專利名稱：一種二價(jià)鉍離子摻雜硼酸鍶熒光材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光材料研究領(lǐng)域，具體是一種二價(jià)鉍離子摻雜硼酸鍶熒光粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
固態(tài)LED照明技術(shù)因具有能耗低、發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)、不含汞、體積小、不易破損等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)漸漸被應(yīng)用于普通照明、汽車、交通、成像、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域。目前已商品化的白光LED(WLED)是基于將一種藍(lán)光LED與具有藍(lán)光吸收黃色熒光粉復(fù)用的方案。這種基于藍(lán)光hGaN LED與Y3Al5O12:Ce3+ (YAG:Ce)復(fù)用的產(chǎn)品，其效率優(yōu)于緊湊型熒光燈，但與白熾燈、鹵素?zé)?色溫為2500-3200K，顯色指數(shù)CRI為100)相比，其劣勢(shì)在于色溫偏高，通常為4500-6500K ； CRI較低，通常小于80。為了適當(dāng)降低BLED+YAG:Ce色溫，提高其顯色指數(shù)CRI，獲得暖色調(diào)白光LED，通常需要引入另外一種長(zhǎng)波長(zhǎng)發(fā)射的熒光粉，譬如，橙色或紅色。新添加的發(fā)光材料要在藍(lán)光區(qū)域有吸收。另外一種獲得高CRI白光的方案是基于將一種紫外LED芯片與紅藍(lán)綠三種熒光粉復(fù)合，這種方案要求紅、藍(lán)或綠熒光粉具有紫外區(qū)，尤其是380nm附近的吸收。所以開(kāi)發(fā)在這個(gè)波段有吸收的熒光粉，將為未來(lái)提高WLED的性能提供另一種可能。關(guān)于二價(jià)鉍離子Bi2+摻雜發(fā)光材料的報(bào)道甚少。然而僅有的幾則報(bào)道卻顯示了其作為 WLED 用熒光材料的潛力。Blasse 等人 O； Phys. Chem. Solids 55，171 (1994)) 與彭明營(yíng)等人(φ . Lett. 34，26 ^位浙匆)發(fā)現(xiàn)空氣下合成的二價(jià)鉍離子摻雜SrB4O7: Bi具有紫外與藍(lán)光吸收，橙黃光發(fā)射；Blasse等人C/ Mater. Chem. 4，1349 (1994)) 發(fā)現(xiàn)1^04力嚴(yán)(1^3，Sr, Ba)具有紫外與藍(lán)光吸收，紅光發(fā)射；Srivastava (J. Lumin. 78，239 (1卯8))與彭明菅等X (Opt. Express 17，21169 泛洲匆)發(fā)現(xiàn)MBPO5:Bi2+(M=Qi， Sr, Ba)具有紫外與藍(lán)光吸收，紅光發(fā)射；彭明營(yíng)等人發(fā)現(xiàn)空氣下合成的SrB6Oltl: Bi，具有 380nm的吸收，紅光發(fā)射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種二價(jià)鉍離子摻雜硼酸鍶熒光粉及其制備方法。本發(fā)明采用價(jià)格低廉的鉍作為激活離子，利用本發(fā)明方法制備的SrB4O7: Bi 與SrB6Oltl: Bi熒光粉，其發(fā)光強(qiáng)度分別是空氣氣氛下合成的同等濃度鉍摻雜樣品的2倍以上。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括
一種二價(jià)鉍離子摻雜硼酸鍶熒光材料的制備方法，包括如下步驟
(1)按分子式SivxB4O7:XBi或SivxB6Oltl: xBi分別稱取含鍶、硼及鉍的化合物原料， 其中 0. 001 ^ χ ^ 0. 05 ；
(2)將上述稱好的原料，經(jīng)研磨混勻后，進(jìn)行預(yù)燒，并控制溫度為300 500°C；
(3)將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，進(jìn)行兩次高溫?zé)?，控制溫?00 900°C ；
