專利名稱：養(yǎng)殖燈用熒光粉、其制備方法和養(yǎng)殖燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種養(yǎng)殖燈用熒光粉、該熒光粉的制備方法以及由該熒光粉制備的養(yǎng)殖燈。
背景技術(shù)：
眾所周知，紫外線可以劃分為UV-A波段(320nm 400nm )、 UV-B波段(280nm 320nm )、 UV-C波段(200nm-280nm )。其中，UV-A波段紫外線生物活性較小，主要產(chǎn)生對人和動(dòng)物體不利的黑斑效應(yīng)；UV-B波段紫外線生物活性最強(qiáng)，它能夠提高皮膚中脫氫膽固醇轉(zhuǎn)化為維生素D的能力，促進(jìn)新陳代謝，增加鈣、磷吸收；能加強(qiáng)白血球的吞噬能力，使血液中各種免疫成分增多，提高肌體免疫力；而UV-C波段紫外線通常用于殺菌。因此，中國專利CN100356503C記載了由銪激發(fā)的磷酸鋁鎂鍶系熒光粉可以激發(fā)出UV-B波段熒光，該熒光粉可以制成具有對人體醫(yī)療保健作用的保健熒光燈，但是該保健熒光燈主要產(chǎn)生UV-B波段較短波長的紫外光，并且主要用于人類醫(yī)療保健。
目前，國內(nèi)養(yǎng)殖業(yè)大都采用白熾燈等普通照明光源給動(dòng)物補(bǔ)光，但由于普通照明光源發(fā)射光譜中促進(jìn)動(dòng)物生長發(fā)育的波長及能量微乎其微甚至沒有。因此，補(bǔ)光達(dá)不到理想的效果。在國外，荷蘭等國家正在研究利用紅外線保溫?zé)?、發(fā)光二極管等單色光源給動(dòng)物補(bǔ)光，雖然對調(diào)節(jié)動(dòng)物的生理機(jī)能有一定作用，但用單色光源補(bǔ)光負(fù)面作用非常明顯，而且這些補(bǔ)光產(chǎn)品價(jià)格太高，發(fā)光強(qiáng)度低，大大增加了飼養(yǎng)成本。
因此，如何針對養(yǎng)殖動(dòng)物的需要選擇合適的UV-B波段紫外光(通常在UV-B波段305士10nm )，并且將模擬的自然光照與所選擇的合適UV-B波段紫外光結(jié)合，是目前本領(lǐng)域領(lǐng)域的技術(shù)人員所需要解決的技術(shù)問題。其中，解決該技術(shù)問題的關(guān)鍵在于熒光材料，目前還沒有制備出適合于養(yǎng)殖燈用的熒光材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明人針對養(yǎng)殖動(dòng)物所需要的光譜，模擬自然光照制備出一種養(yǎng) 殖燈用復(fù)合熒光粉。該熒光粉的發(fā)射光的光色為如天然的太陽光，顯色指數(shù)高
達(dá)85以上，發(fā)光亮度接近稀土三基色熒光粉，并且光語中含有適宜的B波段 紫外線(UV-B)，又對動(dòng)物組織內(nèi)維生素、蛋白質(zhì)、碳水化合物等一系列交換 過程和肌體生物免疫性能有顯著影響，是其它光源無法相比的。此外，本發(fā)明 的養(yǎng)殖燈用熒光粉以多種稀土材料為激活劑，發(fā)光光效高，節(jié)省電能。 具體地，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
(1 ) 一種養(yǎng)殖燈用熒光粉，其中，所述養(yǎng)殖燈用熒光粉的組成為 x(BaMg)^A7:aEu2+.yY203:bEu2+.zBa5切(P04)3F:mGd2+.(l-x-y畫z)(CeMg),-tAl,A9:tTb2+, 其中a=0.01 0.20, b=0.01~0.25, m=0.01 0.23, t=0.01~0.20;其中重量比x:y: z:(l-x-y)為(3.0 ~ 45.0): (1.0 ~ 27.0): ( 0.3 ~ 23 ) :(0.5 ~ 25)。
(2 )根據(jù)上述(1 )所述的養(yǎng)殖燈用熒光粉，其中，所述養(yǎng)殖燈用熒光粉 是將預(yù)合成的多種熒光粉混合后于還原性保護(hù)氣氛下且在1250~ 160(TC的溫度 下煅燒合成的。
(3) 根據(jù)上述(2)所述的養(yǎng)殖燈用熒光粉，其中，所述煅燒溫度為1350 ~ 1450°C。
