專利名稱：一種二次激發(fā)型橙黃色熒光粉及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術領域，具體涉及ー種二次激發(fā)型橙黃色長余輝熒光粉及其制備方法。
背景技術：
長余輝發(fā)光材料是ー類重要的光-光轉(zhuǎn)換和節(jié)能材料。這類材料在エ農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事、消防和人們生活的許多方面得到廣泛應用。長余輝發(fā)光材料是ー種特殊的熱釋光材料，亦即在室溫下的熱釋發(fā)光材料。對于此類電子俘獲材料來說，其發(fā)光現(xiàn)象是由材料中的陷阱能級結(jié)構(gòu)所致。根據(jù)長余輝發(fā)光的一般機理，只要在基質(zhì)中造成一定密度的在室溫下可以通過熱擾動把存儲的能量釋放出來的陷阱能級，就可以產(chǎn)生長余輝發(fā)光。目前獲得實際應用的長余輝發(fā)光材料，主要是SrAl2O4: Eu2+，Dy3+綠光長余輝材料，Sr4Al14O25: Eu2+，Dy3+ 藍綠光長余輝材料，Sr2MgSi2O7: Eu2+，Dy3藍光長余輝材料，Y2O2S: Eu3+，Ln3+紅光長余輝材料，以及傳統(tǒng)的硫化物長余輝材料。因此，發(fā)展顏色更加豐富的長余輝發(fā)光材料，開發(fā)新型高性能長余輝發(fā)光材料十分有必要。目前，目前長余輝發(fā)光材料的合成方法主要有高溫固相法、化學共沉淀法、溶膠凝膠法、微波合成法、燃燒法、水熱(溶剤)合成法、微乳液法、噴霧熱解法、爆轟法等。其中高溫固相法是發(fā)光材料行業(yè)中傳統(tǒng)的也是目前最主要的制備方法，生產(chǎn)エ藝比較成熟。由于高溫固相法操作簡便、エ藝和制備設備簡單、成本低，エ業(yè)化生產(chǎn)仍以此法為主。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供ー種二次激發(fā)型的長余輝熒光粉及其制備方法。本發(fā)明采用固相化學反應法制備長余輝熒光粉CahAlp2xSiAjrtN3O4x:aEu2+，bD y3+，該方法操作簡便，熒光粉顆粒大，發(fā)光性能好。本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明所述的二次激發(fā)型熒光粉，組成為Cai-aAl1+2xSiAx_bN304x:aEu2+, bDy3+，其中 A 為 Mg、Sr、Zn、Ba 中的至少ー種；0〈x〈20 ；0<a<0. 8 ；0〈b〈0.5。該粉體的設計思路是存在兩個發(fā)光中心，其發(fā)光存在交互作用；外界入射光激發(fā)Eu2+發(fā)光，發(fā)射光再激發(fā)另一個發(fā)光中心發(fā)光，形成二次激發(fā)型發(fā)光；兩個發(fā)光中心的相對比例決定了發(fā)射光的顔色；Dy3+的濃度決定了二次激發(fā)型熒光粉的余輝時間。具體步驟如下(I)根據(jù)結(jié)構(gòu)式 Ca1^Allt2xSiVbN3O4xIaEu2+, bDy3+，按摩爾比分別稱取 Ca3N2' Al2O3'Si3N4、ACO3、Eu2O3 和 Dy2O3 ；(2)再分別稱取以上藥品總質(zhì)量O. 00Iwt0^lO. 0wt%的助熔劑，助熔劑為Η3Β03、BaF2、NaF中的至少ー種；(3)將原料和助熔劑通過研磨混合均勻，在還原性氣氛下1500°C 1900°C，煅燒時間為2 8h，即得目標產(chǎn)物。本發(fā)明中，所述還原性氣氛由氨氣提供，或使用氮/氫混合氣體。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點I、本發(fā)明制備熒光粉采用新的設計思路，與傳統(tǒng)的長余輝熒光粉相比，顔色更豐富，可發(fā)射黃色至紅色的熒光。2、本發(fā)明制備的熒光粉顆粒大，亮度高，結(jié)晶性和涂覆性能好，且具有良好的重現(xiàn)性。3、本發(fā)明所采用的制備方法簡單、易于操作、成本低。


圖I是本發(fā)明所提供的二次激發(fā)型的長余輝熒光粉的制備方法的エ藝流程圖；圖2 是本發(fā)明 Caa99Al3SiSra99N3O4 = O. OlEu2+, O. OlDy3+ 的 X 射線衍射譜圖；
圖3 是本發(fā)明 Caa99Al3SiSra99N3O4 = O. OlEu2+, O. OlDy3+ 的激發(fā)與發(fā)射光譜圖。
