一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硅酸盐绿色荧光粉，其组成式为：SrxBa(2-x-y-z)EuyMzSipO(2+2p)，式中，0.8≤X≤1.2，0.04≤Y≤0.1，0≤Z≤0.1,0.8≤P≤1，M为Pr、Ce、Tb、Sm中的至少一种。本发明专利技术还提供了一种硅酸盐绿色荧光粉的制备方法，该方法是针对高温固相反应法的不足，采用共沉淀方法制备硅酸盐绿色荧光粉。本方法通过改变共沉淀条件及添加经筛选的不同的掺杂元素、分散剂和有机溶剂，得到一种晶型晶貌好，接近类球形，粒径分布均匀且可控的绿色荧光粉，该荧光粉能有效防止产物粒子团聚，分散性好，有利于提高发光中心稀土离子均匀分布的浓度，提高荧光粉的发光性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于稀土发光材料领域，涉及。
技术介绍
与传统照明光源相比，LED具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长、响应速度快、 环保、可平面封装易开发成轻薄短小产品等优点，是被业界看好在未来10年内，成为替代 传统照明器具的一大潜力商品。按现有技术，制备白光LED主要有三种方法，第一种是直 接由红、绿、蓝三种LED芯片组装成白光LED，第二种是蓝光LED芯片上涂敷能被蓝光高效 激发并发射黄光的荧光粉，由蓝光和黄光混合成白光，第三种是紫光或紫外LED芯片上涂 敷三基色荧光粉或宽带的蓝绿色和橙红色两组份荧光粉，或多组份荧光粉混合成白光。以 GaN蓝光LED和Y3Al5O12 Ce3+ (YAG Ce)发射黄光荧光粉作为光转换材料实现白光的技术方 案已成为白光LED的主流，并且日益受到世界各国研究人员的关注。但是由于缺少红色成 分，导致发发光效率和显色性较差，为此研究人员通过向YAG:Ce中添加红粉以达到提升指 数的目的。但是在实现显色指数高达90以上目标时，仅靠现有的黄粉加红粉的组合则无能 为力。基于色度学方面的研究，这主要是由于在绿光波段的强度较弱，因此，研究出制备一 种高效绿色荧光粉的方法对于白光LED技术的发展非常重要。以二价铕作为激活剂的硅酸盐绿色荧光粉可以实现高效绿光发射。它的制备一般 采用高温固相反应法，但这种方法所制得的产品的亮度不够高、温度猝灭特性不够好、晶形 晶貌不接近于形、粒径分布不够集中且料度难控制。
技术实现思路
本专利技术针对高温固相反应法的不足，采用共沉淀方法制备得到一种硅酸盐绿色荧 光粉。本方法通过改变共沉淀条件，及添加经筛选的不同的掺杂元素、分散剂和有机溶剂， 得到一种晶型晶貌好，接近类球形，粒径分布均勻且可控的绿色荧光粉，该荧光粉能有效防 止产物粒子团聚，分散性好，有利于提高发光中心稀土离子均勻分布的浓度，提高发光性 能。本专利技术所采用的技术方案如下一种硅酸盐绿色荧光粉，其组成式为:SrxBa(2_x丁z)EuyMzSip0(2+2p)，式中， 0. 8 彡 X 彡 1. 2,0. 04 彡 Y 彡 0. 1，0 彡 Z 彡 0. 1,0. 8 彡 P 彡 1，M 为 Pr、Ce、Tb、Sm 中的至少一种。一种硅酸盐绿色荧光粉的制备方法，包括以下步骤1)按化学式SrxBa(2_x_y_z)EuyMzSip0(2+2p)的化学计量比称取金属原料，其中 0. 8 彡 X 彡 1. 2,0. 04 彡 Y 彡 0. 1，0 彡 Z 彡 0. 1,0. 8 彡 P 彡 1，M 为 Pr、Ce、Tb、Sm 中的至少 一种；2)将金属原料溶解于硝酸或盐酸中，得到金属盐溶液；3)将沉淀剂加入金属盐溶液中，加入分散剂，搅拌至反应完全，过滤，烘干，加热分解，得到金属碳酸盐 沉淀物，此过程通过加入氨水保持沉淀体的PH值为7 8 ；4)将金属碳酸盐沉淀物与硅源、助剂混合，加入有机溶液，球磨均勻，得到混合悬浊液；5)分离混合悬浊液的固体组分，烘干，混合均勻，得到前驱体；6)将前驱体置于还原气氛内，1150 1350°C保温还原3 5小时，洗涤干净，得到成品。优选的，步骤1)所述金属原料的纯度为99. 9%以上。优选的，步骤2)所述金属盐溶液中金属离子浓度为2 2. 5mol/L。优选的，步骤幻所述沉淀剂为碳酸氢铵或碳酸铵溶液，浓度为2 2. 5mol/L。优选的，步骤3)所述分散剂为乙醇或丙酮。优选的，步骤4)所述助剂为氟化钡、氟化铵中的至少一种，添加量为金属碳酸盐沉淀物与硅源总质量的0. 