高顯色節(jié)能燈用稀土硅酸鹽橙-紅光熒光材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高顯色節(jié)能燈用稀土硅酸鹽橙-紅光熒光材料及制備方法。目的是提供的方法和材料可以得到顯色指數(shù)高的節(jié)能燈用稀土熒光材料。技術(shù)方案是：高顯色節(jié)能燈用稀土硅酸鹽橙-紅光熒光材料，該熒光材料的通式為Mx-aSiO5:aRe，其中M為Ca或Sr或Ba中的一種或一種以上的組合,Re為Ce、Eu、Dy、Ho、Er、Tm或Yb中的一種或一種以上的組合,x=0-3;a=0-0.3。制備方法，其步驟是：將作為原料M的氧化物或碳酸鹽，及稀土氧化物和作為助熔劑的硼酸，按照通式Mx-aSiO5:aRe中的化學計量比稱好，研磨混勻后放入高溫爐中，還原氣氛下經(jīng)過一次或一次以上3-6小時的灼燒得到。
【專利說明】高顯色節(jié)能燈用稀土硅酸鹽橙-紅光熒光材料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一類硅酸鹽發(fā)光材料，其在250-500nm范圍可以有效地被激發(fā)，并發(fā)出橙-紅光特性；將其與三基色節(jié)能燈用稀土發(fā)光材料混合，可得到高顯色性節(jié)能燈用稀土熒光材料。
【背景技術(shù)】
[0002]稀土三基色節(jié)能燈在現(xiàn)在的照明仍占有相當大的比例，顯色指數(shù)是節(jié)能燈的一個重要指標，稀土三基色熒光材料(紅粉(Y2O3:Eu3+)、綠粉(CeTbMgAl11O19)、藍粉 (BaMgAl10O17IEu2+)的窄帶光譜，這種節(jié)能燈的發(fā)射光譜的不連續(xù)性決定了由其制作的色溫在2300-8000K節(jié)能燈的顯色指數(shù)一般在80左右，因此要彌補三基色線光譜波段的不足才能提高成燈后的顯色指數(shù)。
[0003]單獨稀土三基色熒光粉制燈后的局限性決定需要補充某種波段的熒光材料，才能提高燈的顯色指數(shù)。因此可以分析光譜圖為依據(jù)進行研究，如何提高Ra是看光譜中缺乏哪些波段，然后合成這些波段的具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的熒光材料。經(jīng)過研究表明:增加在520~ 630nm的光譜可以明顯提高節(jié)能燈的顯色指數(shù)。因此，尋求發(fā)射光譜在這個范圍內(nèi)的合適的熒光材料是提高顯色性的一個重要途徑。
[0004]硅酸鹽熒光材料的研究 比較早，是最早獲得應用的一類熒光體，如Mn2+激活的硅酸鋅和硅酸鋅鈹是最早用做熒光燈和CRT顯示器的綠色熒光體。堿土硅酸鹽是支持稀土離子發(fā)光的高效的基質(zhì)材料，具有穩(wěn)定性好、發(fā)射光譜覆蓋范圍廣等特點，一直是各種應用范圍的稀土熒光材料研究的熱點體系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供被250_410nm的光有效激發(fā)，發(fā)射出橙-紅光的硅酸鹽熒光材料以及制備方法，將其與稀土三基色熒光材料紅粉(Y2O3 = Eu3+)、綠粉(CeTbMgAl11O19)、藍粉(BaMgAlltlO17 = Eu2+)熒光材料混合，可以得到顯色指數(shù)高的節(jié)能燈用稀土熒光材料。
[0006]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:高顯色節(jié)能燈用稀土硅酸鹽橙-紅光熒光材料，其特征在于該熒光材料的通式為Mx_aSi05:aRe，其中M為Ca或Sr或Ba中的一種或一種以上的組合，Re為Ce、Eu、Dy、Ho、Er、Tm或Yb中的一種或一種以上的組合,x=0_3; a=0_0.3。
[0007]該熒光材料中還加入千分之一至千分之十質(zhì)量比的硼酸。
[0008]高顯色節(jié)能燈用稀土硅酸鹽橙-紅光熒光材料的制備方法，其步驟是:將作為原料M的氧化物或碳酸鹽，以及稀土氧化物和作為助熔劑的硼酸，按照通式Mx_aSi05:aRe中的化學計量比稱好，研磨混勻后放入剛玉坩堝中，在高溫爐1200-1400°C溫度范圍中，還原氣氛下經(jīng)過一次或一次以上3-6小時的灼燒得到。
[0009]所述還原氣氛是氮氫混合氣體，氫氣濃度1_12%。
