一種磷鋁酸鹽熒光粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熒光粉，尤其涉及一種磷鋁酸鹽熒光粉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為解決石油、煤炭等資源匱乏引發(fā)的世界能源危機(jī)，各國紛紛把節(jié)電產(chǎn)業(yè)特別是白光LED產(chǎn)業(yè)納入國家發(fā)展戰(zhàn)略中。白光LED是一種將電能轉(zhuǎn)換為白光的固體光源，具有省電、抗震、壽命長、響應(yīng)快、可回收、無污染等優(yōu)點(diǎn)，在照明、顯示等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。目前，白光LED主要是通過紫光或藍(lán)光LED芯片上涂覆熒光粉實(shí)現(xiàn)，所發(fā)出的白光中有60~100%來自于熒光粉，因此，制備高性能的熒光粉成為發(fā)展白光LED產(chǎn)業(yè)中的重要一環(huán)。
[0003]近幾年開發(fā)的熒光粉主要是稀土摻雜的硫化物、鋁酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽、氮化物熒光粉。硫化物熒光粉雖然具有較高的發(fā)光效率，但是，硫化物非常不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生對(duì)人體有害的氣體。鋁酸鹽、磷酸鹽和硅酸鹽熒光粉雖然價(jià)格低廉，發(fā)光效率較高，但是該方面的技術(shù)被國外壟斷。為了拓展熒光粉種類，在此基礎(chǔ)上人們將酸根離子進(jìn)行復(fù)配制備了硅鋁酸鹽熒光粉、磷硅酸鹽熒光粉等，如:鋁酸根和硅酸根復(fù)配開發(fā)了硅鋁酸鹽熒光粉。中國科學(xué)院長春光機(jī)所的張加驊等制備了色彩可調(diào)的BaMg2Al6Si903。熒光粉，復(fù)旦大學(xué)馬林等制S7M7_a(P04)X(Si04)U4_4xV3Eua (M=Ba、Sr、Ca)綠色熒光粉。鋁酸鹽熒光粉和磷酸鹽熒光粉是熒光粉中兩個(gè)重要的分支，已經(jīng)在白光LED照明中大量應(yīng)用，如Y3Al5012:Ce3+黃色熒光粉、LiSrP04:Eu2+藍(lán)色熒光粉。然而，有關(guān)鋁酸根和磷酸根復(fù)配的磷鋁酸鹽熒光粉的研究還比較少。
[0004]總體上來說，關(guān)于磷鋁酸鹽熒光粉的研究還處于起步階段，種類少，發(fā)光效率偏低，尚有許多內(nèi)容有待研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種磷鋁酸鹽熒光粉。該熒光粉以堿土金屬離子為陽離子基團(tuán)，以磷鋁酸根離子為陰離子基團(tuán)，以稀土離子作為發(fā)光離子。該熒光粉可以被紫光或藍(lán)光有效激發(fā)，并在可見光區(qū)有光的輸出，可用于功率型半導(dǎo)體照明器件的發(fā)光層。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供上述熒光粉的制備方法。
[0007]本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明磷鋁酸鹽熒光粉的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為M3 aAlP07:aR，其中:M3 aAlP(Mt為基質(zhì)材料，摻雜的R作為發(fā)光中心離子，其中0〈a ( 0.2，1代表1%、0&、5廠8&離子中的一種或幾種的組合，R為堿金屬Ce、Tb、Eu、Dy離子中的一種或幾種的組合。
[0008]本發(fā)明在可見光波段范圍具有優(yōu)良的熒光性能，有效激發(fā)波長在250?460 nm之間，發(fā)射波長在400?660 nm之間。
[0009]上述磷鋁酸鹽熒光粉是通過如下方法制備:
(1)采用純度高于99%的MC03、A1203和(順4)2即04作為基質(zhì)的原料，采用純度高于99.99%的R氧化物作為發(fā)光離子的原料；按照M3 aAlP07: aR的化學(xué)計(jì)量比稱取原料，經(jīng)球磨混合均勻；
(2)將混合好的原料放入剛玉坩禍內(nèi)，程序升溫到1200?1500°C，在該溫度下保持2?6小時(shí)焙燒，然后冷卻到室溫；
(3)將冷卻后的粉體再經(jīng)過洗滌、干燥得到本發(fā)明磷鋁酸鹽熒光粉。
[0010]上述含M元素的碳酸鹽選自MgC03、CaCO3, SrCO3, BaCO3*的一種或幾種組合。
[0011]上述R氧化物選自Ce02、Tb203、Eu203、Dy2O3中的一種或幾種組合。
[0012]本發(fā)明中原料的種類和含量，由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明實(shí)際需要自行調(diào)整。
[0013]上述程序升溫的速率為100?600°C /小時(shí)。
[0014]上述焙燒過程在空氣或者氫氣與氮?dú)饣旌蠚獾臍夥罩小?br>[0015]
本發(fā)明的有益效果是:
磷酸根和鋁酸根離子復(fù)配制備出堿土金屬磷鋁酸鹽熒光粉。
[0016]獲得可調(diào)控的譜帶發(fā)射:一是利用稀土離子外層電子與配位場的相互作用強(qiáng)，通過改變堿土金屬的種類和含量來調(diào)控發(fā)射譜帶；二是通過更換稀土發(fā)光離子來調(diào)控發(fā)射光
L曰O
[0017]具有很高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，在白光LED照明和PDP顯示等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。
[0018]
【附圖說明】
[0019]圖1是實(shí)施例1中Ba2.9QAlP07:0.1OEu3+的X射線衍射圖譜；
圖2是實(shí)施例1中Ba2.9QAlP07:0.1OEu3+的激發(fā)光譜；
圖3是實(shí)施例1中Ba2.9QAlP07:0.1OEu3+的發(fā)射光譜；
圖4是實(shí)施例2中CaSrh9sAlPO7 = 0.02Tb3+的發(fā)射光譜；
圖5是實(shí)施例3中Sri98AlPO7: 0.02Dy3+的發(fā)射光譜。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明中一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明所有原料為市售產(chǎn)品。
[0021]實(shí)施例1:
Ba2.90AlP07:0.1OEu3+熒光粉的合成。
[0022]按照化學(xué)計(jì)量比稱取5.72克碳酸鋇、0.51克三氧化二鋁、1.15磷酸氫二銨和
0.175克三氧化二銪，將稱取的原料放于瑪瑙罐中，采用研磨方式將粉體研細(xì)及混合均勻。
[0023]隨后將混合好的原料放置于剛玉舟內(nèi)，在高溫電阻爐中，在空氣氣氛下，高溫管式爐中，以100°C /小時(shí)的升溫速率加熱到1200°C，并在該溫度下保持2小時(shí)，隨后緩慢冷卻至室溫。
[0024]將燒結(jié)得到的粉料研磨成粉末，用去離子水和乙醇分別洗滌三次，除去殘留的雜物，200°C烘干2個(gè)小時(shí)，得到顆粒大小均勻的發(fā)光粉末。
[0025]針對(duì)制備的Ba2.9(]AlP07:0.10Eu3+焚光粉，發(fā)明人做了結(jié)構(gòu)與性能測試，其中X射線衍射圖譜見圖1 ;激發(fā)光譜圖見圖2 ;發(fā)射光譜圖見圖3。圖1顯示合成的熒光粉的衍射峰與Ba3AlP07 (標(biāo)準(zhǔn)JCPDS卡片45-0059)的衍射峰對(duì)應(yīng)，表面該熒光粉的主體材料為Ba3AlP07，激發(fā)圖譜顯示該熒光粉可以被紫光或藍(lán)光激