(4) 根據(jù)上述(1)到(3)所述的養(yǎng)殖燈用熒光粉，其中，所述重量比 x:y:z:(l-x-y)為(5.0 —35.0): (4.0—19.0): (1.0~16) :(1.2 ~ 17)。
(5) —種養(yǎng)殖燈用焚光粉的合成方法，其中，所述方法包括兩步第一
步驟是在大氣氣氛下且在1250 ~ 150(TC的溫度下分別合成熒光粉 (BaMg)^oO": aEu2+、 Y203:bEu2+、 Ba5-m(P04)3F:mGd2+、 (CeMg),—tAl 019:tTb2+;第 二步是將所合成的多種熒光粉以重量比x: y: z: (l卞y)為(3. 0 ~ 45. 0): (1. 0 ~ 27. O):( 0. 3 ~ 23 ): (0. 5 ~ 25)進(jìn)行混合后，在還原性保護(hù)氣氛下且在1250- 1600 。C的溫度下煅燒合成
(6) 根據(jù)上述(5)所述的方法，其中，在煅燒合成所述養(yǎng)殖燈用熒光粉 的兩步中，加入助溶劑MgF2。
(7) 根據(jù)上述(6)所述的方法，其中，加入助溶劑的量為所述熒光粉重 量3 ~ 23重量％。(8) 根據(jù)上述(7)所述的方法，其中，加入助溶劑的量為所述熒光粉重 量5~16重量％。
(9) 根據(jù)上述(5)到(8)所述的方法，其中，使用磷酸氫鋇作為鋇原料。
(10) 根據(jù)上述(5)到(9)所述的方法，其中，使用氫氧化鋁作為鋁原料。
(11) 根據(jù)上述(5)到(10)所述的方法，其中，所述重量比x:y:z:(l-x-y) 為(5.0 ~ 35.0): (4.0 ~ 19.0): ( 1.0 ~ 16 ) :(1.2 ~ 17)。
(12) —種養(yǎng)殖燈，其是使用本發(fā)明的焚光粉制成的熒光燈。
(13) 根據(jù)上述(12)所述的養(yǎng)殖燈，其中，所述熒光燈在253.7nm紫 外線激發(fā)下，紫外輻射區(qū)峰值波長為312士lnm,熒光粉相對亮度(Br)不低于 標(biāo)準(zhǔn)三基色熒光粉亮度的92%,即顯色指數(shù)Ra^85。
本發(fā)明采用兩步煅燒法合成一種養(yǎng)殖燈用熒光粉，即，多種基礎(chǔ)熒光粉在 大氣氣氛下分別于不同的溫度下煅燒合成，然后，在還原性氣氛下高溫煅燒所 混合的熒光粉以得到本發(fā)明的復(fù)合熒光粉。涂覆有本發(fā)明復(fù)合熒光粉的養(yǎng)殖熒 光燈發(fā)射出如天然太陽光的白光，顯色指數(shù)高達(dá)85以上，并且光譜中含有適 宜的B波段紫外線(UV-B)，對動(dòng)物組織內(nèi)維生素、蛋白質(zhì)、碳水化合物等代 謝和肌體生物免疫機(jī)能有顯著影響。此外，本發(fā)明的養(yǎng)殖燈用熒光粉以多種稀 土材料為激活劑、發(fā)光光效高、節(jié)省電能。
而且，與以前的制備熒光粉的方法相比，本發(fā)明的熒光粉制備方法在預(yù)先 煅燒合成步驟中并不使用還原性氣氛，因此對于本發(fā)明的復(fù)雜熒光粉體系來 說，極大地簡化了生產(chǎn)工藝。并且易于控制的工藝條件有利于制備出所希望性 能的養(yǎng)殖燈用熒光粉。


圖l.l27(Bao.77Mgo.23)o.99Alio017:0.01Eu2+.21Y2O3:0.02Eu2+.12Ba4.97(PO4)3F:0.03Gd2+. 12(CeMg)H).96AliA9:0.04Tb"熒光粉在紅外區(qū)域的發(fā)射光譜(257.3nm激發(fā))，其 色坐標(biāo)為x=0.321， y=0.348。
圖2時(shí)27(830.77]\%).23)0.99^10017:0.0圧112+.21丫203:0.026112+'12834.97( 04)^:0.030(12+. 12(CeMg)H),96AliiO9:0.04Tb"熒光粉在紫外區(qū)域的發(fā)射光譜(257.3nm激發(fā))。
具體實(shí)施例方式
以下，通過具體實(shí)施方式
進(jìn)一步描述本發(fā)明，從而使本發(fā)明的技術(shù)方案對 本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說更力口清楚。
