[發明專利]一種遠紅光熒光粉及其制備和改性方法

在審

• 申請號: 202011339556.5
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112592711A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 張樂;張永麗;康健;邵岑;羅澤;申冰磊;陳浩
• 申請（專利權）人: 新沂市錫沂高新材料產業技術研究院有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/64;H01L33/50
• 代理公司: 蘇州市方略專利代理事務所(普通合伙) 32267
• 代理人: 朱智杰

本發明公開了一種遠紅光熒光粉及其制備和表面包覆方法，該熒光材料的化學式為：SrMgAl_10?xO₁₇:xCr³⁺，其中，0x≤1%，表面包覆材料分別為Al₂O₃、SiO₂、Y₂O₃和MgO。此種熒光材料以價格相對稀土元素成本低的過渡金屬Cr³⁺離子為激活劑，在近紫外和藍綠光激發下可發射出650?750 nm范圍的遠紅光。本發明還提供了上述材料的制備方法，采用高溫固相法制備，該方法工藝簡單，生產成本低。上述材料的顆粒表面包覆方法是采用溶膠?凝膠法包覆，改性之后得到的熒光粉的性能更穩定，光效高，適合工業化應用需求。

技術領域

本發明涉及一種固體發光材料領域，尤其是涉及一種SrMgAl₁₀O₁₇:Cr³⁺遠紅光熒光粉的制備及顆粒表面包覆改性方法。

背景技術

熒光粉的穩定性（耐熱猝滅性）是衡量熒光粉實際應用效果的重要指標。對于以“發光芯片+熒光粉”形式組裝的LED 器件芯片的工作溫度往往高于150 ℃，而其他高功率和激光激發的LED 器件工作溫度則更高，這就要求熒光粉在高溫下仍然具有較高的發射強度和量子效率以滿足實際應用的需求。

由于環境中的熱量是通過熒光粉顆粒表面傳遞到熒光粉內部的，在熒光粉表面進行包覆能夠有效抑制熒光粉的熱猝滅現象。Zhu 等人首次使用Y(OH)CO₃ 作為前驅體合成了空心復合硅酸鹽Y₂Si₂O₇@Zn₂SiO₄。Zn₂SiO₄ 在該熒光粉中表現為雙層殼的結構，而Y₂Si₂O₇則僅僅分布在內殼中。通過核殼結構的設計，該熒光粉顯現出良好的熱穩定性，歸因于熒光粉中缺陷能級的產生和高溫下缺陷能級向激活劑離子的能量傳遞。還有一些研究小組使用SiO₂納米顆粒或者Al₂O₃對YAG:Ce³⁺熒光粉進行表面包覆。他們發現包覆后熒光粉的熱穩定性都有較大的提高。目前大多數熒光粉都面臨穩定性問題，可以通過熒光粉顆粒表面包覆實現熒光粉在高溫下仍然具有較高的發射強度和量子效率以滿足實際應用的需求。

發明內容

為了解決以上問題，本發明制備了一種新型SrMgAl₁₀O₁₇:Cr³⁺遠紅光熒光粉，該熒光粉在紫外光或者藍綠光激發下可實現700 nm的遠紅光發射，發光量子效率高約為85%，為高顯指LED照明光源的發展提供技術支持，具有良好的應用前景。但是其穩定性不是很好，為了提高熒光粉的穩定性，分別采用Al₂O₃、SiO₂、Y₂O₃和MgO包覆熒光粉，它們都是均勻、透光的，而且不影響發光性能。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種遠紅光熒光粉及其制備和改性方法，該熒光粉的化學通式為：SrMgAl₁₀O₁₇:Cr³⁺，其中，0x≤1%，所述熒光粉的激活離子為Cr³⁺，該熒光粉通過高溫固相法制備而成，該熒光粉改性采用顆粒包覆改性。

進一步地，上述熒光粉寬帶激發，激發波長有量個峰，分別在441 nm，570 nm，發射峰在 700 nm有一個尖峰。

進一步地，熒光粉的制備方法如下：