具體實施例方式實施例I根據(jù)結(jié)構(gòu)式Caa99Al3SiSra99N3O4:0. OlEu2+, O. OlDy3+ 分別稱取 Ca3N2 (A.R.) O. 33mol、Al2O3 (A. R.) 2. 5mol、Si3N4 (A. R.) 0. 333mol、SrCO3 (A. R. ) 0. 99mol、Eu2O3 (A.R.) 0. 005mol和Dy2O3 (A. R.) 0. 005mol，再分別稱取以上藥品總質(zhì)量5wt%的助熔劑BaF2 ;將上述稱取的原料混合均勻，然后在氨氣氣氛下，煅燒溫度為1700°C，煅燒時間為8h，即得目標產(chǎn)物。實施例2根據(jù)結(jié)構(gòu)式Ca0 9Al21SiBa9 9N3O4OiO. IEu2+, O. IDy3+ 分別稱取 Ca3N2(A. R. )0. 3mol、Al2O3 (A. R. ) 10. 5mol、Si3N4 (A. R.) 0. 333mol、BaCO3 (A. R. )9. 9mol、Eu2O3 (A. R. )0. 05mol 和Dy2O3 (A. R. )0. 05mol，再分別稱取以上藥品總質(zhì)量O. 3wt%的助熔劑BaF2和O. 5wt%的助熔劑NaF ;將上述稱取的原料混合均勻，然后在H2-N2 (體積比5:95)還原性氣氛下煅燒，煅燒溫度為1600°C，煅燒時間為6h，即得目標產(chǎn)物。實施例3根據(jù)結(jié)構(gòu)式Ca。./IuSiMgtl.Q25SrQ.Q25N30Q.2:0. 2Eu2+，O. 05Dy3+ 分別稱取 Ca3N2 (A.R.) O. 267mol、Al2O3 (A. R.) O. 55mol、Si3N4 (A. R.) 0. 333mol、SrCO3 (A. R.) 0. 025mol、MgCO3 (A.R. )0. 025mol、Eu2O3(A. R. )0. Imol 和 Dy2O3(A. R. )0. 025mol,再分別稱取以上藥品總質(zhì)量3wt%的助熔劑NaF ;將上述稱取的原料混合均勻，然后在H2-N2 (體積比10:90)還原性氣氛下煅燒，煅燒溫度為1800°C，煅燒時間為2h，即得目標產(chǎn)物。實施例4根據(jù)結(jié)構(gòu)式Caa 995Al2SiZnaiBaa2N3O2 = O. 005Eu2+，O. 2Dy3+ 分別稱取 Ca3N2 (A.R. ) O. 332mol、Al2O3 (A. R. ) Imol、Si3N4 (A. R. ) O. 333mol、ZnCO3 (A. R. ) 0. Imol、BaCO3 (A.R. )0. 2mol、Eu203 (A. R. )0. 0025mol 和 Dy2O3 (A. R. )0. Imol，再分別稱取以上藥品總質(zhì)量 lwt%的助熔劑H3BO3和lwt%的助熔劑BaF2 ;將上述稱取的原料混合均勻，然后在氨氣氣氛下煅燒，煅燒溫度為1500°C，煅燒時間為8h，即得目標產(chǎn)物。
權(quán)利要求
1.ー種二次激發(fā)型橙黃色熒光粉，其特征在于熒光粉的組成為CahAl1+2xSiAx_bN304x:aEu2+, bDy3+，其中 A 為 Mg,Sr,Zn,Ba 中的至少ー種；0〈x〈15 ；0<a<0. 8 ；0〈b〈0. 5。
2.如權(quán)利要求I所述熒光粉的設計思路，其特征在于存在兩個發(fā)光中心，其發(fā)光存在交互作用；外界入射光激發(fā)Eu2+發(fā)光，發(fā)射光再激發(fā)另一個發(fā)光中心發(fā)光，形成二次激發(fā)型發(fā)光；兩個發(fā)光中心的相對比例決定了發(fā)射光的顔色；Dy3+的濃度決定了二次激發(fā)型熒光粉的余輝時間。
3.如權(quán)利要求I所述熒光粉的制備方法，其特征在于該方法是使用高溫固相方法合成二次激發(fā)型的熒光粉，具體步驟如下 (1)根據(jù)結(jié)構(gòu)式CahAlp2xSiArtN3O4x:aEu2+，bDy3+，按摩爾比分別稱取 Ca3N2' Al2O3'Si3N4' A2CO3' Eu2O3 和 Dy2O3 ； (2)再分別稱取以上藥品總質(zhì)量O.001 Wt0^lO. O wt%的助熔劑，助熔劑為H3B03、BaF2、NaF中的至少ー種； (3)將原料和助熔劑通過研磨混合均勻，在還原性氣氛下1500で 1900で，煅燒時間為疒8 h，即得目標產(chǎn)物。
4.如權(quán)利要求3所述的熒光粉的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述還原性氣氛由氨氣提供，或使用氮/氫混合氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二次激發(fā)型橙黃色熒光粉及其制備方法，屬于發(fā)光材料技術領域。熒光粉的組成為Ca1-aAl1+2xSiAx-bN3O4x:aEu2+,bDy3+，其中A為Mg、Sr、Zn、Ba中的至少一種；0<x<15；0<a<0.8；0<b<0.5。該熒光粉設計思路為存在兩個發(fā)光中心，其發(fā)光存在交互作用；外界入射光激發(fā)Eu2+發(fā)光，發(fā)射光再激發(fā)另一個發(fā)光中心發(fā)光，形成二次激發(fā)型發(fā)光；兩個發(fā)光中心的相對比例決定了發(fā)射光的顏色；Dy3+的濃度決定了二次激發(fā)型熒光粉的余輝時間。所涉及的制備方法為按結(jié)構(gòu)式各元素的計量比稱取各種原料，加入助熔劑經(jīng)球磨混勻后，置還原性氣氛下煅燒，產(chǎn)物經(jīng)破碎篩分得到所需的熒光粉。該二次激發(fā)型熒光粉可發(fā)出橙色至紅色的熒光，余輝時間可達8-12小時。
文檔編號C09K11/64GK102719246SQ20121020923
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者張進, 彭玲玲, 曹仕秀, 朱達川, 涂銘旌, 韓濤 申請人:四川大學, 重慶文理學院