一種轉(zhuǎn)光材料、轉(zhuǎn)光膜及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種轉(zhuǎn)光材料，表達(dá)通式為K2Ge4O9:Mn4+，激活離子為Mn4+；其中K:Ge:Mn＝＝2:4(1-x):4x，0.005％≤x≤5％。本發(fā)明還公開(kāi)了上述轉(zhuǎn)光材料的制備方法，包括以下步驟：稱(chēng)取原料，研磨混勻后在氧化性氣氛下300～500℃預(yù)燒1～10小時(shí)，取出研磨混勻在氧化性氣氛下500～1000℃灼燒1～20小時(shí)，再次取出研磨混勻在氧化性氣氛下500～1000℃灼燒1～20小時(shí)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種轉(zhuǎn)光膜及其制備方法。本發(fā)明的轉(zhuǎn)光材料具有寬廣的紫外與藍(lán)光吸收，能將紫外與藍(lán)光高效地轉(zhuǎn)化為紅光，紅光波長(zhǎng)位于600nm～720nm光譜區(qū)，熒光壽命長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求低，可在白光LED照明，農(nóng)用轉(zhuǎn)光膜中應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種轉(zhuǎn)光材料、轉(zhuǎn)光膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)光材料，特別涉及一種轉(zhuǎn)光材料、轉(zhuǎn)光膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前商用白光LED (以下簡(jiǎn)略為WLED)采用藍(lán)光InGaN LED激發(fā)Y3Al5012:Ce3+黃 色熒光粉，黃光與透過(guò)的藍(lán)光混合產(chǎn)生白光。這種WLED在紅色光譜區(qū)發(fā)光較弱，這直接導(dǎo) 致了其色溫偏高（通常位于4500-6500K)，顯色指數(shù)（以下簡(jiǎn)略為CRI)較低，通常小于80。 為解決這一問(wèn)題，可在商用WLED中引入另外一種紅色熒光粉，補(bǔ)償紅色發(fā)光。這要求引入 的熒光粉必須可被藍(lán)光激發(fā)，同時(shí)又不能在綠色光譜區(qū)有吸收。否則，紅粉會(huì)重新吸收WLED 剛剛產(chǎn)生的白光中綠光成分，這會(huì)導(dǎo)致器件效率降低。
[0003] 在這種思路的指導(dǎo)下，一系列稀土摻雜如Eu2+摻雜的氮化物、氮氧化物、硅酸鹽、 鋁酸鹽等紅色熒光材料被相繼報(bào)道。其中氮化物或氮氧化物具有格外優(yōu)異的光譜性質(zhì)， 被認(rèn)為是最具潛力的熒光粉。但合成這些材料通常需要比較苛刻的條件，例如Eu 2+摻雜 β-SiAlON需要在1900°C，10個(gè)大氣壓氮?dú)夥諊潞铣?。這種高溫高壓對(duì)設(shè)備的要求很 高。這類(lèi)基于稀土的紅色熒光粉有一個(gè)無(wú)法避免的問(wèn)題是在綠光區(qū)有吸收，例如著名紅粉 Sr2Si5N8:Eu2+在500-600nm區(qū)間有嚴(yán)重吸收。所以目前的紅粉無(wú)法滿(mǎn)足WLED的需求。
[0004] 另外，植物光合作用通常通過(guò)葉綠素進(jìn)行，葉綠素能夠吸收藍(lán)光或紅光（葉綠素 a :吸收峰分別為?410nm(肩峰），?430nm，?662nm，藍(lán)光吸收峰覆蓋400?450nm，紅光 吸收區(qū)600?700nm ;葉綠素 b :吸收峰分別為?453nm，?640nm，藍(lán)光吸收峰覆蓋400? 500nm，紅光吸收區(qū)600?660nm。），而對(duì)紫外以及近紫外光吸收較弱。如果能夠?qū)⑻?yáng)光 中紫外或近紫外光轉(zhuǎn)化為可被葉綠素吸收的光，無(wú)疑將會(huì)提高植物對(duì)陽(yáng)光的利用率，大量 實(shí)驗(yàn)表明這將有利于促進(jìn)植物生長(zhǎng)，到達(dá)增產(chǎn)增收的目的。目前作為轉(zhuǎn)光劑使用較多的是 Eu2+摻雜硫化物熒光粉。這類(lèi)材料長(zhǎng)期穩(wěn)定性較差，在加入到轉(zhuǎn)光膜中后，會(huì)加速膜老化， 迫切需要開(kāi)發(fā)新轉(zhuǎn)光材料。
