本發(fā)明涉及一種適于近紫外激發(fā)的光譜可調(diào)控的熒光粉及其制備方法，屬于發(fā)光技術領域。

背景技術：

白光發(fā)光二極管是一種新型全固態(tài)照明光源，相對于傳統(tǒng)照明光源具有高效、節(jié)能、環(huán)保、綠色照明、長壽命等優(yōu)點，被稱為21世紀的綠色光源。

通常采用藍光led芯片和yag：ce³⁺黃色熒光粉組合產(chǎn)生白光的配色方案。這樣的組合制作簡單，在所有白光led的組合方式中成本最低而效率最高，制備工藝成熟，產(chǎn)品穩(wěn)定。但是獲得的白光led光譜缺少紅色光譜部分，使得光源具有顯色指數(shù)偏低、色溫偏高，很難滿足醫(yī)學、建筑和家庭照明等特殊使用環(huán)境的要求。利用近紫外光led芯片激發(fā)藍、綠、紅三基色熒光粉，產(chǎn)生的多色光復合也可以得到白光。與藍光led基pc-w-led相比，這種方式獲得的白光具有較高的顯色指數(shù)和較低色溫。但是，在近紫外led芯片激發(fā)下熒光粉的能量轉(zhuǎn)換效率較低，限制了其在白光led中的應用。

在積極開發(fā)新型熒光粉的同時，如何在現(xiàn)有熒光粉中實現(xiàn)對光譜的調(diào)控，提高與白光led的匹配性和滿足不同場合的需求逐漸引起了人們的關注。eu²⁺離子的發(fā)光屬于4f⁶5d¹→4f¹躍遷發(fā)光,5d¹能態(tài)能量比較低,處于離子的最外層,電子裸露。因此，5d¹軌道的能級劈裂程度受晶體場影響很大。而不同基質(zhì)的晶體場環(huán)境可以影響eu²⁺離子的發(fā)光顏色和強度。我們可以通過其他元素進行取代來改變熒光粉基質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使得晶體場環(huán)境發(fā)生變化，來改善熒光粉的發(fā)光性能。

技術實現(xiàn)要素：

針對以上問題，本發(fā)明提供一種適于近紫外光激發(fā)的光譜可調(diào)控的磷酸鹽熒光粉。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種適于近紫外光激發(fā)的光譜可調(diào)控的磷酸鹽熒光粉，其化學式為：(sr9-xeux)(y1-ymg1.5y)(po4)7，其中x，y為摩爾分數(shù)，x的取值范圍：0.005≤x≤0.30，y的取值范圍：0≤y≤0.80。

一種適于近紫外光激發(fā)的光譜可調(diào)控的磷酸鹽熒光粉的制備方法，其包括如下步驟：

(1)按化學式(sr9-xeux)(y1-ymg1.5y)(po4)7的化學計量比，其中x，y為摩爾分數(shù)，x的取值范圍：0.005≤x≤0.30，y取值范圍：0≤y≤0.80，分別稱取含有sr²⁺的化合物、含有y³⁺的化合物、含有mg²⁺的化合物、含有eu²⁺的化合物以及含有p⁵⁺的化合物，在瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻，得到混合物。

(2)將步驟(1)得到的混合物置入剛玉坩鍋中，在還原氣氛下放入高溫爐中焙燒，焙燒溫度為1200～1400℃，焙燒時間為3～5小時。

(3)將步驟(2)得到的燒結(jié)體自然冷卻后取出，研磨粉碎后即得。

所述含有sr²⁺和mg²⁺的化合物為含有相應離子的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、鹵化物中的一種或其任意組合，所述含有y³⁺和eu²⁺的化合物均為含有相應離子的氧化物、硝酸鹽、鹵化物中的一種或其任意組合，所述含有p⁵⁺的化合物為含有相應離子的氧化物和磷酸鹽中的一種或二者組合。

所述的高溫爐為馬弗爐或管式爐。

所述的還原氣氛為co氣氛或氮氫混合氣氛。

本發(fā)明提供的適于近紫外光激發(fā)的光譜可調(diào)控的磷酸鹽熒光粉，通過mg²⁺取代y³⁺離子格位,改變其晶體場環(huán)境,制備出發(fā)光光譜從綠色到黃色顏色可調(diào)熒光粉,其色度坐標從(0.2527,0.5111)變化到(0.4104,0.5083)。

當mg²⁺取代y³⁺離子時的(sr8.95eu0.05)(y1-xmg1.5x)(po4)7熒光粉，所得到的熒光粉隨著mg²⁺離子濃度增加，位于330nm和370nm處的激發(fā)峰強度明顯增加，使熒光粉能夠更好地與近紫外led芯片匹配。