(4)將燒制后的樣品放于600 900°C的還原性氣氛下反應(yīng)15分鐘 10小時(shí)，即可制得所需熒光材料。所述含鍶的化合物原料為碳酸鍶，碳酸氫鍶，氧化鍶，硝酸鍶，草酸鍶和醋酸鍶中的任一種。所述含硼的化合物原料為硼酸和三氧化二硼中的任一種。所述含鉍的化合物原料為三氧化二鉍，鉍粉，堿式碳酸鉍和氯化鉍中的任一種。所述還原性氣氛為石墨粉不完全燃燒產(chǎn)生的一氧化碳，氫氣或氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w。本發(fā)明的另一目的是提供一種由上述任意一項(xiàng)方法制備而成的二價(jià)鉍離子摻雜硼酸鍶熒光材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特征
(1)SrB4O7IBi具有M5nm與478nm寬帶吸收峰，紫外光或藍(lán)光激發(fā)下，具有覆蓋 560nm-660nm區(qū)間的橙黃色熒光，色坐標(biāo)為(0. 594,0. 405)，熒光壽命 11微秒，此樣品的發(fā)射強(qiáng)度是空氣氣氛下合成的同等濃度鉍摻雜樣品的2倍以上；
(2)SrB6O10IBi具有284與380nm的寬帶吸收，紫外光激發(fā)下具有覆蓋560nm-770nm區(qū)間的紅色熒光，色坐標(biāo)為(0. 684，0.315)，其熒光壽命約為11微秒，此樣品的發(fā)射強(qiáng)度是空氣氣氛下合成的同等濃度鉍摻雜樣品的140倍以上。


圖1是發(fā)射光譜比較對(duì)應(yīng)激發(fā)波長(zhǎng)M5nm。曲線1 本發(fā)明方法制備的鉍摻雜硼酸鍶Sra 995B407:0. 005Bi，氫氣下處理30分鐘；曲線2 空氣下制備的Sra 995B4O7:0. 005Bi，空氣下處理30分鐘。藍(lán)光478nm激發(fā)下發(fā)射光譜與M5nm激發(fā)類似；
圖2是本發(fā)明方法制備的鉍摻雜硼酸鍶Sra 995B4O7 = O. 005Β 的紫外區(qū)激發(fā)光譜對(duì)應(yīng)發(fā)射波長(zhǎng)589nm ；
圖3是本發(fā)明方法制備的鉍摻雜硼酸鍶Sra 995B4O7 = O. 005Β 的藍(lán)光區(qū)激發(fā)光譜對(duì)應(yīng)發(fā)射波長(zhǎng)589nm ；
圖4是本發(fā)明方法制備的鉍摻雜硼酸鍶Sra 995B6Oltl = O. 005Β 的熒光衰減曲線發(fā)射波長(zhǎng)589nm，激發(fā)波長(zhǎng)M5nm ；
圖5是發(fā)射光譜比較對(duì)應(yīng)激發(fā)波長(zhǎng)M5nm。曲線1 本發(fā)明方法制備的鉍摻雜硼酸鍶 Sr。.995B407:0. 005Bi，氫氣下處理60分鐘；曲線2 空氣下制備的Sra 995B4O7:0. 005Bi，空氣下處理60分鐘。藍(lán)光478nm激發(fā)下發(fā)射光譜與M5nm激發(fā)類似；
圖6是發(fā)射光譜比較對(duì)應(yīng)激發(fā)波長(zhǎng)M5nm。曲線1 本發(fā)明方法制備的鉍摻雜硼酸鍶 Sra 995B4O7 = O. 005Bi，氫氣下處理600分鐘；曲線2 空氣下制備的Sr0.995B407:0. 005Bi，空氣下處理600分鐘。藍(lán)光478nm激發(fā)下發(fā)射光譜與M5nm激發(fā)類似；
圖7是發(fā)射光譜比較對(duì)應(yīng)激發(fā)波長(zhǎng)^5nm。曲線1 本發(fā)明方法制備的鉍摻雜硼酸鍶 Sra 995B6Oltl:0. 005Bi，氫氣下處理30分鐘；曲線2 空氣下制備的Sra 995B6Oltl:0. 005Bi，空氣下處理30分鐘，為便于比較，光譜被放大100倍。380nm激發(fā)下發(fā)射光譜與激發(fā)類似；圖8是本發(fā)明方法制備的鉍摻雜硼酸鍶Sra 995B6CVO. 005Β 的紫外區(qū)激發(fā)光譜對(duì)應(yīng)發(fā)射波長(zhǎng)660nm ；
圖9是本發(fā)明方法制備的鉍摻雜硼酸鍶Sra 995B6CVO. 005Β 的紫外區(qū)激發(fā)光譜對(duì)應(yīng)發(fā)射波長(zhǎng)660nm ；
