[發明專利]一種簡易制備堿土氮化物紅色熒光粉的方法

有效

• 申請號: 201510073264.4
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104650861B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 張梅;黃志;曾慶光;黎廣才;林靜濤
• 申請（專利權）人: 江門市遠大發光材料有限公司
• 主分類號: C09K11/64
• 分類號: C09K11/64
• 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

本發明屬于稀土發光材料領域，具體涉及一種簡易制備堿土氮化物紅色熒光粉的方法，該熒光粉可用于固態LED和低壓汞燈照明、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，固態照明領域對白光的要求也越來越高，要求白光LED燈的光效及顯色性越來越高。工業上規模生產用的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，難以廣泛應用。

到目前為止，工業生產上氮化物主要采用高溫固相法，所用原料為堿土氮化物，性質不穩定，需要在手套箱中隔絕水、氧氣后操作，并且一般要在1800℃左右高溫，10兆帕左右高壓下合成，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。如三菱化學在美國專利里使用分子式中的相應的金屬作為起始反應物進行氮化，然后在高溫高壓下合成該類發光體，該發明認為選擇這種方法可以制備出高質量的氮化物熒光粉。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，并且反應溫度也較高，能耗高。

發明內容

本發明為解決上述技術問題，提供一種簡易、方便操作的常壓下制備高純度堿土氮化物紅色熒光粉的方法。

本發明為解決上述技術問題采用的技術方案為：

一種堿土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).堿土碳酸鹽，

(b).氧化銪，

(c).硅的氮化物或氧化物，鋁的氮化物或氧化物，以及

(d).少量的助熔劑；

(2)將混合物裝入模具中，壓制成型；

(3)將壓制成型物放置在裝有碳粉的鉬舟中，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。

一種上述堿土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)按化學式Ca_1-x-ySr_xAlSiN₃:yEu²⁺中各元素的化學計量比稱取反應原料，加入助熔劑，混合均勻；

(2)將混合物裝入模具中，壓制成型；

(3)將成型物放置在裝有碳粉的鉬舟中，于氮氣氣氛中反應；

(4)反應后冷卻，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，步驟(1)中化學式為Ca_1-x-ySr_xAlSiN₃:yEu²⁺，其中，0≤x＜1.0，0＜y≤0.30。

進一步優選的，步驟(1)所用反應原料為

(a).堿土碳酸鍶、碳酸鈣，

(b).氧化銪，

(c).二氧化硅或者氮化硅，氮化鋁或者氧化鋁，

上述物質純度都在分析純以上。

優選的，步驟(1)中的助熔劑為BaF₂、CaF₂、H₃BO₃和MgF₂中的一種或幾種，且所加入的量為反應原料總質量的0.5％～10％。

優選的，將混合物裝入模具中在2-50噸壓力下用壓力機壓制成型，成型物的厚度為2-50毫米。

優選的，于氮氣氣氛中反應溫度為1300-1600℃，常壓，保溫2-8小時。

優選的，氮氣為高純氮氣，純度為99.9％以上。