匀性。
2、在荧光转换材料中，yag材料因其优异的化学和物理性能而成为有吸引力的发光基质材料。yag基质具有物理、化学稳定性和透明等优点，又是研究最广泛的发光材料之一。同时，以yag为基质的发光材料总是表现出优异的光学性能。而尿素沉淀法是制备具有明确形态和组成的无机颗粒的一种重要方法。尿素在水溶液中热分解得到稳定的ph值，为超细粉体的精确组成控制提供了良好的前景。
3、cn111087235b公开了一种采用钇/助剂/铝三重核壳结构粉体制备yag透明陶瓷的方法。此方案同样是采用共沉淀法制备前驱体溶液，再采用共沉淀法形成核壳结构，所制备的yag陶瓷具有较好的光学质量。虽然共沉淀法在纳米颗粒合成的研究中得到了应用，但在微米级颗粒制备中的应用较少。文献(matthias muller et al.,luminescence andenergy transfer of co-doped sr5mgla2(bo3)
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种核壳结构荧光粉及其制备方法与应用，该方法制备过程简单，所制备得到的核壳结构荧光粉为微米级且纯度高，可以保持发光中心的均匀性；将其应用于制备反射式荧光器件中，所制备得到的荧光器件可具有高显指。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种核壳结构荧光粉，所述荧光粉包括核体和包裹在核体外的壳体，所述核体的化学式为(re1-xcex)3al5o12，式中，re为y或lu，x为y3+或lu3+取代ce3+位的摩尔百分数，0.0005≤x≤0.005；所述壳体的化学式为(a1-ycey)3(al1-zbz)5o12，式中，a为y或lu，b为mn或cr，y为y3+或lu3+取代ce3+位的摩尔百分数，0.001≤y≤0.01，z为mn2+或cr3+取代al3+位的摩尔百分数，0.001≤z≤0.02。
3、优选的，所述核体的粒径为2～3μm，所述壳体的厚度为2～6μm。
4、本专利技术还提供一种上述核壳结构荧光粉的制备方法，具体步骤如下：
5、(1)以y2o3/lu2o3、ce2o3和al2o3作为原料粉体，按化学式(re1-xcex)3al5o12中对应元素的化学计量比称取各原料，其中x为y3+或lu3+取代ce3+位的摩尔百分数，0.0005≤x≤0.005；将上述各种原料溶解于硝酸中形成(re1-xcex)3al5o12前驱体溶液；
6、(2)将(re1-xcex)3al5o12的前驱体溶液通过超声波分散后，加入沉淀剂尿素，搅拌均匀后静置陈化，沉淀出(re1-xcex)3al5o12核体前驱体；
7、(3)以y2o3/lu2o3、mnco3/cr2o3、ce2o3和al2o3作为原料粉体，按化学(a1-ycey)3(al1-zbz)5o12中对应元素的化学计量比称取各原料，其中y为y3+或lu3+取代ce3+位的摩尔百分数，z为mn2+或cr3+取代al3+位的摩尔百分数，0.001≤y≤0.01，0.001≤z≤0.02；将上述各种原料溶解于硝酸中形成(a1-ycey)3(al1-zbz)5o12前驱体溶液；
8、(4)将(a1-ycey)3(al1-zbz)5o12前驱体溶液和作为沉淀剂的碳酸氢铵混合液以滴状形式混合加入到步骤(2)得到的混合溶液中，搅拌均匀，通过过滤收集，用去离子水洗涤除杂、恒温干燥后，即得(re1-xcex)3al5o12@(a1-ycey)3(al1-zbz)5o12核壳结构荧光粉。
9、优选的，步骤(2)中，所述沉淀剂尿素的加入量为0.3～2mol/l。
10、优选的，步骤(4)中，所述碳酸氢铵混合液由摩尔比为1：(1.4～3)的氨水和碳酸氢铵溶液配制而成，其中氨水的质量分数为25～28％，碳酸氢铵溶液的摩尔浓度为0.5～1.5mol/l；所述恒温干燥的温度为55～75℃，时间为12～24h。
11、本专利技术还提供上述核壳结构荧光粉在制备反射式荧光器件中的应用，具体应用过程为：将上述核壳结构荧光粉与玻璃粉混合后倒入紫铜模具中，搅拌均匀后置于马弗炉中烧结，将烧结得到的材料切割抛光即得反射式荧光器件，该反射式荧光器件包括处于上下位置关系的发光层和紫铜片。
12、优选的，所述玻璃粉的过筛目数为300～500目，核壳结构荧光粉与玻璃粉之间的质量比为(5～10):1。
13、优选的，所述烧结温度为400～1000℃，烧结时间为1～3h；所述发光层厚度为0.1～0.8mm。
14、与现有技术方案相比，本专利技术具有以下优点：
