本发明专利技术涉及一种适合蓝光激发发黄光的硅酸盐荧光粉及其制备方法。硅酸盐黄色荧光粉的化学表达式为：La4-xCa(SiO4)3O：xCe3+，式中，x=0.001~0.10。其制备方法是将表达式中元素的碳酸盐、氧化物等原料的混合物，并加入助熔剂，研磨并混合均匀后，在还原气氛中，1200~1300℃烧结3~7小时，得到一种发光二极管用黄色荧光粉，在420~480nm的蓝光激发下，发射峰值范围在550~560nm的黄色荧光粉。该荧光粉分散性好、颗粒度均匀、发光强度高、化学稳定性好。其激发带与蓝光氮化镓LED的发射峰重叠。能够有效被激发，可以制备出高亮度的白光LED。
Blue light excited yellow fluorescent powder and preparation method thereof
The invention relates to a silicate fluorescent powder suitable for blue light excitation and yellow light emitting and a preparation method thereof. The chemical expression of silicate yellow phosphor is: La4-xCa (SiO4) 3O:xCe3+, x=0.001~0.10 in formula. The preparation method is a mixture of expression elements in carbonate, oxide and other raw materials, and adding fluxing agent, grinding and mixing, in reducing atmosphere, sintering at the temperature of 1200~1300 DEG C for 3~7 hours, with yellow fluorescent powder to a light emitting diode at 420~480nm excitation, the emission peak in the range of yellow phosphor 550~560nm. The fluorescent powder has good dispersivity, uniform particle size, high luminous intensity and good chemical stability. The excitation band overlaps with the emission peak of blue light gallium nitride LED. The white light LED with high brightness can be prepared by being excited.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种硅酸盐黄色荧光粉的制备方法；特别涉及一种适合蓝光激发发黄光的荧光粉及其制备方法。
技术介绍
白光LED是一种将电能转换为白光的固态半导体器件，又称半导体照明，具有效率高、体积小、寿命长、安全、低电压、节能、环保等诸多优点，被人们看成是继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯之后第四代照明光源，是未来照明市场上的主流产品。目前实现白光LED普遍采用的是在蓝光LED芯片上涂覆高效的可被蓝光激发而发射黄光的荧光粉，其原理是蓝光LED激发荧光材料产生与蓝光互补的黄光，在利用透镜原理将蓝光、黄光予以混合，使人眼产生白光的视觉。目前此种荧光粉主要是由铈激活的YAG 钇铝石榴石，其化学式为Y3Al5O12 =Ce3+ (美国专利5，998，925和欧洲专利862，794)，激发光谱在46(T470nm附近，能有效吸收氮化镓GaN发光二极管的蓝光，石榴石结构的荧光粉有化学性质稳定、亮度高、寿命长及发光效率高等特定。这种荧光粉制作的白光LED具有很高的流明效率，但是由于其发射光谱的红光成分较小而使其显色指数偏低。近年来，一些其它体系的黄色荧光粉被开发。以Eu2+激活的碱土金属氮氧化物和硅酸盐荧光粉，如 Ca-α-SiAlON (Rong-Jun Xie, Naoto Hirosaki, Ken Sakuma, Yoshinobu Yamamoto, and Mamoru Mitomo, App1. Phys. Lett. 84，5404 (2004)), CaSi2O2N2CY. Q. Li, A. C. A. Delsing, G. de With, and H. T. Hintzen, Chem. Mater. 17，3242 Q005))，和 Sr2SiO4 (J. K. Park, M. A. Lim, C. H. Kim, H. D. Park, J. T. Park, and S. Y. Choi, App 1. Phys. Lett. 82，683(2003))。在这些报道的黄色荧光粉中，氮氧化物荧光粉Ca- α -SiAlON =Eu2+和CaSi2O讽=Eu2+ 一般需要高温高压条件， 合成条件要求较高，硅酸盐荧光粉Sr2SiO4=Eu2+最佳激发峰在紫光区域，制作的白光LED 的流明效率较低。以Ce3+激活的铝酸盐和硅酸盐荧光粉，如LaSr2AlO5 (M. P. Saradhi and U. V. Varadaraju, Chem. Mater. 