圖10是本發(fā)明方法制備的鉍摻雜硼酸鍶Sra 995B6CVO. 005Β 的熒光衰減曲線發(fā)射波長(zhǎng)660nm，激發(fā)波長(zhǎng)；
圖11是發(fā)射光譜比較對(duì)應(yīng)激發(fā)波長(zhǎng)^5nm。曲線1 本發(fā)明方法制備的鉍摻雜硼酸鍶Sra 995B6Oltl:0. 005Bi，氫氣下處理60分鐘；曲線2 空氣下制備的Sra 995B6Oltl:0. 005Bi，空氣下處理60分鐘，為便于比較，光譜被放大100倍。380nm激發(fā)下發(fā)射光譜與激發(fā)類似；
圖12是發(fā)射光譜比較對(duì)應(yīng)激發(fā)波長(zhǎng)^5nm。曲線1 本發(fā)明方法制備的鉍摻雜硼酸鍶 Sra 995B6Oltl:0. 005Bi，氫氣下處理120分鐘；曲線2 空氣下制備的Sra 995B6Oltl:0. 005Bi，空氣下處理120分鐘，為便于比較，光譜被放大100倍。380nm激發(fā)下發(fā)射光譜與激發(fā)類似。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此，對(duì)于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。實(shí)施例1
選取碳酸鍶，硼酸及三氧化二鉍作起始原料，按Sra 995B4O7 = O. 005Β 分別稱取三種原料，控制混合物總重為20克。20克混合物經(jīng)球磨混勻后，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，控制硼酸分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在 500°C空氣下預(yù)燒1小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，放入坩堝，空氣下在750°C 燒制10小時(shí)。研磨后，空氣下于850°C燒制20小時(shí)。再次磨勻后，樣品于850°C H2中處理 30分鐘，即制得二價(jià)鉍摻雜硼酸鍶。為了對(duì)比，同樣組成的樣品，按上述步驟進(jìn)行處理，不同之處是，最后一個(gè)環(huán)節(jié)變?yōu)閰⒈葮悠酚?50°C空氣中灼燒30分鐘。經(jīng)X射線衍射分析， 燒制的樣品均為SrB4O7純相。如圖1所示，本發(fā)明方法或空氣下制備的熒光粉，在M5nm或 478nm激發(fā)下都可以產(chǎn)生峰位位于589nm的橙黃色熒光。熒光覆蓋560nm-660nm光譜區(qū)，色坐標(biāo)為(0.594,0. 405)。本發(fā)明方法制備的熒光粉，發(fā)光強(qiáng)度是空氣下的2.1倍。圖2與圖 3是本發(fā)明方法制備樣品的激發(fā)光譜，其顯示Sra 995B4O7 = O. 005Β 具有M5nm與478nm寬帶吸收峰。圖4是本發(fā)明方法制備樣品的熒光衰減曲線，其顯示本樣品熒光壽命為11. M微秒。實(shí)施例2
選取碳酸氫鍶，三氧化二硼及鉍粉作起始原料，按Sra 995B4O7 = O. 005Β 分別稱取三種原料，控制混合物總重為20克。20克混合物經(jīng)球磨混勻后，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，控制硼酸分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在 300°C空氣下預(yù)燒5小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，放入坩堝，空氣下在750°C 燒制10小時(shí)。研磨后，空氣下于850°C燒制5小時(shí)。再次磨勻后，樣品于850°C N2/H2中處理60分鐘，即制得二價(jià)鉍摻雜硼酸鍶。為了對(duì)比，同樣組成的樣品，按上述步驟進(jìn)行處理，不同之處是，最后一個(gè)環(huán)節(jié)變?yōu)閰⒈葮悠酚?50°C空氣中灼燒60分鐘。經(jīng)X射線衍射分析， 燒制的樣品均為SrB4O7純相。如圖5所示，本發(fā)明方法或空氣下制備的熒光粉，在M5nm或 478nm激發(fā)下都可以產(chǎn)生峰位位于589nm的橙黃色熒光。熒光覆蓋560nm-660nm光譜區(qū)，色坐標(biāo)為(0. 594,0. 405)。本發(fā)明方法制備的熒光粉，發(fā)光強(qiáng)度是空氣下的2. 2倍。樣品的激發(fā)光譜與圖2與圖3類似。熒光衰減曲線顯示本樣品熒光壽命為11. 70微秒。實(shí)施例3