5% 3%。优选的，步骤4)所述有机溶剂为乙醇、丙酮、乙醚中的至少一种。优选的，步骤6)所述还原气氛为N2和H2的混合气体，其中H2占总体积的5 75%。本专利技术具有以下有益效果(1)本专利技术所得硅酸盐绿色荧光粉分散性好，晶型晶貌好，接近类球形；(2)粒径分布均勻，有效防止产物粒子形成团聚，制备所得的产品中心粒径在 12 16 μ m ；(3)有利于提高发光中心稀土离子均勻分布的浓度，提高发光性能；(4)在共沉淀过程中，控制反应的条件，包括溶液的温度、滴加的速度、搅拌的速度以及PH值等，可以控制沉淀物粒度，从而达到控制荧光粉中心粒径在12 16μπι。附图说明图1 是本专利技术对比例 l(Sr0.97Ba0.97Si04:Eu0.06)与实施例 1 (Sr0.8BaL16Si04:Eu0.04) 的发射光谱图。从图中可以看出，实施例1所得样品的发射主峰为510nm左右，相对强度为 115. 6%。图2是本专利技术实施例Z(Sra97Biia97SiO4 = Euaci6)的激发光谱图和发射光谱图。从图中可以看出，实施例2所得样品的激发波长范围宽300 500nm，发射主峰为520nm左右。图3 是本专利技术对比例 1 (Sr。.97B￡i。.97Si04:Eu。.。6)与实施例 2 (Sr。.97B￡i。.97Si04:Eu0.06) 的发射光谱图。从图中可以看出，实施例2所得样品的发射强度比对比例1所得样品的发射强度强22%。图4是本专利技术实施例2 (Sr0.97Ba0.97Si04 Eu0. Q6)的X射线衍射分析(XRD)图。由图中可以看出，实施例2所得样品Sra 97Ba0.97Si04 Eu0.06的衍射角因为钡取代锶的格位而发生偏移，与Sr2SiO4有明显区别。图5 是本专利技术对比例 1 (Sr0.97Ba0.97Si04:Eu0.06)与实施例 7 (SiY2BEia7SiO4 = Euai)的发射光谱图。从图中可以看出，实施例7所得样品的发射强度比对比例1所得样品的发射强度强21.4%。图6 是本专利技术实施例 Z(Sra97BEia97SiO4 = Euaci6)与实施例 3 (Sra 969Biia 969Pracici2SiO4:Eu0.06)的发射光谱图。从图中可看出，当掺杂ft"时，样品发射强度增大。图7 是本专利技术实施例 Z(Sra97BEia97SiO4 = Euaci6)与实施例 4 (Sra 9625BEta 9625CeacilSiO4: Euatl6)的发射光谱图。从图中可看出，当掺杂Ce时，样品发射强度增大。图8 是本专利技术实施例 2(Sr。.97B￡i。.97Si04:Eu。.。6)与实施例 5 (Sr。.955B￡i。.955Tb。.。2Si04:E Uatl6)的发射光谱图。从图中可看出，当掺杂Tb时，样品发射强度增大。图9 是本专利技术实施例 2 (Sr。.97B￡i。. 97SiO4: Eua06)与实施例 6 (Sra 895Biia 895Sma 如04: E %06)的发射光谱图。从图中可看出，当掺杂Sm时，样品发射强度增大。图10是本专利技术实施例2的粒度分布图。由图中可以看出，实施例2所得样品粒度分布集中。图11 本专利技术实施例 2 (Sr0.97Ba0.97Si04 Eu0.06)与对比例 1 (Sr。. 97Ba0.97Si04 Eu0.06)的晶形晶貌对比，由图可以看出实施例2所得样品的晶形晶貌比对比例1好，且接近类球形。具体实施例方式一种硅酸盐绿色荧光粉，其组成式为:SrxBa(2_x丁z)EuyMzSip0(2+2p)，式中， 0. 8 彡 X 彡 1. 2本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种硅酸盐绿色荧光粉，其组成式为：ＳｒｘＢａ（２－ｘ－ｙ－ｚ）ＥｕｙＭｚＳｉｐＯ（２＋２ｐ），式中，０．８≤Ｘ≤１．２，０．０４≤Ｙ≤０．１，０≤Ｚ≤０．１，０．８≤Ｐ≤１，Ｍ为Ｐｒ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｍ中的至少一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯荣标，陈伟，万国江，
申请(专利权)人：江门市科恒实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：44