18，5267 (2006)) , Sr3SiO5 (H. S. Jang and D. Y. Jeo, App 1. Phys. Lett. 90，041906 (2007))禾口(Ca3_xLux) 6c2_zMgz) Si3012+s (申请号200910066988. 0)，铝酸盐荧光粉LaSr2AlO5 =Ce3+需要较高的合成温度，硅酸盐荧光粉 Sr3SiO5 :Ce3+，Li+最佳激发峰在紫光区域，(Ca3_xLux) (Sc2_zMgz) Si3O12+s :Ce3+中使用了价格较为昂贵的^2O3。Ce3+是三价稀土离子中室温下可产生d — f跃迁宽带发射的激活离子，其5d电子由于不受^25沪电子屏蔽，径向波函数向空间延展，在基质配位场作用下便产生强烈扰动， 从而影响5d带的光谱特性。因此Ce3+在不同的基质材料中，能产生从紫外到红光区域的发射，一般是所处晶体场强度强，基质化合物共价性强，其发射波长较短。Ce3+掺杂的Y3Al5O12 及其某些铝酸盐、硅酸盐等具有这一特性。相对Eu2+而言，Ce3+的发射带更宽，用于白光LED 荧光粉，更适合单基色白光LED。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是其蓝光激发的硅酸盐黄色荧光粉具有如下化学表示式L&4 -xCa(SiO4) 30 xCe3+ 式中:χ为0. 001 0. 10。本专利技术的硅酸盐黄色荧光粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤按化学式I^4_xCa (SiO4)3O =XCe3+的化学计量比称取相应的原料，所述原料分别为氧化镧、碳酸钙、二氧化硅和氧化铈，其中χ为0. 001 0. 10 ；后加入助熔剂研磨混勻得到混合物；将该混合物装入坩埚，在高温炉内于还原气氛和1200 1300°C条件下烧结3 7小时， 后冷却到室温得到所述硅酸盐黄色荧光粉。进一步地，本专利技术所述助熔剂为氟化钠，所述氟化钠的质量与所有所述原料的总质量的比为0.01 10 :100ο进一步地，本专利技术所述还原气氛为氮氢混合气或CO气氛。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是(1)本专利技术的荧光粉以硅酸盐为基质材料，硅酸盐荧光粉具有良好的化学稳定性和热稳定性，而且高纯二氧化硅原料价廉、易得，焙烧温度比铝酸盐体系(如=Y3Al5O12 :Ce3+)和氮氧化物体系(Ca-α -SiAlON :Eu2+和CaSi2OJ2 :Eu2+)低等特点。相比其他硅酸盐黄色荧光粉 ⑶口(Ca3_xLux) (Sc2_zMgz) Si3O12+s :Ce3+)，本专利技术避免了使用价格较为昂贵的^2O3和Lu2O3等稀土氧化物。(2)本专利技术以Ce3+为激活剂制备了一种黄色荧光粉，相比Eu2+激活的黄色荧光粉， Ce3+的发射带更宽，用于白光LED荧光粉，更适合单基色白光LED;此外该荧光粉的激发带和氮化镓GaN发光二极管的发射峰重叠较好，能够有效被氮化镓二极管激发产生黄光发射。(3)本专利技术在原料中加入适量的助熔剂，降低了粉体的烧结温度，避免由于煅烧温度高而从反应器引入杂质，尤其是加入氟化钠作为助熔剂后，合成的粉体颗粒度在3 10μπι 之间，颗粒度均勻，具有很好的分散性，不经过球磨等后续工艺即可使用。附图说明图1是本专利技术实施例1制备的荧光粉体X射线粉末衍射(XRD)图。图2是本专利技术实施例1制备的荧光粉体扫描电镜(SEM)图。图3是本专利技术实施例1制备的荧光粉体激发和发射光谱，激发光谱的监控波长为 550nm，发射光谱的激发波长为465nm。图4是本专利技术实施例4制备的荧光粉体X射线粉末衍射(XRD)图。图5是本专利技术实施例4制备的荧光粉体扫描电镜(SEM)图。图6是本专利技术实施例5制备的荧光粉体X射线粉末衍射(XRD)图。图7是本专利技术实施例5制备的荧光粉体扫描电镜(SEM)图。图8是本专利技术实施例6制备的荧光粉体X射线粉末衍射(XRD)图。图9是本专利技术实施例6制备的荧光粉体扫描电镜(SEM)图。具体实施例方式实施例1 按照 La195Ca(SiO4) 30 0. 05Ce3+ 称取 La2O3 6. 9020g, CaCO3 1. 0725g, SiO2 1.9931g,和CeO2 0. 0923g，加入0. Olg NaF，充分研磨混合均勻后，放置刚玉坩埚中， 再放入高温炉中于CO气氛下在1200°C焙烧5小时，后冷却到室温，得到适合蓝光激发的黄色荧光粉。如图1所示，X射线粉末衍射(XRD)图显示产物的d值和相对强度变化趋势与 La4Ca(SiO4)3标准卡片一致，表明本实施例合成的荧光粉粉体纯度较高。由图2可知，本实施例合成的荧光粉的颗粒大小为;TlO μ m，颗粒度均勻，具有很好的分散性。如本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种蓝光激发的硅酸盐黄色荧光粉，其特征在于，该荧光粉具有如下化学表示式：Ｌａ４ －ｘＣａ（ＳｉＯ４）３Ｏ：ｘＣｅ３＋式中：ｘ为０．００１～０．１０。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓德刚，徐时清，华有杰，王焕平，黄立辉，赵士龙，夹国华，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：86
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。