選取草酸鍶，硼酸及鉍粉作起始原料，按Sra 995B4O7 = O. 005Β 分別稱取三種原料，控制混合物總重為20克。20克混合物經(jīng)球磨混勻后，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，控制硼酸分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在400°C空氣下預(yù)燒5小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，放入坩堝，空氣下在750°C燒制10 小時(shí)。研磨后，空氣下于850°C燒制2小時(shí)。再次磨勻后，樣品于850°C CO中處理600分鐘，即制得二價(jià)鉍摻雜硼酸鍶。為了對(duì)比，同樣組成的樣品，按上述步驟進(jìn)行處理，不同之處是，最后一個(gè)環(huán)節(jié)變?yōu)閰⒈葮悠酚?50°C空氣中灼燒600分鐘。經(jīng)X射線衍射分析，燒制的樣品均為SrB4O7純相。如圖6所示，本發(fā)明方法或空氣下制備的熒光粉，在M5nm或478nm 激發(fā)下都可以產(chǎn)生峰位位于589nm的橙黃色熒光。熒光覆蓋560nm-660nm光譜區(qū)，色坐標(biāo)為(0. 594,0. 405)。本發(fā)明方法制備的熒光粉，發(fā)光強(qiáng)度是空氣下的2. 3倍。樣品的激發(fā)光譜與圖2與圖3類似。熒光衰減曲線顯示本樣品熒光壽命為11. 54微秒。實(shí)施例4
選取氧化鍶，三氧化二硼及堿式碳酸鉍作起始原料，按Sra95B4O7 = O. 05Β 分別稱取三種原料，控制混合物總重為20克。20克混合物經(jīng)球磨混勻后，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，控制硼酸分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在450°C空氣下預(yù)燒5小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，放入坩堝，空氣下在 900°C燒制2小時(shí)。研磨后，空氣下于900°C燒制5小時(shí)。再次磨勻后，樣品于900°C N2/H2 中處理15分鐘，即制得二價(jià)鉍摻雜硼酸鍶。為了對(duì)比，同樣組成的樣品，按上述步驟進(jìn)行處理，不同之處是，最后一個(gè)環(huán)節(jié)變?yōu)閰⒈葮悠酚?00°C空氣中灼燒15分鐘。經(jīng)X射線衍射分析，燒制的樣品均為SrB4O7純相。熒光粉的光譜性質(zhì)同實(shí)施例1中類似。本發(fā)明方法制備的熒光粉，發(fā)光強(qiáng)度是空氣下的2. 1倍。實(shí)施例5
選取硝酸鍶，三氧化二硼及氯化鉍作起始原料，按Sra95B407:0. OOlBi分別稱取三種原料，控制混合物總重為20克。20克混合物經(jīng)球磨混勻后，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，控制硼酸分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在 400°C空氣下預(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，空氣下在 600°C燒制10小時(shí)。研磨后，空氣下于900°C燒制1小時(shí)。再次磨勻后，樣品于900°C H2中處理15分鐘，即制得二價(jià)鉍摻雜硼酸鍶。為了對(duì)比，同樣組成的樣品，按上述步驟進(jìn)行處理，不同之處是，最后一個(gè)環(huán)節(jié)變?yōu)閰⒈葮悠酚?00°C空氣中灼燒15分鐘。經(jīng)X射線衍射分析，燒制的樣品均為SrB4O7純相。熒光粉的光譜性質(zhì)同實(shí)施例1中類似。本發(fā)明方法制備的熒光粉，發(fā)光強(qiáng)度是空氣下的2. 3倍。實(shí)施例6
