一种白光ＬＥＤ用荧光粉的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种白光ＬＥＤ用荧光粉的制备方法，其工艺步骤为：按照化学通式Ｙ３－ｘ－ｙＡｌ５Ｏ１２：Ｃｅｘ，Ｌｎｙ（Ｌｎ＝Ｔｂ，Ｇｄ，Ｐｒ）（ｘ＝０．０１～０．２５，ｙ＝０．０１～０．２５）的摩尔比，配制成含有Ｙ、Ａｌ、Ｃｅ、Ｌｎ（Ｌｎ＝Ｔｂ，Ｇｄ，Ｐｒ）的混合金属盐溶液；将ＮＨ４ＨＣＯ３溶液与氨水溶液或尿素溶液混合作为复合沉淀剂；强力搅拌条件下，将混合金属盐溶液缓慢滴加到复合沉淀剂溶液中，得到白色沉淀；将沉淀物脱水、去离子水洗涤、恒温干燥、研磨、惰性气氛中煅烧后获得目标粉体。与现有技术高温固相烧结法相比，本发明专利技术不需要Ｈ２还原气氛，烧结温度低３００～６００℃，产量高，并且产物具有良好的光学性能，易于实现批量制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双稀土元素掺杂的钇铝石榴石类荧光粉，即YAG:Ce， Ln(Ln =Tb， Gd， Pr)的制备方法，具体地说涉及一种制备工艺简单，烧结温度低，发光性能良好的YAG:Ce， Ln(Ln = Tb， Gd， Pr)荧光粉的制备方法。
技术介绍
白光LED是一种新型的"绿色照明"固体光源，节能显著且具有寿命长、体积小、亮度高等优点，广泛用于工业、军事、医学和科研等方面，具有巨大的市场价值和社会效益。目前，白光LED主要是通过采用InGaN/GaN基蓝光芯片与掺铈的钇铝石榴石(YAG:Ce)荧光粉组合来实现的，但该荧光粉的发射光谱中红光强度不足，导致白光LED显色指数偏低。若再掺入合适的稀土离子，使荧光粉的发射光谱发生红移或增加红光发射峰，可提高白光LED的显色指数。 目前，YAG:Ce，Ln(Ln = Tb，Gd，Pr)荧光粉采用高温固相烧结法来制备。 一般用相应元素的氧化物(Y203， A1203， Ce02， Tb407， Gd203， Pr60n)作原料，加入助熔剂BaF2(或NaF)，!13803，在还原气氛(氢气)中通过高温烧结得到。在高温烧结过程中，采用还原气氛的目的是为了使掺杂在其中的四价铈、部分四价铽、部分四价镨分别被还原为三价铈、三价铽、三价镨。 然而，在所见报道的YAG:Ce， Ln(Ln = Tb， Gd， Pr)荧光粉的制备中，存在固体粉末原料混合不均匀、烧结温度偏高(150(TC)、需要还原气体(氢气)导致不安全因素等众多问题。 专利技术目的和内容 针对目前YAG:Ce， Ln(Ln = Tb， Gd， Pr)荧光粉的制备中存在的工艺复杂、烧结温度高、需要氢气还原气氛等问题，本专利技术的目的在于提供一种白光LED用荧光粉YAG: Ce，Ln(Ln = Tb， Gd， Pr)的液相制备方法，即采用复合沉淀剂制备该荧光粉的方法。该方法使用的原料不需要机械混合，烧结温度低，不需要氢气还原气氛，无危险，产量高，易于实现批量生产。 本专利技术的目的可以由以下技术方案实现。 本专利技术白光LED用荧光粉的制备方法采用如下工艺步骤 (1)混合金属盐溶液(M液)的制备 按照化学通式Y3—x—yAl5012:Cex，Lny(Ln = Tb， Gd， Pr) (x = 0. 01 0. 25， y = 0. 01 0. 25)的摩尔比，配制成含有Y、Al、Ce、Ln(Ln = Tb， Gd， Pr)的混合金属盐溶液。 (2)复合沉淀剂溶液(P液)的制备: 将NH4HC03溶液与NH3 *H20溶液按照摩尔比1 : 0. 1 10的比例混合作为复合沉淀剂；或者将NH4HC03溶液与尿素溶液按照摩尔比1 : 0. 1 10的比例混合作为复合沉淀剂。 (3)前驱体粉末的制备3 强力搅拌下，将M液缓慢加入到P液中，得到白色沉淀；将该沉淀物脱水、去离子水洗涤、恒温干燥、研磨后得到前驱体粉末。(4)前驱体粉末的烧结 将该前驱体粉末放入气氛炉中，采用惰性气氛保护进行烧结后，自然冷却至室温即可获得本专利技术荧光粉。 其中，所述的混合金属盐溶液为硝酸钇溶液、硝酸铝溶液、硝酸铈溶液、氯化铽溶液、硝酸钆溶液、硝酸镨溶液的混合溶液。所述前驱体粉末的制备中，沉淀物采用离心分离脱水后，用去离子水充分洗涤，直到检测无硝酸根离子和氯离子存在为止；所得沉淀物需在30 IO(TC恒温干燥1 10小时。所述前驱体粉末的烧结中，控制烧结温度为900 120(TC，保温时间为1 10小时；惰性气氛采用氮气或氩气。 具体来说 将 一 定量的Y (N03) 3 6H20， Al (N03) 3 9H20， Ce (N03) 3 6H20分别用去离子水溶解配制成一定浓度的溶液。化407用盐酸溶解并配制成一定浓度的化(:13溶液，GdA和Pr203粉末用稀硝酸溶解并配制成一定浓度的Gd(N03)3和Pr(N03)3溶液。