[0005] 當(dāng)處于合適晶場(chǎng)環(huán)境下Mn4+離子激活熒光粉具有滿(mǎn)足WLED用熒光粉的潛質(zhì)， 它在紫外-藍(lán)光區(qū)有吸收，在紅光區(qū)有發(fā)射，目前已商業(yè)化的Mn 4+離子激活熒光粉是 3. 5Mg0. 0. 5MgF2. Ge02: Mn4+。商用藍(lán)光 InGaN LED 的發(fā)射峰通常在 450-480nm，商業(yè)粉 3. 5Mg0. 0· 5MgF2. Ge02:Mn4+的藍(lán)光激發(fā)峰位于415nm，在450_480nm處的激發(fā)峰很弱，如圖 3中所示，所以藍(lán)光激發(fā)下，商業(yè)粉紅色發(fā)光較弱，不能有效利用藍(lán)光LED芯片發(fā)射的藍(lán)光。 這需要發(fā)現(xiàn)在450-480nm具有較強(qiáng)激發(fā)峰的Mn 4+離子激活紅色熒光粉。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種轉(zhuǎn)光材 料，采用價(jià)格低廉的錳作為激活劑，可在較溫和條件即空氣氛圍下、溫度低于1000°C下制 備，對(duì)設(shè)備要求低，便于推廣。
[0007] 本發(fā)明的目的之二在于提供上述轉(zhuǎn)光材料的制備方法。
[0008] 本發(fā)明的目的之三在于提供一種轉(zhuǎn)光膜。
[0009] 本發(fā)明的目的之四在于提供上述轉(zhuǎn)光膜的制備方法。
[0010] 本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0011] 一種轉(zhuǎn)光材料，表達(dá)通式為K2Ge409:Mn 4+，激活離子為Mn4+;其中K:Ge:Mn = 2:4(1-χ) :4χ，0· 005%彡 X d
[0012] 所述 x = 0· 1 %。
[0013] 一種轉(zhuǎn)光材料的制備方法，包括以下步驟：
[0014] (1)稱(chēng)取原料：按元素摩爾比 K:Ge:Mn:B = 2:4(l_x) :4x:4y，其中 0· 005 % ;分別稱(chēng)取含鉀化合物原料、含鍺化合物原料、含錳化合物原料 及含硼化合物原料；
[0015] (2))將步驟⑴稱(chēng)取的原料研磨混勻后在氧化性氣氛下預(yù)燒，溫度為300? 500°C，時(shí)間為1?10小時(shí)；
[0016] (3)將經(jīng)步驟（2)預(yù)燒后的樣品取出，研磨混勻后在氧化性氣氛下灼燒，溫度為 500?1000°C，時(shí)間為1?20小時(shí)；
[0017] (4)將經(jīng)步驟（3)灼燒后的樣品取出，研磨混勻后再次在氧化性氣氛下灼燒，溫度 為500?1000°C，時(shí)間為1?20小時(shí)，得到轉(zhuǎn)光材料。
[0018] 所述含鉀化合物原料為碳酸鉀、碳酸氫鉀、氧化鉀、硝酸鉀中的任意一種。
[0019] 所述含鍺化合物原料為二氧化鍺。
[0020] 所述含錳化合物原料為氧化錳、二氧化錳和碳酸錳中的任意一種。
[0021] 所述含硼化合物原料為硼酸、三氧化二硼和硼酸鹽化合物中的一種。
[0022] -種轉(zhuǎn)光膜，以上述的轉(zhuǎn)光材料為原料制備而成。
[0023] 所述轉(zhuǎn)光膜的制備方法，包括以下步驟：
[0024] (1)按重量百分比稱(chēng)取樹(shù)脂10-90份、權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)光材料5?40份，光 穩(wěn)劑0. 1?10份，熱穩(wěn)劑0. 1?10份，增塑劑10?50份、流滴劑0. 1?10份、聚乙烯臘 0· 1?1份；
[0025] (2)轉(zhuǎn)光材料球磨過(guò)篩后，于160-200°C下在塑煉機(jī)中與步驟（1)稱(chēng)量的樹(shù)脂、光 穩(wěn)劑、熱穩(wěn)劑、增塑劑、流滴劑、聚乙烯臘均勻混合，然后利用造粒擠出機(jī)制作母粒；
[0026] (3)按重量百分比稱(chēng)取母粒1份、樹(shù)脂10?40份，在160?200°C下混合均勻，在 吹膜機(jī)上吹制薄膜；
[0027] 所用樹(shù)脂為聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯中的一種以上。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0029] (1)本發(fā)明不需采用苛刻的制備條件，如高溫高壓，可在較為溫和的反應(yīng)條件下， 如常壓、溫度低于1000攝氏度下制備轉(zhuǎn)光材料，利用廉價(jià)的錳作為激活劑，控制其價(jià)態(tài)為 +4價(jià)，制得的紅色轉(zhuǎn)光材WK 2Ge409:Mn4+，色坐標(biāo)為X = 0. 724, y = 0. 276,具有高效的優(yōu)點(diǎn)；
