本发明专利技术提供了一系列铕激活的硅基氮氧化物绿色荧光粉及其制备方法，其化学分子式为M1-xSiyOzN((2/3)x+(4/3)y-(2/3)z):xEu2+，其中M元素为Mg,?Ca,?Sr,?Ba等碱土金属元素，0.7?≤?x?≤?1.3，2.7?≤?y?≤?2.3，3.7?≤?z?≤?4.3，铕离子掺杂的浓度范围为0.02?≤?x?≤?0.12。此系列荧光粉的制备工艺简单，反应条件温和，在近紫外光、蓝光激发下发强的绿光，热稳定性好，荧光强度高，是一种优良的白光LED绿色荧光粉材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到稀土发光材料和固态照明
，尤其是涉及一种硅基氮氧化物绿色荧光粉及其制备方法。
技术介绍
白光LED作为一种新型的固态光源，与传统的白炽灯和荧光灯等光源相比，它具有环保、节能、高效、响应快等优点，被誉为继白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯三大光源之后的第四代绿色光源。在LED光源中，荧光粉的性能决定了 LED的发光效率、显色指数、色温及使用寿命等技术指标，因此，荧光粉在白光LED中具有举足轻重的地位，受到广泛关注。目前，实现白光LED的主要途径为荧光粉转换法，该方法是通过将一块半导体芯片与荧光粉组合，利用半导体芯片发出的短波长的光作为荧光粉的激发光源，激发涂敷在 芯片上的荧光粉，荧光粉将其吸收的光能量全部或部分转化为可见光，并与芯片的发射光组合实现白光，这种方法通常写成pc-LED (phosphor-convered light emtting diode)。根据使用的芯片不同又可将荧光粉转换法分为两类，一类是蓝光芯片激发型以蓝光LED芯片为激发光源，激发发射出黄光的荧光粉，黄光与部分没有被吸收的蓝光组合得到白光，如现在最常用的蓝光芯片激发YAG:Ce3+黄色荧光粉实现白光，或者用蓝光芯片激发绿色和红色荧光粉，未被吸收的蓝光与绿粉和红粉组合实现白光，但蓝光芯片激发黄色荧光粉实现白光LED缺少红光部分，不易实现低色温，显色指数偏低。另一类是紫光或紫外光芯片激发型用紫光/紫外光LED激发三基色(红、绿、蓝)荧光粉，组合实现白光。如以Y2O2S = Eu3+作为红粉，Ba2Si3O8IEu2+作为蓝粉，BaMgSiO4IEu2+作为绿粉，在紫外芯片激发下可实现白光LED。目前用于实现白光LED的RGB三基色荧光粉当中绿色荧光粉比较缺乏，发光效率不理本巨o近年来，氮化物及氮氧化物荧光粉逐渐成为了发光材料领域的研究热点。氮化物/氮氧化物荧光粉的主要结构是基于交联的Si3N4四面体网络，由于具有大的晶体场劈裂能和电子云扩散效应，能够有效的降低掺杂稀土离子的5d电子能态，因此，氮化物/氮氧化物荧光粉具有从紫外到可见光区的宽带激发带，通过改变硅基氮化物/氮氧化物荧光粉的化学组成，可以实现蓝、绿、红、黄的全波长发射，并且稳定性远远好于其他体系的荧光粉。氮化物荧光粉的合成条件比较苛刻，合成成本较高。相对于氮化物荧光粉，氮氧化物荧光粉的合成条件相对温和，因此，对氮氧化物绿色荧光粉的研究具有重要科学意义和应用价值。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种温和的氮氧化物荧光粉制备方法，该绿色荧光粉的合成条件简单、发光效率高、稳定性好、具有宽的激发和发射波段。本专利技术的目的通过以下技术方案实现—种硅基氮氧化物为基质的荧光材料，所述荧光材料的化学结构式为MhSiyOzN((2/3)x+(4/3)y_(2/3)z):xEu2+，其中 M 元素为 Mg, Ca, Sr, Ba 等碱土金属元素，0.02 ^ X ^ 0. 20,2. 7 ^ y ^ 2. 3,3. 7 ^ z ^ 4. 3。所述材料可掺入Mn2+、Ce3+、Bi3+、Gd3+或Tb3+中的一种或多种离子，调节激发光谱和发射光谱。一种硅基氮氧化物绿色荧光粉的制备方法包括以下步骤1.原始反应物为碱土金属的原料可以使用氮化物M3N2、碱土氧化物MO、碱土碳酸盐MCO3、碱土草酸盐MC2O4或者碱土氢氧化物M(OH)2以及氟化物MF2、氯化物MCl2等。而硅源可以使用Si02、Si3N4, Si (NH)2, SiF4等原料。 2.根据材料的化学组成，按化学计量比称取，例如以MCO3 (99. 99%)、SiO2 (99. 