[發明專利]非稀土離子激活的藍色熒光粉及其制備方法

有效

• 申請號: 201410194319.2
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN103937498A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 田曉東;董國義;劉玉峰;楊敬偉
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: C09K11/78
• 分類號: C09K11/78
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 蘇艷肅

技術領域

本發明涉及熒光粉及其制備方法，具體地說是一種非稀土離子激活的發藍光的熒光粉及其制備方法。

背景技術

熒光粉，也被稱為夜光粉，是一種在紫外線、可見輻射和電場作用下引起發光的物質，其具有多種顏色，可廣泛應用于日光燈、節能燈、LED燈、顯示屏、儀表以及應急指示牌等多個領域。目前，人們使用的發藍光的熒光粉的制備方法主要有以下幾種：1、用Eu²⁺、Ce³⁺稀土離子激活硫化物制備的BaMgAl₁₀O₁₇熒光粉；2、用Eu²⁺或Ce³⁺激活的硅酸鹽制備的熒光粉；3、用Eu²⁺激活磷酸鹽制備的熒光粉。但是，這些熒光粉均使用貴重稀土離子激活劑激活基質達到稀土能級躍遷而實現發光的，故稀土資源消耗較大，成本較高；而且稀土離子在基質中存在濃度淬滅現象及能量傳遞問題，因此稀土離子配比要求嚴格，制備工藝比較復雜，工業生產中操作穩定性較差。因此，不含稀土離子激活劑的藍色熒光粉是目前行業內積極探索的課題。

發明內容

本發明的目的就是提供一種非稀土離子激活的藍色熒光粉及其制備方法，以解決現有藍色熒光粉依靠稀土資源，材料成本高、制備工藝復雜，生產控制性差的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種非稀土離子激活的藍色熒光粉，其特征在于，該熒光粉為高溫固相反應生成的固溶體，其是由以下摩爾比的物質組成：

物質A????????0.5-2

Y₂O_{3????????????????}1

物質B?????????0.1-10

其中物質A為Sr²⁺的碳酸鹽、氧化物中的一種或兩種任意比例的混合物，物質B為Zn²⁺的碳酸鹽、氧化物中的一種或兩種任意比例的混合物，當為混合物時，陽離子按等價替代，其摩爾份數總和按化學計量比保持不變。

本發明所述固溶體中物質A、Y₂O₃、物質B的摩爾比為1-2?:?1?:?1，在此優選條件下，制備的熒光粉其發藍光更為明亮。

本發明所述藍色的制備方法為：將所述物質A、Y₂O₃和物質B混合，在900-1350℃的高溫及弱還原氣氛中反應1-5小時即可。

本發明所述物質A為SrCO₃、SrO或兩者任意比例的混合物；所述物質B為ZnO、ZnCO₃或兩者任意比例的混合物。

本發明所述高溫固相反應的優選溫度為1250-1350℃，其意義在于在優選溫度條件下制備的熒光粉在保證發光性能的前提下，節約制備能耗，使用時也便于研磨。

本發明中所述弱還原氣氛是指在碳粒包埋或H₂、N₂混合形成的弱還原氣氛。此外，該弱還原氣氛還包括本領域內普通技術人員可以想到的其他常規還原氣氛，如CO、NH₃在一定溫度下提供的還原氣氛。

本發明通過選擇適宜的非稀土原料、獨特的配方比例，在弱還原氣氛下利用氧化鋅、碳酸鋅或二者混合物激活SrY₂O₄，制備了在紫外250-320nm激發下發出明亮藍光的熒光粉。該制備方法擺脫了傳統藍色熒光材料必須依賴稀土離子激活才能發光的困境，減小稀土資源的消耗，簡化了加工工藝，降低了原材料成本，而且通過實現證明，本發明制備的熒光粉發光性能良好，亮度高，重復性好，易操作控制，環境友好，易于工業化生產及推廣應用。

附圖說明

圖1是本發明實施例1制備的熒光粉樣品的X射線衍射圖，經和PDF#74-0264標準卡比對，說明本發明成功制備了晶體構型為SrY₂O₄的熒光粉。

圖2是本發明實施例1所制備的熒光粉的激發和發射光譜圖，可見激發主峰在272nm，發射峰在470nm。

圖3是本發明實施例1所制備的熒光粉樣品在紫外激發下的發光及色坐標圖，在紫外250-320nm激發下，發出明亮的藍光，色坐標為（0.182,0.238），色溫11500K。

具體實施方式

下面實施例用于進一步詳細說明本發明，但不以任何形式限制本發明。

實施例1