[0030] (2)本發(fā)明的轉(zhuǎn)光材料具有寬廣的紫外與藍(lán)光吸收（220-500nm)，在450-500nm區(qū) 間激發(fā)峰強(qiáng)度強(qiáng)于商業(yè)粉3. 5Mg0. 0. 5MgF2. Ge02:Mn4+ ;
[0031] (3)本發(fā)明的轉(zhuǎn)光材料在紫外光激發(fā)下具有覆蓋600nm?720nm區(qū)間的紅色熒 光；
[0032] (4)本發(fā)明的轉(zhuǎn)光材料再藍(lán)光激發(fā)下具有覆蓋600nm?720nm區(qū)間的紅色熒光； 其中470nm激發(fā)下，熒光強(qiáng)度商業(yè)粉3. 5MgO. 0. 5MgF2. Ge02:Mn4+的2. 55倍；這表明被吸收 的藍(lán)光能夠高效地轉(zhuǎn)化為紅光；
[0033] (5)本發(fā)明的轉(zhuǎn)光材料的紫外吸收峰強(qiáng)度是藍(lán)光吸收峰的3倍以上，這利于對(duì)紫 光的充分吸收，同時(shí)對(duì)藍(lán)光部分吸收，部分透過(guò)，透過(guò)的光即可以被作物吸收，利用這點(diǎn)可 以制作農(nóng)用轉(zhuǎn)光薄膜，也可以用于合成白光LED的白光。
[0034] (6)本發(fā)明的轉(zhuǎn)光材料，紅色突光壽命長(zhǎng)，約為在0· 6-1. 05毫秒。
[0035] (7)除轉(zhuǎn)光劑外，其他所有助齊IJ、樹(shù)脂等可在市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)，所用加工設(shè)備為塑料加工 通用設(shè)備。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0036] 圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1的配比（1)、（3)、（5)、（7)樣品的粉末X-射線衍射光譜。
[0037] 圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1的配比（1)樣品的熒光光譜。
[0038] 圖3為本發(fā)明的實(shí)施例1的配比⑴樣品與商業(yè)粉3. 5Mg0. 0· 5MgF2. Ge02:Mn4+的 激發(fā)光譜。
[0039] 圖4為藍(lán)光激發(fā)下本發(fā)明的實(shí)施例1的配比⑴樣品與商業(yè)粉3. 5Mg0. 0. 5MgF2. Ge02:Mn4+的熒光強(qiáng)度對(duì)比。
[0040] 圖5為本發(fā)明的實(shí)施例1的配比（1)樣品的熒光衰減曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0042] 實(shí)施例1
[0043] 選取碳酸鉀、二氧化鍺、碳酸錳及硼酸作起始化合物原料，按各元素摩爾配比，分 別稱(chēng)取四種化合物原料，共8組，配比如下：
[0044] (l)K:Ge:Mn:B = 2:3. 996:0. 004:0. 00,對(duì)應(yīng) X = 0· 1%，y = 0% ;
[0045] (2)K:Ge:Mn:B = 2:3. 916:0. 004:0. 08,對(duì)應(yīng) X = 0· 1%，y = 2% ;
[0046] (3)K:Ge:Mn:B = 2:3. 796:0. 004:0. 20,對(duì)應(yīng) x = 0· 1%，y = 5% ;
[0047] (4)K:Ge:Mn:B = 2:3. 696:0. 004:0. 30,對(duì)應(yīng) x = 0· 1%，y = 8% ;
[0048] (5)K:Ge:Mn:B = 2:3. 556:0. 004:0. 44,對(duì)應(yīng) x = 0· 1%，y = 11% ;
[0049] (6)K:Ge:Mn:B = 2:3. 396:0. 004:0. 60,對(duì)應(yīng) x = 0· 1%，y = 15% ;
[0050] (7)K:Ge:Mn:B = 2:3. 196:0. 004:0. 80,對(duì)應(yīng) x = 0· 1%，y = 20% ;
[0051] (8)1(:66:]?11:8 = 2:2.396:0.004:1.60，對(duì)應(yīng)叉=0.1%，7 = 40%;
[0052] 控制混合物總重均為20克。20克混合物經(jīng)研磨混勻后，放入剛玉坩堝，然后將坩 堝放入高溫電爐。精確控制升溫速率，樣品在450°C預(yù)燒10小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出，再 次研磨混勻后，放入坩堝，空氣氣氛下在800°C灼燒5小時(shí)，取出再次磨勻后，空氣氣氛下在 800°C灼燒5小時(shí)，隨爐自然冷卻，即制得四價(jià)錳離子摻雜紅色轉(zhuǎn)光材料K 2Ge409:Mn4+。