選取醋酸鍶，三氧化二硼及氯化鉍作起始原料，按Sra95B407:0. OOlBi分別稱取三種原
6料，控制混合物總重為20克。20克混合物經(jīng)球磨混勻后，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，控制硼酸分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在 400°C空氣下預(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，空氣下在 600°C燒制10小時(shí)。研磨后，空氣下于900°C燒制1小時(shí)。再次磨勻后，樣品于900°C H2中處理15分鐘，即制得二價(jià)鉍摻雜硼酸鍶。為了對(duì)比，同樣組成的樣品，按上述步驟進(jìn)行處理，不同之處是，最后一個(gè)環(huán)節(jié)變?yōu)閰⒈葮悠酚?00°C空氣中灼燒15分鐘。經(jīng)X射線衍射分析，燒制的樣品均為SrB4O7純相。熒光粉的光譜性質(zhì)同實(shí)施例1中類似。實(shí)施例7
選取草酸鍶，硼酸及三氧化二鉍作起始原料，按Sra 995B6Oltl = O. 005Β 分別稱取三種原料，控制混合物總重為20克。20克混合物經(jīng)球磨混勻后，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，控制硼酸分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在 500°C空氣下預(yù)燒5小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，放入坩堝，空氣下在700°C 燒制10小時(shí)。研磨后，空氣下于700°C燒制10小時(shí)。再次磨勻后，樣品于700°C N2/H2中處理30分鐘，即制得二價(jià)鉍摻雜硼酸鍶。為了對(duì)比，同樣組成的樣品，按上述步驟進(jìn)行處理， 不同之處是，最后一個(gè)環(huán)節(jié)變?yōu)閰⒈葮悠酚?00°C空氣中灼燒30分鐘。經(jīng)X射線衍射分析， 燒制的樣品均為SrB6Oltl純相。如圖7所示，本發(fā)明方法或空氣下制備的熒光粉，在或 380nm激發(fā)下都可以產(chǎn)生峰位位于660nm的紅色熒光。紅色熒光覆蓋560nm-770nm區(qū)間，色坐標(biāo)為(0.684,0. 315)。本發(fā)明方法制備的熒光粉，發(fā)光強(qiáng)度是空氣下的IM倍。圖8與圖 9是本發(fā)明方法制備樣品的激發(fā)光譜，其顯示Sra 995B6Oltl = O. 005Β 具有觀5歷與380nm寬帶吸收峰。圖10是本發(fā)明方法制備樣品的熒光衰減曲線，其顯示本樣品熒光壽命為11. 04微秒。實(shí)施例8
選取氧化鍶，三氧化二硼及氯化鉍作起始原料，按Sra 995B6Oltl = O. 005Β 分別稱取三種原料，控制混合物總重為20克。20克混合物經(jīng)球磨混勻后，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，控制硼酸分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在300°C空氣下預(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，空氣下在 600°C燒制1小時(shí)。研磨后，空氣下于700°C燒制20小時(shí)。再次磨勻后，樣品于700°C N2/H2 中處理60分鐘，即制得二價(jià)鉍摻雜硼酸鍶。為了對(duì)比，同樣組成的樣品，按上述步驟進(jìn)行處理，不同之處是，最后一個(gè)環(huán)節(jié)變?yōu)閰⒈葮悠酚?00°C空氣中灼燒60分鐘。經(jīng)X射線衍射分析，燒制的樣品均為SrB6Oltl純相。如圖11所示，本發(fā)明方法或空氣下制備的熒光粉，在 285nm或380nm激發(fā)下都可以產(chǎn)生峰位位于660nm的紅色熒光。紅色熒光覆蓋560nm_770nm 區(qū)間，色坐標(biāo)為(0.684,0. 315)。本發(fā)明方法制備的熒光粉，發(fā)光強(qiáng)度是空氣下的160倍。 樣品熒光壽命為12. 47微秒。實(shí)施例9
