绿色发光材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种绿色发光材料及其制备方法，绿色发光材料的化学式为Ｍ１－ｘ－ｙ－ｚＧｄｘＴｂｙＮｚＡｌ２Ｂ２Ｏ７，其中，Ｍ为Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ中的至少一种，Ｎ为Ｌｉ、Ｎａ或Ｋ，ｘ的取值范围为０．０２≤ｘ≤０．３，ｙ的取值范围为０．０１≤ｙ≤０．４，ｚ＝ｘ＋ｙ，且１－ｘ－ｙ－ｚ＞０。制备方法为：按比例称取各原料并充分研磨后，先于较低温度预烧结，再在还原气氛下于８００～１２００℃煅烧２～１２ｈ，冷却后研磨，即得本发明专利技术的绿色发光材料。本发明专利技术制备方法简单、无污染、利于工业化生产，得到的绿色发光材料余辉时间短、发光强度高，具有优异的发光性能，可广泛用于ＰＤＰ或无汞荧光灯。

Green luminescent material and preparation method thereof

The invention relates to a green luminescent material and its preparation method, chemical formula of green luminescent material for M1xyzGdxTbyNzAl2B2O7, among them, M is at least one Ca, Sr, Ba, N Li, Na or K, the range of x x = 0.02 ~ 0.3, the range of Y is more than or equal to 0.01 y = 0.4, z = Xy and 1xyz > 0. The preparation method is as follows: according to the proportion of the raw materials are weighed and fully after grinding before low temperature sintering in reducing atmosphere, then from 800 to 1200 8C 2 ~ 12h, after cooling grinding, namely green luminescent material of the invention. The invention has simple preparation method, no pollution, suitable for industrial production, the green luminescent material, short afterglow, high luminous intensity, has excellent luminous property, can be widely used in PDP or mercury free fluorescent lamp.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光材料
，更具体地说，涉及一种。
技术介绍
近年来，随着彩色等离子平板显示(Plasma Display Panel,以下简称PDP)技术的发展以及对环保的日益重视，开发无汞光源已经成为人们研究的重点领域之一，其中，研发高效、稳定的红、绿、蓝三色发光材料是解决此领域中主要问题的关键技术之一。 目前，商用发光材料主要有红色发光材料Y203: Eu3+、 (Y， Gd) B03: Eu3+，绿色发光材料Zn2Si04:Mn2+、 BaAl12019:Mn2+和蓝色发光材料Y2Si05:Ce3+、 LaP04:Tm3+、 BaMgAl10017:Eu2+。然而，绿色发光材料Zn2Si04:Mn2+和BaAl12019:Mn2+以Mn2+为发光中心，由于Mn2+的自旋禁戒跃迁41\ —、导致余辉时间过长，不利于动态画面的显示。虽然可以通过提高Mn2+离子的掺杂浓度降低其余辉时间，但是发光强度也随之急剧下降。