[0053] 圖1為本實(shí)施例的配比（1)、（3)、（5)、（7)樣品的粉末X-射線衍射光譜，譜線采 用日本Rigaku D/max-IIIA X射線衍射儀測(cè)定，測(cè)試電壓40kV，掃描速度1.2° /min，測(cè)試 電流40mA，選用Cu-Κα IX射線，波長(zhǎng)為λ=1.5405Α。X射線衍射分析表明其SK2Ge409:Mn 4+ 相，屬于三方晶系，錳的摻雜沒(méi)有影響晶相的形成。其余配比樣品的X-射線衍射光譜類(lèi)似。
[0054] 圖2為本實(shí)施例的配比（1)樣品的熒光光譜，采用英國(guó)愛(ài)丁堡FLS920穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài) 熒光光譜儀測(cè)定，氙燈功率為450瓦，探測(cè)器為日本Hamamatsu制冷型R928P光電倍增管 (工作電壓-1250伏），數(shù)據(jù)采集積分時(shí)間為0. 2秒，掃描步長(zhǎng)為lnm。曲線1對(duì)應(yīng)激發(fā)波長(zhǎng) 為462nm，曲線2對(duì)應(yīng)激發(fā)波長(zhǎng)為220nm，曲線3對(duì)應(yīng)激發(fā)波長(zhǎng)為500nm ;其他波長(zhǎng)如260nm、 290nm、340nm、390nm、400nm、430nm、4700nm等激發(fā)，均得到與曲線1-3類(lèi)似的光譜，所以此 處僅給出220nm、462nm、500nm激發(fā)的光譜。采用220nm?500nm之間任意波長(zhǎng)激發(fā)，均可 產(chǎn)生覆蓋600nm?720nm區(qū)間的紅色熒光，即成功實(shí)現(xiàn)從紫外光、藍(lán)光區(qū)到紅色光的轉(zhuǎn)化。 熒光最強(qiáng)峰位于663nm，其他峰位于647、654、668、677、687nm，對(duì)應(yīng) 2E - %躍遷，對(duì)應(yīng)色坐 標(biāo)為X = 0. 724, y = 0. 276。其余配比樣品的熒光光譜類(lèi)似。這些光可以被葉綠素吸收利 用。即通過(guò)轉(zhuǎn)光材料，將太陽(yáng)光中尤其是220?400nm原本不能被植物吸收的光，轉(zhuǎn)化為可 被吸收的紅光，提高了植物對(duì)太陽(yáng)光的利用率。
[0055] 圖3為本實(shí)施例的配比⑴樣品的激發(fā)光譜，對(duì)應(yīng)發(fā)射波長(zhǎng)663nm ;采用英國(guó)愛(ài)丁 堡FLS920穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)熒光光譜儀測(cè)定，氙燈功率為450瓦，探測(cè)器為日本Hamamatsu制冷 型R928P光電倍增管（工作電壓-1250伏），數(shù)據(jù)采集積分時(shí)間為0.2秒，掃描步長(zhǎng)為lnm。 如圖3所示，對(duì)應(yīng)663nm熒光的激發(fā)光譜覆蓋220?500nm區(qū)間的吸收，峰位位于265、293、 330、460nm，表明樣品在紫外光或藍(lán)光有寬廣的吸收。其余配比樣品的激發(fā)光譜類(lèi)似。紫外 區(qū)吸收峰遠(yuǎn)強(qiáng)于藍(lán)光區(qū)吸收峰，譬如293nm處的強(qiáng)度是460nm處的3. 83倍。這利于對(duì)紫光 的充分吸收，同時(shí)對(duì)藍(lán)光部分吸收，部分透過(guò)，透過(guò)的光即可以被作物吸收，也可以用于合 成白光LED的白光。本發(fā)明配比（1)樣品在450-500nm區(qū)間激發(fā)峰強(qiáng)度明顯強(qiáng)于商業(yè)粉 3. 5Mg0. 0· 5MgF2. Ge02:Mn4+。如475nm處，本發(fā)明配比（1)樣品的強(qiáng)度是商業(yè)粉7倍以上。
[0056] 圖4為藍(lán)光激發(fā)下配比⑴樣品與商業(yè)粉3. 5Mg0. 0· 5MgF2. Ge02:Mn4+的熒光強(qiáng)度 對(duì)比，本發(fā)明制得的樣品，熒光積分強(qiáng)度是商業(yè)粉的2. 55倍，這表明被吸收的藍(lán)光能夠高 效地轉(zhuǎn)化為紅光。這可用于提高商用白光LED中紅光比例，提高顯色性，降低色溫。