本發(fā)明提供一種主要成分由以下式表示的養(yǎng)殖燈用焚光粉 x(BaMg)^oOn:aEu2+.yY203:bEu2+'zBa5.m(P04)3F:mGd2+.(l-x-y-zXCeMg)HAl,A9:tTb2+， 其中a=0.(H~0.20, b=0.(H~0.25， m=0.01~0.23， t=0.01 0.20;其中重量比x:y: z:(l-x-y)為(3.0 45.0): (1.0-27.0): ( 0.3 ~ 23 ) :(0.5 ~ 25)。根據(jù)本發(fā)明的一種 實(shí)施方式，采用兩步法來生產(chǎn)該養(yǎng)殖燈所用熒光粉第一步，在大氣條件下煅 燒合成多種熒光粉(BaMg)w\l1()017: aEu2+、 Y203:bEu2+、 Ba5.m(P04)3F:mGd2+、 (CeMg),.tAl 019:tTb2+;其合成溫度在1100 ~ 1550。C之間，優(yōu)選為1250~ 1500°C 之間，最優(yōu)選為1350~ 1450°C;第二步，將預(yù)先合成的多種熒光粉按照(5.0 ~ 25.0) : (1.0-2.0) : (0.5-1.0)的重量比混合在高溫下煅燒合成得到。進(jìn)行 混合，并且在1250 ~ 1650。C,優(yōu)選1250~ 1600°C，優(yōu)選1350 ~ 1550°C,最優(yōu) 選為1350~ 1450。C的溫度下和在還原性保護(hù)氣氛下進(jìn)行煅燒合成以制備以下 組分的復(fù)合熒光粉
xCBaMg^^MoOwaEi^-yYA-bEu^zBas-mCPO^FmGcP'G-x-y-zXCeMghMA^Tb2: 其中a=0.01 0.20， b=0.01~0.25， m=0.01~0.23, t=0.(H~0.20;其中重量比x:y: z:(l-x-y)為(3.0 45.0): (1.0 — 27.0): ( 0.3 ~ 23 ) :(0.5 ~ 25) 在熒光粉技術(shù)領(lǐng)域，通常釆用在還原保護(hù)性氣氛下的高溫煅燒法直接合成 單組分熒光粉，即將相應(yīng)的金屬氧化物或化合物按照化學(xué)計(jì)量比進(jìn)行混合，放 入帶有還原性氣氛(或者另外加入產(chǎn)生還原性氣氛的物質(zhì))的高溫爐中進(jìn)行高 溫合成。例如，對于(BaMg)^Alu)On:aEu"和Y203:bEu"熒光粉，可以將鋇原料例 如BaO、 Ba(OH)2、 BaC03、 Ba2(OH)2C03、 Ba(N03)2等；鎂原料例如MgO、 Mg(OH)2、 MgC03、 Mg2(OH)2C03、 Mg(N03)2等；鋁原料例如A1203、 Al(OH)3、 NH4A1(0H)4A1(N03)3等以及稀土原料Y203、 Y(N03)3、 Eu203、 Eu(N03)3等預(yù) 混合，然后放入帶有還原性氣氛的高溫爐中在1350。C下燒結(jié)。
對于Ba5_m(P04)3F:mGd2+，除了如上所述可以使用相應(yīng)金屬的氧化物、氫氧 化物、碳酸鹽或堿式碳酸鹽、硝酸鹽等原料以外，還可以使用諸如Ba(H2P04)2、 BaHP04、 BaF等。而對于(CeMgVAl,A9:tTb";熒光粉，主要使用如上所述的相應(yīng)金屬的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽或堿式碳酸鹽、硝酸鹽等原料。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，高溫煅燒合成時(shí)的還原性氣氛包括H2、 H2 十N2混合氣體、CO、 CO + N2混合氣體等還原性氣體。為了安全起見，常見 采用H2 + N2混合氣體，其中H2占混合氣體的體積比例優(yōu)選為1~15%，優(yōu)選 為3 ~ 12%，更優(yōu)選為5 ~ 10%,最有選為7%。此外，也可以在混合粉料高溫 煅燒時(shí)，加入合適重量的還原炭粉，所加入的還原炭粉在高溫下產(chǎn)生還原性的 CO氣氛，而且炭粉本身也是一種還原劑，而且可以在高溫下完全燒掉。因此， 對于本發(fā)明使用炭粉也是一種優(yōu)選選擇。
