[發明專利]一種常壓低能耗制備氮化物紅色熒光粉的方法

有效

• 申請號: 201510056412.1
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN104726095B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 張梅;揚澤鑫;李錦堂;李東;陳水金;吳曉瑩;何鑫;陳葉青;曾慶光
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 江側燕

技術領域

本發明涉及稀土發光材料領域，尤其是一種氮化物紅色熒光粉的常壓低能耗制備方法，該熒光粉可用于白光LED照明、背光源和植物生長燈領域。

背景技術

隨著LED產業的迅速發展，固態照明領域對熒光粉的要求也越來越高，要求熒光粉具有優良的發光特性，如亮度高，顯色性好。由于YAG熒光粉缺乏紅光的成分，成燈后顯色指數不高，往往需要通過添加長波段的紅色熒光粉來提高其顯色指數，從而得到低色溫白光LED產品。目前市場上長波段的熒光粉主要分硫化物，氮化物，硅酸鹽三類。硫化物紅色熒光粉不穩定，污染較大，能產生很強的臭味，且易腐蝕支架，現逐漸被淘汰。而硅酸鹽橙紅色熒光粉堿性強，化學和物理性質也不夠穩定。氮化物紅色熒光粉穩定性非常優異，逐漸成為主流產品，但其制造成本高難以廣泛使用。

到目前為止，氮化物主要采用高溫固相法，氣體還原氮化法，碳熱還原氮化法，試劑還原氮化法，合金熔融氨解氮化法，自蔓燃高溫氮化法，燃燒法等。這些方法合成工藝是比較復雜的和不穩定的，同時工業上采用的高溫固相法所要原料為堿土氮化物，性質不穩定，需要在手套箱中操作，并且要在1800℃高溫，10兆帕高壓下合成，對設備的要求高，能耗和成本都非常高，并且操作危險性較大。美國專利US7671529中利用BaCO₃，SrCO₃，Eu₂O₃，碳粉，Si₃N₄為原料合成(Ba_1-xSr_x)_2-y-0.5zSi₅N_8-zO_z:Eu²⁺氮化物紅色熒光粉，雖然這種方法避開了手套箱的操作，通過添加碳粉還原得到氮化物，但實際生產中此法有一個無法避免的問題：產品中會有較多殘留碳粉，嚴重影響熒光粉的光學性能，并且反應溫度也比較高。

發明內容

本發明為解決上述技術問題，提供一種低能耗簡易的高純度紅色氮化物熒光粉的制備方法。

本發明為解決上述技術問題采用的技術方案為：

一種氮化物紅色熒光粉的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)稱取反應原料并混合均勻，所用原料為

(a).堿土化合物和稀土化合物，

(b).氮化硅或者二氧化硅，及

(c).少量助熔劑；

(2)將混合物裝入模具中，壓制成型；

(3)將壓制成型物放置在碳粉或者碳棒中，于氮氣氣氛中反應；

(4)冷卻后，去除表面碳粉，將樣品破碎后進行洗滌、過篩，即得成品。

優選的，一種氮化物紅色熒光粉的制備方法，包括以下步驟：

(1)按化學式M_2-x-ySi₅N₈:xEu²⁺，yRe³⁺中各元素的化學計量比稱取反應原料，并加入助熔劑，混合均勻；

(2)將混合物裝入模具中，壓制成型；

(3)將成型物放置在碳粉或者碳棒中，于氮氣氣氛中反應；

(4)反應后冷卻，去除表面碳粉，破碎后進行洗滌、過篩，即得成品；

其中，步驟(1)中M為堿土元素，Re³⁺為稀土離子。

優選的，步驟(1)中化學式為M_2-x-ySi₅N₈:xEu²⁺，yRe³⁺，其中M為Ca、Sr和Ba中的一種或兩種，Re³⁺為稀土Dy³⁺、Ce³⁺、Nd³⁺、Ho³⁺和Er³⁺中的一種或幾種，0.01≤x≤0.50，0≤y≤0.50。

進一步優選的，步驟(1)中M來源于Ca、Sr或Ba的氧化物或者碳酸鹽，純度為分析純以上；Re³⁺來源于Dy³⁺、Ce³⁺、Nd³⁺、Ho³⁺或Er³⁺的氧化物，純度為4N以上；Si來源于二氧化硅或者氮化硅，純度為分析純以上。