在400nm激發(fā)光激發(fā)下，所得熒光粉的發(fā)射光譜位于430～750nm范圍內(nèi),隨著mg²⁺摻雜濃度的增加，來自于eu²⁺的發(fā)光峰逐漸從515nm調(diào)節(jié)到569nm，并且紅光成分顯著增加。

該熒光粉在200～480nm激發(fā)波長范圍內(nèi)有很強的吸收,發(fā)光波長位于425～750nm范圍內(nèi)，熒光光譜可調(diào)控。本發(fā)明的熒光粉以磷酸鹽為基質(zhì)，原料成本低廉、無污染，制備方法簡單，易于操作，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1為本發(fā)明實施例1～5中熒光粉的激發(fā)光譜圖。

圖2為本發(fā)明實施例1～5中熒光粉的發(fā)射光譜圖。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構(gòu)成。

一種適于近紫外光激發(fā)的光譜可調(diào)控的磷酸鹽熒光粉，其化學式為：(sr9-xeux)(y1-ymg1.5y)(po4)7，其中x，y為摩爾分數(shù)，x的取值范圍：0.005≤x≤0.30，y的取值范圍：0≤y≤0.80。

一種適于近紫外光激發(fā)的光譜可調(diào)控的磷酸鹽熒光粉的制備方法，其包括如下步驟：

(1)按化學式(sr9-xeux)(y1-ymg1.5y)(po4)7的化學計量比，其中x，y為摩爾分數(shù)，x的取值范圍：0.005≤x≤0.30，y取值范圍：0≤y≤0.80，分別稱取含有sr²⁺的化合物、含有y³⁺的化合物、含有mg²⁺的化合物、含有eu²⁺的化合物以及含有p⁵⁺的化合物，在瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻，得到混合物。

(2)將步驟(1)得到的混合物置入剛玉坩鍋中，在還原氣氛下放入高溫爐中焙燒，焙燒溫度為1200～1400℃，焙燒時間為3～5小時。

(3)將步驟(2)得到的燒結(jié)體自然冷卻后取出，研磨粉碎后即得。

所述含有sr²⁺和mg²⁺的化合物為含有相應離子的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、鹵化物中的一種或其任意組合，所述含有y³⁺和eu²⁺的化合物均為含有相應離子的氧化物、硝酸鹽、鹵化物中的一種或其任意組合，所述含有p⁵⁺的化合物為含有相應離子的氧化物和磷酸鹽中的一種或二者組合。

所述的高溫爐為馬弗爐或管式爐。

所述的還原氣氛為co氣氛或氮氫混合氣氛。

實施例1

(sr8.95eu0.05)y(po4)7熒光粉的制備。

按化學計量比稱取srco3:0.9249克，y2o3:0.0779克，nh4h2po4:0.5636克，eu2o3:0.0062克，在瑪瑙研缽中混合研磨均勻后，放入剛玉坩堝中，置于高溫爐內(nèi)，在氫氣還原氣氛下于1300℃溫度下燒結(jié)4小時，自然冷卻后研磨，即得到(sr8.95eu0.05)y(po4)7熒光粉。

實施例2

(sr8.95eu0.05)(y0.8mg0.3)(po4)7熒光粉的制備。

按化學計量比稱取srco3:0.9249克，y2o3:0.0632克，nh4h2po4:0.5636克，eu2o3:0.0062克，mgo:0.0085克，在瑪瑙研缽中混合研磨均勻后，放入剛玉坩堝中，置于高溫爐內(nèi)，在氫氣還原氣氛下于1300℃溫度下燒結(jié)4小時，自然冷卻后研磨，即得到(sr8.95eu0.05)(y0.8mg0.3)(po4)7熒光粉。

實施例3

(sr8.95eu0.05)(y0.6mg0.6)(po4)7熒光粉的制備。

按化學計量比稱取srco3:0.9249克，y2o3:0.0474克，nh4h2po4:0.5636克，eu2o3:0.0062克，mgo:0.0169克，在瑪瑙研缽中混合研磨均勻后，放入剛玉坩堝中，置于高溫爐內(nèi)，在氫氣還原氣氛下于1300℃溫度下燒結(jié)4小時，自然冷卻后研磨，即得到(sr8.95eu0.05)(y0.6mg0.6)(po4)7熒光粉。

實施例4

(sr8.95eu0.05)(y0.4mg0.9)(po4)7熒光粉的制備。

按化學計量比稱取srco3:0.9249克，y2o3:0.0316克，nh4h2po4:0.5636克，eu2o3:0.0062克，mgo:0.0254克，在瑪瑙研缽中混合研磨均勻后，放入剛玉坩堝中，置于高溫爐內(nèi)，在氫氣還原氣氛下于1300℃溫度下燒結(jié)4小時，自然冷卻后研磨，即得到(sr8.95eu0.05)(y0.4mg0.9)(po4)7熒光粉。