因此，开发新的绿色发光材料迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种发光强度高、余晖时间短的可被真空紫外光激发的绿色发光材料。 本专利技术进一步要解决的技术问题在于，还提供一种绿色发光材料的制备方法。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种绿色发光材料，其化学式为x—y—zGd;TbyNzAl2B207，其中，M为Ca、Sr、Ba中的至少一种，N为Li、Na或K， x的取值范围为0. 02《x《0. 3， y的取值范围为0. 01《y《0. 4， z = x+y，且1-x-y-z > 0。 在本专利技术所述的激发绿色发光材料中，所述x的取值范围优选为0. 05《x《0. 15， y的取值范围优选为0. 05《y《0. 2。 —种绿色发光材料的制备方法，包括以下步骤 ①以含M化合物、含Gd化合物、含Tb化合物、含N化合物、含Al化合物、含B化合物为原料，按上述化学式中各元素的摩尔比例称取各原料，并使含B化合物按摩尔比例过量5% 30% ，将上述原料研磨混合均匀形成混合料， ②将步骤①制成的混合料在200 50(TC下预烧结1 5h ; ③将步骤②的预烧结产物冷却至室温，研磨均匀； ④将步骤③的研磨产物在还原气氛中煅烧，煅烧温度为800 120(TC，煅烧时间为2 12h ; ⑤将步骤④的煅烧产物冷却至室温，即得到绿色发光材料。 其中，所述含M化合物优选为M的碳酸盐、氢氧化物或草酸盐；所述含Gd化合物优选为Gd的氧化物、硝酸盐或草酸盐；所述含Tb化合物优选为Tb的氧化物、硝酸盐或草酸盐；所述含N化合物优选为N的碳酸盐；所述含A1化合物优选为氧化铝或氢氧化铝；所述含3B化合物优选为氧化硼或硼酸；在步骤④中，还原气氛优选为以氮气和氢气的混合气体、氢气或一氧化碳气体形成的气氛，煅烧温度优选为900 110(TC，煅烧时间优选为4 10h ;在步骤⑤中，优选地，将步骤④的煅烧产物冷却至室温后，研磨，得到本专利技术的绿色发光材料。 本专利技术采用Tb3+作为绿色发光材料的发光中心，Tb3+的特征跃迁5D4 — 7F5会发射出波长为543nm的绿光，由于自旋耦合对自旋禁戒的屏蔽，使本专利技术的绿色发光材料具有较短的余辉时间，且淬灭浓度也较高，从而克服了 Mn2+余辉时间过长的缺点。 本专利技术采用硼酸盐作为绿色发光材料的基质，由于硼酸盐具有良好的真空紫外吸收能力、优良的发光性能、稳定的物理化学特性和很好的耐真空紫外光辐射及抗离子轰击的能力，所以本专利技术的绿色发光材料也具有优异的性能。 本专利技术采用Gd3+作为绿色发光材料的敏化剂，由于Gd3+离子不仅能够很好地敏化Tb3+离子和提高Tb3+的发光强度，还可以提高本专利技术的绿色发光材料对真空紫外光的吸收能力，因此，Gd3+的掺杂大大提高了本专利技术的绿色发光材料的发光强度。 本专利技术的绿色发光材料中还掺杂有碱土金属离子，通过Ca2+、Sr2+、Ba2+的掺杂来改变能带间隙，从而提高了发光材料的发光性能。 本专利技术还采用碱金属离子作为绿色发光材料的电荷补偿剂，由于碱土金属离子和Gd3+、 Tb之间存在电荷差异，影响发光效果，本专利技术根据碱土离子的半径大小，选择性地掺杂Li+、 Na+或K+离子作为电荷补偿剂，从而提高了绿色发光材料的发光性能。 本专利技术的绿色发光材料与现有的商用绿色发光材料相比，不仅具有较短的余辉时间，利于动态画面的显示，而且具有很好的发光强度，具备更好的发光性能，可以广泛用于PDP或无汞荧光灯中，具有广阔的应用前景。 本专利技术的绿色发光材料的制备方法，具有操作简单、无污染、工艺条件易控制、制备温度低等优点，节约能源，利于工业化生产。附图说明 下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中 图1是本专利技术实施例6制备的Sr。.86Gd。.。2Tb。.。5Na。.。7Al2B207绿色发光材料的激发光谱图，监控波长为543nm; 图2是本专利技术实施例2制备的Sr。.76Gd。.。2Tb。.1QNa。.12Al2B207绿色发光材料、实施例3制备的Sr。. 76Gd。.。2Tb。. 10Li0.12A12B207绿色发光材料和实施例4制备的Sr。.7eGd。.。Jb。jK。