[發明專利]一種摻雜Mn4+

有效

• 申請號: 202010465651.3
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111518551B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 周強;施棟鑫;汪正良;普海琦;謝曉玲;張茜;葉艷青
• 申請（專利權）人: 云南民族大學
• 主分類號: C09K11/64
• 分類號: C09K11/64
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發明涉及無機發光材料領域，公開了一種摻雜Mn⁴⁺的高色純度氟化物紅光材料及制備方法。本發明所述摻雜Mn⁴⁺的氟化物紅光材料，其化學組成為Na₅Al_3(1?x)F₁₄:3xMn⁴⁺，x為所摻雜的Mn⁴⁺離子相對Al³⁺離子所占的摩爾百分比系數，0.0x≤0.10。本發明所述高色純度，是指材料在藍光（460?nm）照射下產生的紅光發射以629?nm為主，且在621?nm處有強的零聲子振動峰。本發明所述的紅光材料，是在水熱條件下，將碳酸鈉或氟化鈉、氧化鋁或氫氧化鋁、六氟錳酸鉀或高錳酸鉀溶解在裝有氫氟酸的水熱反應釜中，在一定溫度和pH值條件下反應得到的。

技術領域

本發明涉及一種摻雜Mn⁴⁺的高色純度氟化物紅光材料及制備方法，具體而言，是一種在藍光（420?~?470?nm）照射下產生高色純度（??96%）紅光，且化學組成為Na₅Al_3(1-x)F₁₄:3xMn⁴⁺的發光材料，屬于無機發光材料制備領域。

背景技術

能源是困擾人類發展的重大戰略問題，降低能源消耗是科學研究的重大方向。目前，發光二極管（LED）因其低能耗（白熾燈的1/10，節能燈的1/4）、體積小、壽命長、適用性好、回應時間短、環保（無有害金屬）等優異性能，已廣泛應用于照明領域。

商業白光LED是將GaN芯片（發射460?nm的藍光）和黃色釔鋁石榴石（YAG:Ce³⁺）熒光粉封裝在一起做成的。芯片發出的藍光部分被熒光粉吸收，另一部分藍光與熒光粉YAG:Ce³⁺發出的黃光混合產生白光。但是，這種“藍+黃”組合而成的白光LED色溫高(??6,000?K)，易造成眼睛疲勞；顯色指數低( Ra?80)，光線冷，損傷視力。因此已無法滿足人們對照明光源的多樣性需求。為解決這一問題，人們將“藍+黃”組合變更為“藍+黃+紅”組合，開發出可被藍光激發產生紅光的紅色熒光粉，將之與YAG:Ce³⁺粉體混合涂覆于藍光芯片上，實現紅、黃、藍三色的復合以達到降低色溫、提高顯色指數的目的。目前，一些稀土離子如Eu²⁺、Ce³⁺、Sm³⁺激活的氮（氧）化物可以得到適宜的紅色熒光粉，但因稀土價格昂貴、合成方法能耗高、紅光發射效率較低等缺點，難以完全滿足商業化生產的要求。例如，（1）BaMoO₄:?Sm³⁺需要在500℃下預燒2h，再于850℃下燒制4h才能制成?[ J.? Am.?Ceram.?Soc.?,?2010,?93,?1397.]；（2）Lu₂CaMg₂(Si,?Ge)₃O₁₂:?Ce³⁺在1300-1450℃條件下還原5-10小時而制得[ Chem.?Mater.,2006,?18,?3314.]；（3）YAG:Ce³⁺,Eu³⁺在藍光區的激發效率較低、紅光區的發射效率低[ J.?Electrochem.?Soc.,?2012,?159,?H195.]。