選取醋酸鍶，三氧化二硼及堿式碳酸鉍作起始原料，按Sra 995B6Oltl = O. 005Β 分別稱取三種原料，控制混合物總重為20克。20克混合物經(jīng)球磨混勻后，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，控制硼酸分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在400°C空氣下預(yù)燒5小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，放入坩堝，空氣下在 700°C燒制10小時(shí)。研磨后，空氣下于700°C燒制20小時(shí)。再次磨勻后，樣品于700°C CO中處理120分鐘，即制得二價(jià)鉍摻雜硼酸鍶。為了對(duì)比，同樣組成的樣品，按上述步驟進(jìn)行處理，不同之處是，最后一個(gè)環(huán)節(jié)變?yōu)閰⒈葮悠酚?00°C空氣中灼燒120分鐘。經(jīng)X射線衍射分析，燒制的樣品均為SrB6Oltl純相。如圖12所示，本發(fā)明方法或空氣下制備的熒光粉，在 285nm或380nm激發(fā)下都可以產(chǎn)生峰位位于660nm的紅色熒光。紅色熒光覆蓋560nm_770nm 區(qū)間，色坐標(biāo)為(0. 684，0. 315)。本發(fā)明方法制備的熒光粉，激發(fā)光譜與實(shí)施例7類似，發(fā)光強(qiáng)度是空氣下的145倍。樣品熒光壽命為11. 47微秒。實(shí)施例10
選取碳酸鍶，硼酸及鉍粉作起始原料，按Sra 995B6Oltl = O. 05Β 分別稱取三種原料，控制混合物總重為20克。20克混合物經(jīng)球磨混勻后，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，控制硼酸分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在500°C空氣下預(yù)燒5小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，放入坩堝，空氣下在600°C燒制20 小時(shí)。研磨后，空氣下于600°C燒制20小時(shí)。再次磨勻后，樣品于600°C CO中處理600分鐘，即制得二價(jià)鉍摻雜硼酸鍶。為了對(duì)比，同樣組成的樣品，按上述步驟進(jìn)行處理，不同之處是，最后一個(gè)環(huán)節(jié)變?yōu)閰⒈葮悠酚?00°C空氣中灼燒600分鐘。經(jīng)X射線衍射分析，燒制的樣品均為SrB6Oltl純相。熒光粉的光譜性質(zhì)同實(shí)施例7中類似。本發(fā)明方法制備的熒光粉， 發(fā)光強(qiáng)度是空氣下的150倍。實(shí)施例11
選取碳酸氫鍶，硼酸及三氧化二鉍作起始原料，按Sra 999B6Oltl = O. OOlBi分別稱取三種原料，控制混合物總重為20克。20克混合物經(jīng)球磨混勻后，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，控制硼酸分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在500°C空氣下預(yù)燒5小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，放入坩堝，空氣下在 700°C燒制10小時(shí)。研磨后，空氣下于700°C燒制10小時(shí)。再次磨勻后，樣品于700°C H2 中處理15分鐘，即制得二價(jià)鉍摻雜硼酸鍶。為了對(duì)比，同樣組成的樣品，按上述步驟進(jìn)行處理，不同之處是，最后一個(gè)環(huán)節(jié)變?yōu)閰⒈葮悠酚?00°C空氣中灼燒15分鐘。經(jīng)X射線衍射分析，燒制的樣品均為SrB6Oltl純相。熒光粉的光譜性質(zhì)同實(shí)施例7中類似。本發(fā)明方法制備的熒光粉，發(fā)光強(qiáng)度是空氣下的140倍。實(shí)施例12