[0057] 圖5為配比（1)樣品的突光衰減曲線，對(duì)應(yīng)激發(fā)波長(zhǎng)為462nm，發(fā)射波長(zhǎng)為663nm。 采用英國(guó)愛(ài)丁堡FLS920穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)熒光光譜儀測(cè)定，微秒脈沖氙燈平均功率為60瓦，重復(fù) 頻率設(shè)為100Hz，探測(cè)器為日本Hamamatsu制冷型R928P光電倍增管（工作電壓-1250伏）。 曲線遵循單指數(shù)衰減方程，擬合得到熒光壽命為988. 14 μ s。隨硼酸的增加，轉(zhuǎn)光材料的熒 光強(qiáng)度稍有變化，熒光壽命在975?990 μ s之間變化。
[0058] 實(shí)施例2
[0059] 選取碳酸氫鉀，二氧化鍺，氧化錳及三氧化二硼作起始原料，按各元素摩爾配比， 分別稱(chēng)取四種化合物原料，共11組，配比如下：
[0060] (l)K:Ge:Mn:B = 2:3. 9998:0. 0002:0. 00,對(duì)應(yīng) X = 0· 005%，y = 0% ;
[0061] (2)K:Ge:Mn:B = 2:3. 9996:0. 0004:0. 00,對(duì)應(yīng) X = 0· 01%，y = 0% ;
[0062] (3)K:Ge:Mn:B = 2:3. 9992:0. 0008:0. 00,對(duì)應(yīng) x = 0· 02%，y = 0% ;
[0063] (4)K:Ge:Mn:B = 2:3. 9980:0. 0020:0. 00,對(duì)應(yīng) x = 0· 05%，y = 0% ;
[0064] (5)K:Ge:Mn:B = 2:3. 9960:0. 0040:0. 00,對(duì)應(yīng) x = 0· 10%，y = 0% ;
[0065] (6)K:Ge:Mn:B = 2:3. 9920:0. 0080:0. 00,對(duì)應(yīng) x = 0· 20%，y = 0% ;
[0066] (7)K:Ge:Mn:B = 2:3. 9880:0. 0120:0. 00,對(duì)應(yīng) x = 0· 30%，y = 0% ;
[0067] (8)K:Ge:Mn:B = 2:3. 9800:0. 0200:0. 00,對(duì)應(yīng) x = 0· 50%，y = 0% ;
[0068] (9)K:Ge:Mn:B = 2:3. 9600:0. 0400:0. 00,對(duì)應(yīng) x = 1· 00%，y = 0% ;
[0069] (10)K:Ge:Mn:B = 2:3. 9200:0. 0800:0. 00,對(duì)應(yīng) χ = 2· 00%，y = 0% ;
[0070] (ll)K:Ge:Mn:B = 2:3. 8000:0. 200:0. 00,對(duì)應(yīng) χ = 5· 00%，y = 0% ;
[0071] 控制混合物總重均為20克。20克混合物經(jīng)研磨混勻后，放入剛玉坩堝，然后將坩 堝放入高溫電爐。精確控制升溫速率，樣品在450°C預(yù)燒10小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出， 再次研磨混勻后，放入坩堝，空氣氣氛下在850°C灼燒5小時(shí)，再次磨勻后，空氣氣氛下在 850°C灼燒5小時(shí)，隨爐自然冷卻，即制得四價(jià)錳離子摻雜紅色轉(zhuǎn)光材料K 2Ge409:Mn4+。
[0072] X射線衍射分析表明其為K2Ge409:Mn4+晶相。熒光粉的光譜性質(zhì)同實(shí)施例1中類(lèi) 似，熒光峰與激發(fā)峰峰位沒(méi)有明顯變化。熒光強(qiáng)度與壽命呈現(xiàn)溫度依賴(lài)性，在藍(lán)光如462nm 激發(fā)下，熒光強(qiáng)度在錳離子濃度0. 1 %時(shí)達(dá)到最佳，壽命呈單調(diào)遞減趨勢(shì)，從0. 005 %時(shí)的 1050 μ s，縮減到 5. 00%時(shí)的 600 μ s。
[0073] 實(shí)施例3
[0074] 選取碳酸鉀，二氧化鍺，氧化錳及硼酸作起始原料，按各元素摩爾配比K:Ge :Mn:B =2:3. 9960:0. 0040:0. 00,對(duì)應(yīng)X = 0. 10%，y = 0%;分別稱(chēng)取四種原料，控制混合物總重 為20克。20克混合物經(jīng)研磨混勻后，放入剛玉坩堝，然后將坩堝放入高溫電爐。精確控制 升溫速率，樣品在300°C預(yù)燒5小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，空氣氣氛下在 1000°C灼燒2小時(shí)，取出再次磨勻后，空氣氣氛下在1000°C灼燒2小時(shí)，隨爐自然冷卻，即制 得四價(jià)錳離子摻雜紅色轉(zhuǎn)光材料K 2Ge409: Mn4+。X射線衍射分析表明其為K2Ge409: Mn4+晶相。 熒光粉的光譜性質(zhì)同實(shí)施例1中類(lèi)似。