實施例5

(sr8.95eu0.05)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉的制備。

按化學計量比稱取srco3:0.9249克，y2o3:0.0158克，nh4h2po4:0.5636克，eu2o3:0.0062克，mgo:0.0339克，在瑪瑙研缽中混合研磨均勻后，放入剛玉坩堝中，置于高溫爐內(nèi)，在氫氣還原氣氛下于1300℃溫度下燒結(jié)4小時，自然冷卻后研磨，即得到(sr8.95eu0.05)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉。

實施例1-5中給出了mg²⁺取代y³⁺離子時的(sr8.95eu0.05)(y1-xmg1.5x)(po4)7熒光粉，所得到的熒光粉在監(jiān)測515nm時測得的激發(fā)光譜如圖1所示，可以看出，隨著mg²⁺離子濃度增加，位于330nm和370nm處的激發(fā)峰強度明顯增加，使熒光粉能夠更好地與近紫外led芯片匹配。

同時，在400nm激發(fā)光激發(fā)下，所得熒光粉的發(fā)射光譜如圖2所示，發(fā)射光譜位于430～750nm范圍內(nèi),隨著mg²⁺摻雜濃度的增加，來自于eu²⁺的發(fā)光峰逐漸從515nm調(diào)節(jié)到569nm，并且紅光成分顯著增加。

實施例6

(sr8.995eu0.005)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉的制備。

按化學計量比稱取srco3:0.9295克，y2o3:0.0158克，nh4h2po4:0.5636克，eu2o3:0.0006克，mgo:0.0339克，在瑪瑙研缽中混合研磨均勻后，放入剛玉坩堝中，置于高溫爐內(nèi)，在氫氣還原氣氛下于1300℃溫度下燒結(jié)4小時，自然冷卻后研磨，即得到(sr8.95eu0.05)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉。

實施例7

(sr8.9eu0.10)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉的制備。

按化學計量比稱取srco3:0.9197克，y2o3:0.0158克，nh4h2po4:0.5636克，eu2o3:0.0123克，mgo:0.0339克，在瑪瑙研缽中混合研磨均勻后，放入剛玉坩堝中，置于高溫爐內(nèi)，在氫氣還原氣氛下于1300℃溫度下燒結(jié)4小時，自然冷卻后研磨，即得到(sr8.95eu0.05)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉。

實施例8

(sr8.8eu0.20)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉的制備。

按化學計量比稱取srco3:0.9094克，y2o3:0.0158克，nh4h2po4:0.5636克，eu2o3:0.0246克，mgo:0.0339克，在瑪瑙研缽中混合研磨均勻后，放入剛玉坩堝中，置于高溫爐內(nèi)，在氫氣還原氣氛下于1300℃溫度下燒結(jié)4小時，自然冷卻后研磨，即得到(sr8.95eu0.05)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉。

實施例9

(sr8.95eu0.05)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉的制備。

按化學計量比稱取srco3:0.9249克，y2o3:0.0158克，nh4h2po4:0.5636克，eu2o3:0.0062克，mgo:0.0339克，在瑪瑙研缽中混合研磨均勻后，放入剛玉坩堝中，置于高溫爐內(nèi)，在氫氣還原氣氛下于1200℃溫度下燒結(jié)4小時，自然冷卻后研磨，即得到(sr8.95eu0.05)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉。

實施例10

(sr8.95eu0.05)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉的制備。

按化學計量比稱取srco3:0.9249克，y2o3:0.0158克，nh4h2po4:0.5636克，eu2o3:0.0062克，mgo:0.0339克，在瑪瑙研缽中混合研磨均勻后，放入剛玉坩堝中，置于高溫爐內(nèi)，在氫氣還原氣氛下于1400℃溫度下燒結(jié)4小時，自然冷卻后研磨，即得到(sr8.95eu0.05)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉。

實施例11

(sr8.95eu0.05)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉的制備。

按化學計量比稱取srco3:0.9249克，y2o3:0.0158克，nh4h2po4:0.5636克，eu2o3:0.0062克，mgo:0.0339克，在瑪瑙研缽中混合研磨均勻后，放入剛玉坩堝中，置于高溫爐內(nèi)，在氫氣還原氣氛下于1300℃溫度下燒結(jié)3小時，自然冷卻后研磨，即得到(sr8.95eu0.05)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉。

實施例12

(sr8.95eu0.05)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉的制備。

按化學計量比稱取srco3:0.9249克，y2o3:0.0158克，nh4h2po4:0.5636克，eu2o3:0.0062克，mgo:0.0339克，在瑪瑙研缽中混合研磨均勻后，放入剛玉坩堝中，置于高溫爐內(nèi)，在氫氣還原氣氛下于1300℃溫度下燒結(jié)5小時，自然冷卻后研磨，即得到(sr8.95eu0.05)(y0.2mg1.2)(po4)7熒光粉。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。