但是，在本發(fā)明的熒光粉制備方法中，當(dāng)預(yù)煅燒合成多種熒光粉時(shí)，通常 不必使用還原性氣氛，從而簡化了高溫煅燒工藝，極大地降低了生產(chǎn)成本。
通常預(yù)先高溫煅燒合成的多種熒光粉的顆粒較大，為了便于第二步的進(jìn) 一步高溫合成，優(yōu)選在第二步合成之前磨碎至顆粒度為小于等于30|im,優(yōu)選 為5~15|im,更優(yōu)選為6~12pm?？梢允褂眯行乔蚰C(jī)進(jìn)行球磨或者使用氣 流粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎。
根據(jù)本發(fā)明的 一 種實(shí)施方式，本發(fā)明的第二步高溫煅燒的溫度通常為 1250 ~ 1600°C,優(yōu)選為1300 ~ 1500°C,更優(yōu)選為1350 ~ 1450°C,最優(yōu)選為 1380~ 1450°C。同樣地，為了保證最終生產(chǎn)出來的熒光粉的粒度，最后可以進(jìn) 行球磨，將熒光粉的顆?？刂圃谀軌蛲扛驳綗晒獾裙苌系牧６确秶鷥?nèi)，具體地， 其顆粒范圍在0.1~18(im，優(yōu)選為0.1~12pm，其中中心粒徑(D50)優(yōu)選不 大于8iim,更優(yōu)選不大于7pm,最優(yōu)選不大于5|im。 實(shí)施例
以下通過實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于以下的特定實(shí)施例。
首先，制備多種單組分的熒光粉，具體步驟如下 1. (Ba0.77Mg023)0.99A^On: 0.01Eu"熒光粉的制備
按照上述化學(xué)式稱取計(jì)量比的原料，鋇原料為磷酸氫鋇、鎂原料為碳酸鎂、 鋁原料為氧化鋁,其中稀土摻雜劑為光譜級的氧化銪。將所稱取的原料混合、 均勻研磨，在大氣氣氛下于1350。C下煅燒4小時(shí)，獲得組分為 (Baa77M織23)a99AlK)On.' 0.01Eu2+熒光粉。
82. Y2O3:0.02Ei產(chǎn)熒光粉的制備
按照上述化學(xué)式稱取計(jì)量比的原料，釔原料為硝酸^fc,其中稀土摻雜劑為 光語級的氧化銪。將所稱取的原料混合、均勻研磨，在大氣氣氛下于1420°C 下煅燒4小時(shí)，獲得組分為Y2O3:0.02Ei產(chǎn)焚光粉的熒光粉。
3. Ba497(PO4)3F:0.03Gd&熒光粉的制備
按照上述化學(xué)式稱取計(jì)量比的原料，鋇原料為磷酸氫鋇、鏑原料為光譜級 的氧化鏑。將所稱取的原料混合、均勻研磨，在大氣氣氛下于1340。C下煅燒4 小時(shí)，獲得組分為Ba4.97(PQO3F:O.O3Gd、熒光粉。
4 . (CeMg",96Al,A9:0.04Tb2+熒光粉的制備
按照上述化學(xué)式稱取計(jì)量比的原料，鈰原料為硝酸鈰、鎂原料為碳酸鎂、 鋁原料為氧化鋁,其中稀土摻雜劑鋱為光譜級的氧化鋱。將所稱取的原料混合、 均勻研磨，在大氣氣氛下于150(TC下煅燒4小時(shí)，獲得組分為 (CeMg)w.96AlnO,9:0.04Tb2+熒光粉。
第二步，將上述各步驟制備的焚光粉以重量比27: 21: 12: 12的比例混 合，在H2 + N2 (體積比為7: 93)混合氣體的保護(hù)氣氛下于152(TC下燒成， 得到粉末狀的復(fù)合熒光粉。如圖1、 2所測試的數(shù)據(jù)，該熒光粉可以發(fā)出312nm 左右的紫外光，同時(shí)發(fā)出足夠強(qiáng)度的白光，其中，色坐標(biāo)為x^0.321， y=0.348。
權(quán)利要求
1.一種養(yǎng)殖燈用熒光粉，其中，所述養(yǎng)殖燈用熒光粉組成由下式表示x(BaMg)1-aAl10O17:aEu2+·yY2O3:bEu2+·zBa5-m(PO4)3F:mGd2+·(1-x-y-z)(CeMg)1-tAl11O19:tTb2+，其中a＝0.01～0.20，b＝0.01～0.25，m＝0.01～0.23，t＝0.01～0.20；其中重量比x∶y∶z∶(1-x-y)為(3.0～45.0)∶(1.0～27.0)∶(0.3～23)∶(0.5～25)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖燈用熒光粉，其中，所述養(yǎng)殖燈用熒光粉是將預(yù)合成的多種熒光粉混合后于還原性保護(hù)氣氛下且在1250~ 1600。