[0075] 實(shí)施例4
[0076] 選取硝酸鉀，二氧化鍺，二氧化錳及硼酸作起始原料，按各元素摩爾配比 K:Ge:Mn:B = 2:3. 9960:0. 0040:0. 00,對(duì)應(yīng) X = 0· 10%，y = 0%;分別稱(chēng)取四種原料，控制 混合物總重為20克。20克混合物經(jīng)研磨混勻后，放入剛玉坩堝，然后將坩堝放入高溫電爐。 精確控制升溫速率，樣品在500°C預(yù)燒1小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，氧氣 氣氛下在500°C灼燒20小時(shí)，取出再次磨勻后，氧氣氣氛下在500°C灼燒20小時(shí)，灼燒后隨 爐自然冷卻，即制得四價(jià)錳離子摻雜紅色轉(zhuǎn)光材料K 2Ge409:Mn4+。X射線衍射分析表明其為 K2Ge409:Mn4+晶相。熒光粉的光譜性質(zhì)同實(shí)施例1中類(lèi)似。
[0077] 實(shí)施例5
[0078] 選取碳酸鉀，二氧化鍺，碳酸錳及硼酸作起始原料，按各元素摩爾配比K:Ge :Mn:B =2:3. 9960:0. 0040:0. 00,對(duì)應(yīng)X = 0. 10%，y = 0% ;分別稱(chēng)取四種原料，控制混合物總 重為20克。20克混合物經(jīng)研磨混勻后，放入剛玉坩堝，然后將坩堝放入高溫電爐。精確 控制升溫速率，樣品在400°C預(yù)燒5小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，空氣氣 氛下在850°C灼燒5小時(shí)，取出再次磨勻后，氧氣氣氛下在100(TC灼燒2小時(shí)，灼燒后隨 爐自然冷卻，即制得四價(jià)錳離子摻雜紅色轉(zhuǎn)光材料K 2Ge409:Mn4+。X射線衍射分析表明其為 K2Ge409:Mn4+晶相。熒光粉的光譜性質(zhì)同實(shí)施例1中類(lèi)似。
[0079] 實(shí)施例6
[0080] 選取氧化鉀，二氧化鍺，碳酸錳及四硼酸鉀作起始原料，按各元素摩爾配比 K:Ge:Mn:B = 2:3. 9960:0. 0040:0. 00,對(duì)應(yīng) X = 0· 10%，y = 0%;分別稱(chēng)取四種原料，控制 混合物總重為20克。20克混合物經(jīng)研磨混勻后，放入剛玉坩堝，然后將坩堝放入高溫電爐。 精確控制升溫速率，樣品在400°C預(yù)燒5小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，空氣 氣氛下在900°C灼燒2小時(shí)，取出再次磨勻后，空氣氣氛下在900°C灼燒20小時(shí)，灼燒后隨 爐自然冷卻，即制得四價(jià)錳離子摻雜紅色轉(zhuǎn)光材料K 2Ge409:Mn4+。X射線衍射分析表明其為 K2Ge409:Mn4+晶相。熒光粉的光譜性質(zhì)同實(shí)施例1中類(lèi)似。
[0081] 實(shí)施例7
[0082] (1)按重量百分比稱(chēng)取樹(shù)脂10公斤（其中聚乙烯5公斤，聚丙烯5公斤），實(shí)施例 1制備的配比（1)轉(zhuǎn)光材料40公斤，光穩(wěn)劑磷酸三甲酚0. 1公斤，熱穩(wěn)劑硬脂酸鋅2公斤， 增塑劑亞磷酸三苯酯10公斤、流滴劑硬脂酸甘油酯0. 1公斤、聚乙烯臘0. 1公斤；
[0083] (2)轉(zhuǎn)光材料球磨過(guò)篩后，160-200°C下在塑煉機(jī)中與步驟（1)稱(chēng)量的樹(shù)脂、光穩(wěn) 齊IJ、熱穩(wěn)劑、增塑劑、流滴劑、聚乙烯臘均勻混合，后利用造粒擠出機(jī)制作母粒；
[0084] (3)按重量百分比稱(chēng)取母粒10公斤、樹(shù)脂400公斤（其中聚乙烯200公斤，聚丙烯 100公斤，聚醋酸乙烯100公斤），在160°C下混合均勻，在吹膜機(jī)上吹制薄膜，膜厚為80微 米。薄膜的發(fā)射光譜與圖2類(lèi)似。
[0085] 實(shí)施例8
[0086] (1)按重量百分比稱(chēng)取樹(shù)脂50公斤（其中聚氯乙烯40公斤，聚醋酸乙烯10公 斤）、實(shí)施例1制備的配比（1)轉(zhuǎn)光材料25公斤，光穩(wěn)劑環(huán)氧化豆油1公斤，熱穩(wěn)劑硬脂酸 鈣0. 1公斤，增塑劑鄰苯二甲酸酯15公斤、流滴劑季戊四醇單硬脂酸酯0. 5公斤、聚乙烯臘 0. 2公斤；