5%)、Si3N4 (99. 9%)、Eu2O3 (99. 99%)为原料，配料时按下述反应式进行(2-2x)MC03+Si3N4+3Si02+xEu203+xH2 — SM1-XEuxSi3O4NJdx) CO2 t +xH20 个3.通过高温固相合成法制备掺铕的硅基氮氧化物荧光粉。高温固相合成法的具体步骤如下将称取好的反应原料倒入研钵中，充分研磨至混合均匀，干燥后转入高温坩埚 中，放入高温管式炉中，通入5%H2/95%N2的还原性气氛，在常压下升温加热后再降温，待冷却至室温后取出；取出的样品经研磨，得到掺铕的硅基氮氧化物绿色荧光粉。4.上述步骤中，所述的高温管式炉的加热程序是以5°C /mirTl(TC /min的升温速度升至1300°C 1500°C，在此温度下保温2-8小时，气氛流量为100 ml/min，然后以5°C /miiT8°C /min降温速度降温至250°C，再自然冷却至室温。5.本专利技术的硅基氮氧化物荧光材料可用作白光LED的绿色荧光粉材料。本专利技术具有如下特点本专利技术采用高温固相合成法制备获得了一系列结晶度好的纯相掺铕硅基氮氧化物荧光粉。图1显示了其中Baa94Si3O4N2 = O. 06Eu2+绿色荧光粉的XRD衍射图谱；其具有很宽的发射带，其发射波长在480 nm 600 nm范围内，其发射峰处于525 nm附近，发光强度高，显色性好，图2显示了其在365 nm激发下的发射光谱。其也具有很宽的激发带，其激发波长在270 nm 500 nm范围内，最强激发峰位于365nm附近，在蓝光465 nm附近区域有很强的激发峰，与LED蓝光、紫外光芯片的发射峰吻合，因此Baa94Si3O4N2 = O. 06Eu2+荧光粉能很好匹配LED芯片。本专利技术提供了一种硅基氮氧化物绿色荧光粉的制备方法，其工艺简单、条件温和、生产成本较低。附图说明图1本专利技术实例2中Baa94Si3O4N2 = O. 06Eu2+绿色荧光粉的XRD衍射图谱，表明其物相纯度高。图2本专利技术实例2中Baa94Si3O4N2 = O. 06Eu2+绿色荧光粉的激发光谱U em = 525nm)和发射光谱(入ex = 365 nm),发射强的绿光。具体实施例方式实例I按化学式Baa98Eua02Si3O4N2的化学计量配比，准确称取BaCO3(99. 99%)、SiO2 (99. 5%)、Si3N4 (99. 9%)、Eu2O3 (99. 99%)原料，配料时按下述反应式进行1. 96BaC03+Si3N4+3Si02+0 . 02Eu203+0. 02H2 — 2Ba0 98Eu0 02Si304N2+l. 96CO2 t +0. 02H20 f将上述称取好的原料在玛瑙研钵中，加入适量酒精，研磨30 min左右直至混合均匀，之后，放入干燥箱中80°C干燥4 h，然后装入BN坩埚中，放入高温管式炉中加热，以50C /min的升温速度升至1300°C，在此温度下保温灼烧6小时，再降温至室温后取出样品。将取出的样品再次在玛瑙研钵中研磨成细度均匀的粉末，获得掺铕的硅基氮氧化物Baa98Euatl2Si3O4N2 绿色荧光粉。实例2按化学式Baa94Eua06Si3O4N2的化学计量配比，准确称取BaCO3(99. 99%)、SiO2(99. 5%)、Si3N4(99. 9%)、Eu2O3(99. 99%)原料，配料时采用实例I类似的反应式进行。将上述称取好的原料在玛瑙研钵中，加入适量的酒精后，研磨30 min左右直至混合均匀，之后，放入干燥箱中80°C干燥4 h，然后装本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以硅基氮氧化物为基质的绿色荧光粉，其化学式为：M1?xSiyOzN((2/3)x+(4/3)y?(2/3)z):xEu2+，其中M元素为Mg、Ca、Sr或Ba中的一种或多种，0.02?≤?x?≤?0.20，2.7?≤?y?≤?2.3，3.7?≤?z?≤?4.3，铕离子掺杂的浓度范围为x。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周有福，黄得财，许文涛，洪茂椿，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
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。