15、(1)本专利技术采用沉淀法制备的核壳结构粉末，该制备过程简单，且所制备得到的核壳结构荧光粉末组分均匀，粉体纯度高；另外，作为尺寸为微米级的核壳结构粉，其核壳分离可以保持发光中心的均匀性，同时避免了类似结构中共掺杂发光中心的相互作用；
16、(2)本专利技术通过改变核壳尺寸、尺度和发光中心的浓度可以很容易地实现对核壳结构各组成部分的单独调节；该方法可为荧光粉合成和光谱集成提供新的途径；
17、(3)本专利技术提出了一种烧结在紫铜基底上的发光材料，通过引入少量的玻璃粉，用于固定样品；发光材料产生的热可以通过紫铜进行散热，有利于提升材料的抗热冲击性能(能够实现25w/mm2)和导热性能(接近20wm-1k-1)；
18、(4)本专利技术所制备得到的核壳结构荧光粉应用于制备荧光器件中，荧光器件在25w/mm2激光激发下，最大发光效率为180～240lm/w，色温为3500～4500k，显色指数为90～98，成品率高，适合批量生产。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种核壳结构荧光粉，其特征在于，所述荧光粉包括核体和包裹在核体外的壳体，所述核体的化学式为(Re1-xCex)3Al5O12，式中，Re为Y或Lu，x为Y3+或Lu3+取代Ce3+位的摩尔百分数，0.0005≤x≤0.005；所述壳体的化学式为(A1-yCey)3(Al1-zBz)5O12，式中，A为Y或Lu，B为Mn或Cr，y为Y3+或Lu3+取代Ce3+位的摩尔百分数，0.001≤y≤0.01，z为Mn2+或Cr3+取代Al3+位的摩尔百分数，0.001≤z≤0.02。
2.根据权利要求1所述的一种核壳结构荧光粉，其特征在于，所述核体的粒径为2～3μm，所述壳体的厚度为2～6μm。
3.一种权利要求1或2所述的核壳结构荧光粉的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种核壳结构荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述沉淀剂尿素的加入量为0.3～2mol/L。
5.根据权利要求3或4所述的一种核壳结构荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述碳酸氢铵混合液由摩尔比为1：(1.4～3)的氨水和
6.权利要求1所述的核壳结构荧光粉在制备反射式荧光器件中的应用，具体应用过程为：将权利要求1所述的核壳结构荧光粉与玻璃粉混合后倒入紫铜模具中，搅拌均匀后置于马弗炉中烧结，将烧结得到的材料切割抛光即得反射式荧光器件，该反射式荧光器件包括处于上下位置关系的发光层和紫铜片。
7.根据权利要求6所述的核壳结构荧光粉在制备反射式荧光器件中的应用，其特征在于，所述玻璃粉的过筛目数为300～500目，核壳结构荧光粉与玻璃粉之间的质量比为(5～10):1。
8.根据权利要求6或7所述的核壳结构荧光粉在制备反射式荧光器件中的应用，其特征在于，所述烧结温度为400～1000℃，烧结时间为1～3h；所述发光层厚度为0.1～0.8mm。
...【技术特征摘要】
1.一种核壳结构荧光粉，其特征在于，所述荧光粉包括核体和包裹在核体外的壳体，所述核体的化学式为(re1-xcex)3al5o12，式中，re为y或lu，x为y3+或lu3+取代ce3+位的摩尔百分数，0.0005≤x≤0.005；所述壳体的化学式为(a1-ycey)3(al1-zbz)5o12，式中，a为y或lu，b为mn或cr，y为y3+或lu3+取代ce3+位的摩尔百分数，0.001≤y≤0.01，z为mn2+或cr3+取代al3+位的摩尔百分数，0.001≤z≤0.02。
2.根据权利要求1所述的一种核壳结构荧光粉，其特征在于，所述核体的粒径为2～3μm，所述壳体的厚度为2～6μm。
3.一种权利要求1或2所述的核壳结构荧光粉的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种核壳结构荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述沉淀剂尿素的加入量为0.3～2mol/l。
5.根据权利要求3或4所述的一种核壳结构荧光粉的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：张乐，魏聪，周天元，康健，邵岑，田吻，桑鹏飞，周春鸣，李延彬，陈浩，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。