[0087] (2)轉(zhuǎn)光材料球磨過(guò)篩后，160-200°C下在塑煉機(jī)中與步驟（1)稱(chēng)量的樹(shù)脂、光穩(wěn) 齊IJ、熱穩(wěn)劑、增塑劑、流滴劑、聚乙烯臘均勻混合，后利用造粒擠出機(jī)制作母粒；
[0088] (3)按重量百分比稱(chēng)取母粒100公斤、樹(shù)脂1000公斤（其中聚氯乙烯800公斤，聚 醋酸乙烯100公斤，聚丙烯100公斤），在200°C下混合均勻，在吹膜機(jī)上吹制薄膜，膜厚為 100微米。薄膜的發(fā)射光譜與圖2類(lèi)似。
[0089] 實(shí)施例9
[0090] (1)按重量百分比稱(chēng)取樹(shù)脂90公斤（其中聚丙烯50公斤、聚醋酸乙烯40公斤）， 實(shí)施例1制備的配比（1)轉(zhuǎn)光材料5公斤，光穩(wěn)劑有機(jī)磷酸鈣10公斤，熱穩(wěn)劑硬脂酸鋅2 公斤，增塑劑亞磷酸三苯酯50公斤、流滴劑硬脂酸甘油酯10公斤、聚乙烯臘1公斤；
[0091] (2)轉(zhuǎn)光材料球磨過(guò)篩后，160-200°C下在塑煉機(jī)中與步驟（1)稱(chēng)量的樹(shù)脂、光穩(wěn) 齊IJ、熱穩(wěn)劑、增塑劑、流滴劑、聚乙烯臘均勻混合，后利用造粒擠出機(jī)制作母粒；
[0092] (3)按重量百分比稱(chēng)取母粒10公斤、樹(shù)脂（聚乙烯）300公斤，在170°C下混合均 勻，在吹膜機(jī)上吹制薄膜，膜厚為80微米。薄膜的發(fā)射光譜與圖2類(lèi)似。
[0093] 實(shí)施例10
[0094] (1)按重量百分比稱(chēng)取樹(shù)脂（聚乙烯）90公斤；實(shí)施例1制備的配比⑴轉(zhuǎn)光材 料10公斤，光穩(wěn)劑磷酸三甲酚〇. 5公斤，熱穩(wěn)劑硬脂酸鋅1公斤，增塑劑亞磷酸三苯酯10 公斤、流滴劑硬脂酸甘油酯1公斤、聚乙烯臘1公斤；
[0095] (2)轉(zhuǎn)光材料球磨過(guò)篩后，160-200°C下在塑煉機(jī)中與步驟（1)稱(chēng)量的樹(shù)脂、光穩(wěn) 齊IJ、熱穩(wěn)劑、增塑劑、流滴劑、聚乙烯臘均勻混合，后利用造粒擠出機(jī)制作母粒；
[0096] (3)按重量百分比稱(chēng)取母粒10公斤、樹(shù)脂（聚乙烯）400公斤，在180°C下混合均 勻，在吹膜機(jī)上吹制薄膜，膜厚為80微米。薄膜的發(fā)射光譜與圖2類(lèi)似。
[0097] 實(shí)施例11
[0098] (1)按重量百分比稱(chēng)取樹(shù)脂（聚丙烯）90公斤；實(shí)施例1制備的配比（1)轉(zhuǎn)光材 料10公斤，光穩(wěn)劑磷酸三甲酚〇. 5公斤，熱穩(wěn)劑硬脂酸鋅1公斤，增塑劑亞磷酸三苯酯10 公斤、流滴劑硬脂酸甘油酯1公斤、聚乙烯臘1公斤；
[0099] (2)轉(zhuǎn)光材料球磨過(guò)篩后，160-200°C下在塑煉機(jī)中與步驟（1)稱(chēng)量的樹(shù)脂、光穩(wěn) 齊IJ、熱穩(wěn)劑、增塑劑、流滴劑、聚乙烯臘均勻混合，后利用造粒擠出機(jī)制作母粒；
[0100] (3)按重量百分比稱(chēng)取母粒10公斤、樹(shù)脂（聚丙烯）400公斤，在190°C下混合均 勻，在吹膜機(jī)上吹制薄膜，膜厚為80微米。薄膜的發(fā)射光譜與圖2類(lèi)似。
[0101] 實(shí)施例12
[0102] (1)按重量百分比稱(chēng)取樹(shù)脂（聚氯乙烯）90公斤；實(shí)施例1制備的配比（1)轉(zhuǎn)光 材料10公斤，光穩(wěn)劑磷酸三甲酚0. 5公斤，熱穩(wěn)劑硬脂酸鋅1公斤，增塑劑亞磷酸三苯酯10 公斤、流滴劑硬脂酸甘油酯1公斤、聚乙烯臘1公斤；
[0103] (2)本發(fā)明制備的轉(zhuǎn)光材料球磨過(guò)篩后，160-200°c下在塑煉機(jī)中與步驟（1)稱(chēng) 量的樹(shù)脂、光穩(wěn)劑、熱穩(wěn)劑、增塑劑、流滴劑、聚乙烯臘均勻混合，后利用造粒擠出機(jī)制作母 粒；
[0104] (3)按重量百分比稱(chēng)取母粒10公斤、樹(shù)脂（聚氯乙烯）400公斤，在200°C下混合 均勻，在吹膜機(jī)上吹制薄膜，膜厚為80微米。薄膜的發(fā)射光譜與圖2類(lèi)似。
[0105] 實(shí)施例13
[0106] (1)按重量百分比稱(chēng)取樹(shù)脂（聚醋酸乙烯）90公斤；實(shí)施例1制備的配比⑴轉(zhuǎn) 光材料10公斤，光穩(wěn)劑磷酸三甲酚〇. 5公斤，熱穩(wěn)劑硬脂酸鋅1公斤，增塑劑亞磷酸三苯酯 10公斤、流滴劑硬脂酸甘油酯1公斤、聚乙烯臘1公斤；