選取硝酸鍶，硼酸及三氧化二鉍作起始原料，按Sra 999B601(1:0. OOlBi分別稱取三種原料，控制混合物總重為20克。20克混合物經(jīng)球磨混勻后，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，控制硼酸分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在 500°C空氣下預(yù)燒5小時(shí)。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，放入坩堝，空氣下在700°C 燒制10小時(shí)。研磨后，空氣下于700°C燒制10小時(shí)。再次磨勻后，樣品于700°C H2中處理 15分鐘，即制得二價(jià)鉍摻雜硼酸鍶。為了對(duì)比，同樣組成的樣品，按上述步驟進(jìn)行處理，不同之處是，最后一個(gè)環(huán)節(jié)變?yōu)閰⒈葮悠酚?00°C空氣中灼燒15分鐘。經(jīng)X射線衍射分析，燒制的樣品均為SrB6Oltl純相。熒光粉的光譜性質(zhì)同實(shí)施例7中類似。本發(fā)明方法制備的熒光粉，發(fā)光強(qiáng)度是空氣下的140倍。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)施方式并不受上述實(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
1.一種二價(jià)鉍離子摻雜硼酸鍶熒光材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)按分子式SivxB4O7:XBi或SivxB6Oltl: xBi分別稱取含鍶、硼及鉍的化合物原料， 其中 0. 001 ^ χ ^ 0. 05 ；(2)將上述稱好的原料，經(jīng)研磨混勻后，進(jìn)行預(yù)燒，并控制溫度為300 500°C；(3)將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，進(jìn)行兩次高溫?zé)?，控制溫?00 900°C ；(4)將燒制后的樣品放于600 900°C的還原性氣氛下反應(yīng)15分鐘 10小時(shí)，即可制得所需熒光材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含鍶的化合物原料為碳酸鍶，碳酸氫鍶，氧化鍶，硝酸鍶，草酸鍶和醋酸鍶中的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述含硼的化合物原料為硼酸和三氧化二硼中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述含鉍的化合物原料為三氧化二鉍，鉍粉，堿式碳酸鉍和氯化鉍中的任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述還原性氣氛為石墨粉不完全燃燒產(chǎn)生的一氧化碳，氫氣或氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w。
6.一種二價(jià)鉍離子摻雜硼酸鍶熒光材料，其特征在于，由權(quán)利要求1至5所述的任意一項(xiàng)方法制備而成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種二價(jià)鉍離子摻雜硼酸鍶熒光材料及其制備方法，包括按分子式Sr1-xB4O7:xBi或Sr1-xB6O10:xBi分別稱取含鍶、硼及鉍的化合物原料，其中0.001≤x≤0.05；研磨混勻后預(yù)燒，控制溫度300～500oC；預(yù)燒后再次研磨混勻后，高溫?zé)苾纱危刂茰囟?00～900oC；再將樣品放于600～900oC還原性氣氛下反應(yīng)15分鐘～10小時(shí)。本發(fā)明方法制備的熒光粉，其發(fā)光強(qiáng)度分別是空氣氣氛下合成的同等濃度鉍摻雜樣品的2倍或140倍以上，并且有望提高白光LED的顯色性能。
文檔編號(hào)C09K11/63GK102533262SQ20111042581
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者彭明營(yíng) 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)