^A1^07绿色发光材料的发射光谱图，激发波长为172nm ; 图3是本专利技术实施例6制备的Sr。. 86Gd。. 。2Tb。. 。5Na。. 。7A12B207绿色发光材料和比较例制备的Sr。.9。Tb。.。5Na。.。5Al2B207绿色发光材料的发射光谱对比图，激发波长为172nm ; 图4是本专利技术实施例7制备的Sr。.81Ba。.。5Gd。.。2Tb。.。5Na。.。7Al2B207绿色发光材料的余辉寿命测试图，t = 2. 35ms 。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。但是，应当理解，本专利技术的保护范围不受这些实施例的限制。 在本专利技术的实施例中，所用含Gd或Tb化合物为其对应的氧化物、硝酸盐或草酸盐，其纯度为4N以上，即纯度达到99. 99%以上；所用含B化合物为分析纯的氧化硼或硼酸；所用含Ca、 Sr或Ba的化合物为其对应的分析纯的碳酸盐、氢氧化物或草酸盐；所用含Li、Na或K的化合物为其对应的分析纯的碳酸盐；所用含A1化合物为分析纯的氧化铝或氢氧化铝。 在制备时，按照化学式中各元素的摩尔比例称取各原料，并使含B化合物按摩尔比例过量5% 30%，将所有原料研磨混合均匀后，将混合料在200 50(TC下预烧结1 5h，冷却至室温并研磨，再在还原气氛下于高温煅烧，待冷却后，即得本专利技术的绿色发光材料。为了方便应用，可将本专利技术的绿色发光材料研磨成粉末。 实施例lCa。. 76Gd。. 。2Tb。. 1QNa。. 12A12B207绿色发光材料称取碳酸钙CaC030 . 38 0 3g、氢氧化铝Al (0H)30 . 78 00g、硼酸H3B030 . 74 1 9g(过量20% )、碳酸钠Na2C030 . 03 1 8g、氧化铽Tb4070 . 09 34g和氧化钆Gd2030. 0181g。将上述所有原料置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在50(TC下预烧结2h，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绿色发光材料，其特征在于，其化学式为Ｍ↓［１－ｘ－ｙ－ｚ］Ｇｄ↓［ｘ］Ｔｂ↓［ｙ］Ｎ↓［ｚ］Ａｌ↓［２］Ｂ↓［２］Ｏ↓［７］，　　其中，Ｍ为Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ中的至少一种，Ｎ为Ｌｉ、Ｎａ或Ｋ，ｘ的取值范围为０．０２≤ｘ≤０．３，ｙ的取值范围为０．０１≤ｙ≤０．４，ｚ＝ｘ＋ｙ，且１－ｘ－ｙ－ｚ＞０。

【技术特征摘要】
一种绿色发光材料，其特征在于，其化学式为M1-x-y-zGdxTbyNzAl2B2O7，其中，M为Ca、Sr、Ba中的至少一种，N为Li、Na或K，x的取值范围为0.02≤x≤0.3，y的取值范围为0.01≤y≤0.4，z＝x+y，且1-x-y-z＞0。2. 根据权利要求l所述的绿色发光材料，其特征在于，所述x的取值范围为 0. 05《x《0. 15。3. 根据权利要求1所述的绿色发光材料，其特征在于，所述y的取值范围为 0. 05《y《0. 2。4. 一种绿色发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤① 以含M化合物、含Gd化合物、含Tb化合物、含N化合物、含Al化合物、含B化合物为 原料，按M卜x—y—zGdxTbyNzAl2B207中各元素的摩尔比例称取各原料，并使含B化合物按摩尔比 例过量5% 30X，将上述原料研磨混合均匀形成混合料，其中，M为Ca、Sr、Ba中的至少一 种，N为Li、 Na或K， x的取值范围为0. 02《x《0. 3， y的取值范围为0. 01《y《0. 4， z =x+y，且l_x_y_z > 0 :② 将步骤①制成的混合料在200 50(TC下预烧结1 5h ;③ 将步骤②的预烧结产物冷却至室温，研磨均匀；④ 将步骤③的研磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，刘军，梁小芳，廖秋荣，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]