[0107] (2)轉(zhuǎn)光材料球磨過(guò)篩后，200°C下在塑煉機(jī)中與步驟（1)稱(chēng)量的樹(shù)脂、光穩(wěn)劑、熱 穩(wěn)劑、增塑劑、流滴劑等均勻混合，后利用造粒擠出機(jī)制作母粒；
[0108] (3)按重量百分比稱(chēng)取母粒10公斤、樹(shù)脂（聚醋酸乙烯）400公斤，在160-200°C 下混合均勻，在吹膜機(jī)上吹制薄膜，膜厚為80微米。薄膜的發(fā)射光譜與圖2類(lèi)似。
[0109] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種轉(zhuǎn)光材料，其特征在于，表達(dá)通式為K2Ge40 9:Mn4+，激活離子為Mn4+ ;其中K:Ge:Mn =2:4 (l-χ) :4x, 0· 005%< X < 5%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)光材料，其特征在于，所述X = 0. 1 %。
3. -種轉(zhuǎn)光材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： ⑴稱(chēng)取原料：按元素摩爾比K:Ge:Mn:B = 2:4(l-x) :4x:4y，其中0· 005 % ;分別稱(chēng)取含鉀化合物原料、含鍺化合物原料、含錳化合物原料 及含硼化合物原料； (2) )將步驟（1)稱(chēng)取的原料研磨混勻后在氧化性氣氛下預(yù)燒，溫度為300?500°C，時(shí) 間為1?10小時(shí)； (3) 將經(jīng)步驟（2)預(yù)燒后的樣品取出，研磨混勻后在氧化性氣氛下灼燒，溫度為500? 1000°C，時(shí)間為1?20小時(shí)； (4) 將經(jīng)步驟（3)灼燒后的樣品取出，研磨混勻后再次在氧化性氣氛下灼燒，溫度為 500?1000°C，時(shí)間為1?20小時(shí)，得到轉(zhuǎn)光材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)光材料的制備方法，其特征在于，所述含鉀化合物原料為 碳酸鉀、碳酸氫鉀、氧化鉀、硝酸鉀中的任意一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)光材料的制備方法，其特征在于，所述含鍺化合物原料為 二氧化鍺。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)光材料的制備方法，其特征在于，所述含錳化合物原料為 氧化錳、二氧化錳和碳酸錳中的任意一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)光材料的制備方法，其特征在于，所述含硼化合物原料為 硼酸、三氧化二硼和硼酸鹽化合物中的一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)光材料的制備方法，其特征在于，所述X = 0. 1%。
9. 一種轉(zhuǎn)光膜，以權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)光材料為原料制備而成。
10. 權(quán)利要求9所述轉(zhuǎn)光膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 按重量百分比稱(chēng)取樹(shù)脂10?90份、權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)光材料5?40份，光穩(wěn)劑 0. 1?10份，熱穩(wěn)劑0. 1?10份，增塑劑10?50份、流滴劑0. 1?10份、聚乙烯臘0. 1? 1份； (2) 轉(zhuǎn)光材料球磨過(guò)篩后，于160-200°C下在塑煉機(jī)中與步驟（1)稱(chēng)量的樹(shù)脂、光穩(wěn)劑、 熱穩(wěn)劑、增塑劑、流滴劑、聚乙烯臘均勻混合，然后利用造粒擠出機(jī)制作母粒； (3) 按重量百分比稱(chēng)取母粒1份、樹(shù)脂10?40份，在160?200°C下混合均勻，在吹膜 機(jī)上吹制薄膜； 所用樹(shù)脂為聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯中的一種以上。
【文檔編號(hào)】C08L23/12GK104087298SQ201410281262
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】彭明營(yíng), 李鵬飛 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)