[0010]所述熒光材料的細度小于lOum。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:通過調(diào)整M離子以及稀土的比例，可得到發(fā)射主峰在560-620nm處的寬帶光譜熒光材料，還可以有效吸收節(jié)能燈中的254、365、403和435nm的汞線，這對提高節(jié)能燈的顯色指數(shù)具有良好的效果。將其與稀土三基色熒光材料按不同比例混合從而得到高顯色性的節(jié)能燈用稀土熒光材料(普通稀土三基色熒光一般制燈顯指 80，加入此類硅酸鹽橙-紅光熒光材料顯色指數(shù)可以提高至88或以上)。并且這類熒光材料采用的都是以硅酸鹽基質(zhì)為主晶格，材料具有較好的穩(wěn)定性，從而得到的節(jié)能燈也具有良好的穩(wěn)定性和一致性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的發(fā)射光譜和激發(fā)光譜示意圖。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明中的熒光材料是通過高溫固相反應得到的；即將作為原料的M的氧化物或碳酸鹽，二氧化硅以及稀土氧化物，以及少量(總質(zhì)量的千分之一至千分之十)的硼酸作為助熔劑，按照附圖中的化學計量比稱好，研磨混勻后放入剛玉坩堝中，在高溫爐 1200-1400°C溫度范圍中，還原氣氛下經(jīng)過一次或一次以上、3-6小時的灼燒得到。通過上述方法得到的熒光材料球磨粉碎后即得到本發(fā)明中所用的熒光材料。
[0014]由附圖1中可以看出按上述方法獲得的熒光材料在250_500nm范圍內(nèi)的有效激發(fā)十分清晰，它們可以被該波長范圍的光激發(fā)，發(fā)射出橙-紅光，因此該熒光材料適用于彌補三基色節(jié)能燈的光譜。
[0015]以下結(jié)合實施例進一步解釋本發(fā)明中高顯色節(jié)能燈用熒光材料的的制備，下面的實施例僅用于說明，不應構(gòu)成對本發(fā)明要求保護的范圍的限制。
[0016]制粉實施例1
[0017]熒光材料Sr2.90Si05:0.05Eu2+, 0.05Er3+ 制備:
[0018]稱取原料
[0019]SrCO3:4.281 3g
[0020]SiO2:0.6008g
[0021]Eu2O3:0.088g
[0022]Er2O3:0.0956g
[0023]H3BO3:0.0323g
[0024]將混合物原料研磨并混合均勻后，在高溫爐1250±20°C溫度范圍中，還原氣氛 (氮氫混合氣體，氫氣濃度3-7%)下經(jīng)過4.5小時的一次灼燒得到。通過上述方法得到的熒光材料球磨粉碎至細度為8-9um后即得到本發(fā)明中所用的熒光材料。其激發(fā)光譜和發(fā)射光譜如附圖1所示。
[0025]制粉實施例2
[0026]熒光材料Sr2o 93Eu0.01Ce0.03Si05:0.03NaF Sr2.93Si05:0.03Eu2+，0.04Dy3+ 制備:
[0027]稱取原料
[0028]SrCO3:4.3256g
[0029]SiO2:0.6008g
[0030]Eu2O3:0.0528g[0031]Dy2O3:0.0746g
[0032]H3BO3:0.0329g
[0033]將混合物原料研磨并混合均勻后，在高溫爐1300 土 20°C溫度范圍中，還原氣氛(氮氫混合氣體，氫氣濃度6-10%)下經(jīng)過兩次灼燒得到，第一次灼燒3小時，室溫中冷卻I小時， 第二次灼燒2小時。通過上述方法得到的熒光材料球磨粉碎至細度為5-7um后即得到本發(fā)明中所用的熒光材料。其激發(fā)光譜和發(fā)射光譜如附圖1所示。
[0034]制燈實施例
[0035]以上述方法制得熒光材料(M3SiO5: aRe)與三基色稀土發(fā)光材料按一定的質(zhì)量比混合:橙紅粉 M3SiO5: aRe (5-20%)，紅粉 Y2O3: Eu3+(10-30%)，綠粉 CeTbMgAl11O19 (15-35%)，藍粉 BaMgAl10O17:Eu2+(15-25%)可制得顯色指數(shù)88以上的節(jié)能燈。
[0036]
【權(quán)利要求】
1.高顯色節(jié)能燈用稀土硅酸鹽橙-紅光熒光材料，其特征在于該熒光材料的通式為 Mx_aSi05:aRe，其中M為Ca或Sr或Ba中的一種或一種以上的組合，Re為Ce、Eu、Dy、Ho、Er、 Tm或Yb中的一種或一種以上的組合，x=0-3 ；a=0-0.3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高顯色節(jié)能燈用稀土硅酸鹽橙-紅光熒光材料，其特征在于: 該熒光材料中還加入千分之一至千分之十質(zhì)量比的硼酸。
3.高顯色節(jié)能燈用稀土硅酸鹽橙-紅光熒光材料的制備方法，其步驟是:將作為原料M 的氧化物或碳酸鹽，以及稀土氧化物和作為助熔劑的硼酸，按照通式Mx_aSi05:aRe中的化學計量比稱好，研磨混勻后放入剛玉坩堝中，在高溫爐1200-1400°C溫度范圍中，還原氣氛下經(jīng)過一次或一次以上3-6小時的灼燒得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高顯色節(jié)能燈用稀土硅酸鹽橙-紅光熒光材料的制備方法， 其特征在于:所述還原氣氛是氮氫混合氣體，氫氣濃度1_12%。
5.根據(jù) 權(quán)利要求4所述的高顯色節(jié)能燈用稀土硅酸鹽橙-紅光熒光材料的制備方法， 其特征在于:所述熒光材料的細度小于lOum。
【文檔編號】C09K11/59GK103571462SQ201310541060
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】周建明, 陳小英, 姜發(fā)祥, 張建明 申請人:衢州奧仕特照明有限公司