C的溫度下煅燒合成的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的養(yǎng)殖燈用熒光粉，其中，所述煅燒合成溫度為1350~ 1450。C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的養(yǎng)殖燈用熒光粉，其中，所述重量比x:y:z:(l-x-y)為(5.0 ~ 35.0): (4.0 ~ 19.0): ( 1.0 ~ 16 ) :(1.2 ~ 17)。
5. —種養(yǎng)殖燈用熒光粉的制備方法，其中，所述方法包括兩步步第一步驟是在大氣氣氛下且在1250 ~ 1500°C的溫度下分別合成熒光粉(BaMg)^oO": aEu2+、 Y203:bEu2+、 Ba5-m(P04)3F:mGd2+、 (CeMg^Al'A^tTb2,第二步是將所合成的多種熒光粉以重量比x:y: z:(l-x-y)為(3.0 ~ 45.0): (1.0-27.0):(0.3 ~ 23 ) :(0.5 ~ 25)進(jìn)行混合后，在還原性保護(hù)氣氛下且在1250 ~ 1600°C的溫度下煅燒合成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，在煅燒合成所述養(yǎng)殖燈用熒光粉的兩步驟中，加入助溶劑MgF2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，加入助溶劑的量為所述熒光粉重量3~23重量％。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，加入助溶劑的量為所述熒光粉重量5~16重量％。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5-8所述的方法，其中，使用磷酸氫鋇作為鋇原料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5-9所述的方法，其中，使用氫氧化鋁作為鋁原料。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5-10所述的方法，其中，所述重量比x:y: z:(l-x-y)為(5.0 ~ 35.0): (4.0 ~ 19.0): ( 1.0 ~ 16 ) :(1.2 ~ 17)。
12. —種養(yǎng)殖燈，其是使用本發(fā)明的熒光粉制成的熒光燈。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的養(yǎng)殖燈，其中，所述熒光燈在253.7nm紫外線激發(fā)下，紫外輻射區(qū)峰值波長為312士lnm，熒光粉相對亮度(Br)不低于標(biāo)準(zhǔn)三基色熒光粉亮度的92%,即顯色指數(shù)Ra^85。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種養(yǎng)殖燈用熒光粉、該熒光粉的制備方法以及由該熒光粉制備的養(yǎng)殖燈。該養(yǎng)殖燈用熒光粉的組成由以下式表示x(BaMg)_1-aAl₁₀O₁₇∶aEu²⁺·yY₂O₃∶bEu²⁺·zBa_5-m(PO₄)₃F∶mGd²⁺·(1-x-y-z)(CeMg)_1-tAl₁₁O₁₉∶tTb²⁺，其中a＝0.01～0.20，b＝0.01～0.25，m＝0.01～0.23，t＝0.01～0.20。在253.7nm紫外線激發(fā)下，該養(yǎng)殖燈用熒光粉所制成的養(yǎng)殖燈的熒光粉相對亮度(Br)不低于標(biāo)準(zhǔn)三基色熒光粉亮度的92％，紫外輻射區(qū)峰值波長為312±1nm，并且其顯色指數(shù)Ra≥85。
文檔編號C09K11/86GK101649201SQ20081011851
公開日2010年2月17日 申請日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者李迎九 申請人:河北省武強(qiáng)縣熒光粉廠