按照化学通式Y3—x—yAl5012:Cex， Lny(Ln = Tb， Gd， Pr) (x = 0. 01 0. 25， y = 0. 01 0. 25)的摩尔比配制成含有Y、Al、Ce、Ln(Ln = Tb， Gd， Pr)的混合金属盐溶液。 将NH4HC03溶液与NH3 H20溶液或NH4HC03溶液与尿素溶液按照不同摩尔比比例(分别从i : o. i变化到i : io)混合作为复合沉淀剂。 在强力搅拌条件下，将制备的混合金属盐溶液缓慢滴加到复合沉淀剂溶液中。滴加完毕后，得到白色沉淀，静置30分钟自然沉降，然后倒掉上层清液，将沉淀物进行离心分离并用去离子水洗涤沉淀物3次。将所得沉淀物放入恒温干燥箱中在30 IO(TC下干燥1 10小时，干燥后取出前驱体并用研钵研磨得到前驱体粉末。 将前驱体粉末置于瓷舟中，放入气氛炉炉膛中，采用惰性气氛(氮气或氩气)保护，温度逐渐升温到900 120(TC，保温1 10小时后，自然冷却至室温获得目标粉体。 本专利技术与现有技术相比，具有以下技术优点 (1)本专利技术制备的YAG:Ce，Ln(Ln = Tb，Gd，Pr)荧光粉在460nm的蓝光激发下，发出的光适合白光LED用。 (2)采用不同混合比例的复合沉淀剂烧结得到的目标粉体不需要研磨。 (3)与现有技术高温固相烧结法相比，本专利技术不需要氢气还原气氛，烧结温度低300 600°C ，产量高，并且产物具有良好的光学性能，易于实现批量制备。附图说明 图1按本专利技术方法制备的YAG: Ce 图2按本专利技术方法制备的YAG: Ce 图3按本专利技术方法制备的YAG: Ce 图4按本专利技术方法制备的YAG: Ce 图5按本专利技术方法制备的YAG:Ce 图6按本专利技术方法制备的YAG: Ce 图7按本专利技术方法制备的YAG: Ce，Tb荧光粉的XRD图，Tb荧光粉的激发光谱，Tb荧光粉的发射光谱，Gd荧光粉的XRD图，Gd荧光粉的激发光谱，Gd荧光粉的发射光谱，Pr荧光粉的XRD图 图8按本专利技术方法制备的YAG:Ce， Pr荧光粉的激发光谱 图9按本专利技术方法制备的YAG:Ce， Pr荧光粉的发射光谱具体实施例方式实施例1 : (1)混合金属盐溶液的配制 按照化学通式Y3—x—yAl5012:Cex，Tby(X = 0. 06， y = 0. 03)的摩尔比配制成含有Y3+、 Al3+、 Ce3+、 Tb3+的混合金属盐溶液。 具体来说 在通风橱内，将0. 5608gTb407粉末放入烧杯中，然后向烧杯内加入21mL0. 5mol/L 的盐酸溶液，不断搅拌，直至完全反应，然后配制成lOOmL浓度为0. 03mol/L的TbCl3溶液。 将2. 229g Y(N03)3 *61120粉末、3. 752g Al (N03) 3 *冊20粉末、0. 052g Ce (N03) 3 *6H20 粉末放入烧杯中，再加入2. OmL 0. 03mol/L的TbCl3溶液，然后加入200mL去离子水，不断 搅拌使固体粉末溶解，得到混合金属盐溶液。 (2)复合沉淀剂溶液的制备将31.600g NH4HC03粉末用去离子水溶解后，配制成200mL 2mol/L的NH4HC03溶 液。取14ml浓氨水配制成lOOmL 2mol/L的NH3 H20溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白光ＬＥＤ用荧光粉的制备方法，其特征在于，该制备方法采用如下步骤：　　（１）混合金属盐溶液（Ｍ液）的制备：　　按照化学通式Ｙ↓［３－ｘ－ｙ］Ａｌ↓［５］Ｏ↓［１２］∶Ｃｅ↓［ｘ］，Ｌｎ↓［ｙ］（Ｌｎ＝Ｔｂ，Ｇｄ，Ｐｒ）（ｘ＝０．０１～０．２５，ｙ＝０．０１～０．２５）的摩尔比，配制成含有Ｙ、Ａｌ、Ｃｅ、Ｌｎ（Ｌｎ＝Ｔｂ，Ｇｄ，Ｐｒ）的混合金属盐溶液。　　（２）复合沉淀剂溶液（Ｐ液）的制备：　　将ＮＨ４ＨＣＯ↓［３］溶液与ＮＨ↓［３］.Ｈ↓［２］Ｏ溶液按照摩尔比１∶０．１～１０的比例混合作为复合沉淀剂；或者将ＮＨ↓［４］ＨＣＯ↓［３］溶液与尿素溶液按照摩尔比１∶０．１～１０的比例混合作为复合沉淀剂。　　（３）前驱体粉末的制备：　　强力搅拌下，将Ｍ液缓慢加入到Ｐ液中，得到白色沉淀；将该沉淀物脱水、去离子水洗涤、恒温干燥、研磨后得到前驱体粉末。　　（４）前驱体粉末的烧结：　　将该前驱体粉末放入气氛炉中，采用惰性气氛保护进行烧结后，自然冷却至室温即可获得本专利技术荧光粉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈克正，韩荣江，王莉，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]