CN103396798B - 一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉及其制备方法 - Google Patents
一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103396798B CN103396798B CN201310313940.1A CN201310313940A CN103396798B CN 103396798 B CN103396798 B CN 103396798B CN 201310313940 A CN201310313940 A CN 201310313940A CN 103396798 B CN103396798 B CN 103396798B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gram
- grams
- near ultraviolet
- nitric oxide
- fluorescent powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 82
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 31
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 29
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 29
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 3
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-8-nitroquinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC(OC)=CC([N+]([O-])=O)=C21 MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 229910001618 alkaline earth metal fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N ammonium fluoride Chemical compound [NH4+].[F-] LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- -1 oxyhydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 12
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 32
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 27
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 27
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910016036 BaF 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 description 3
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 3
- 229910005690 GdF 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017768 LaF 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001025261 Neoraja caerulea Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910019990 cerium-doped yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其化学结构式如下：A10-xD2Si3O18N4:Hx（1）；其中，0〈x≤0.50，A选自Y、La、Gd、Lu中的一种或两种以上任意组合，D选自B、Al、Ga、In中的一种或两种以上任意组合；H为Ce,或者Ce和Tb、Eu、Pr、Dy的共掺。本发明还涉及该氮氧化物荧光粉的制备方法。本发明涉及的体系为氮氧化物，其物理、化学与热稳定性能优于传统氧化物体系；其激发光谱范围较宽，在380～410nm处有强吸收，与商用近紫外芯片的发射光谱具有较高的匹配度；发射光谱可以覆盖整个可见光区；本发明涉及的制造方法简单可行，易于操作、无污染、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种荧光粉及其制备方法，具体涉及一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉及其制备方法
背景技术
LED由于具有光效高、体积小、节能、寿命长、无污染等诸多优点，目前已经在液晶显示器背光源、指示灯、普通照明灯诸多领域得到广泛应用，并有望取代目前使用的各式灯泡和荧光灯而成为新一代绿色照明光源。
白光LED可通过蓝色LED与荧光粉组合得到，目前，主要以YAG:Ce3+荧光材料与蓝光LED结合通过补色原理实现白光。但是，由于该荧光粉中红色成分不足，导致显色性较差。最近，这种利用“蓝光芯片+黄色荧光粉”来实现白光的理念已经逐渐的演变到“近紫外芯片+三基色荧光粉”，以提高白光的显色性与可调能力。伴随近紫外芯片效率的提高，这种实现白光的方式得到了更多的关注和研究，而开发能够与近紫外芯片相匹配的荧光材料就理所当然得成为其重要内容之一。
目前对与近紫外芯片相匹配的荧光材料的研究主要集中在氧化物基荧光材料，氮氧化物基发光材料由于其具有较高的电子云扩散效应和较强的共价型，可以实现较宽范围波段的发射，同时还具有良好的化学稳定性、热猝灭性能因而越来越受到业界的关注。由于氮氧化物基发光材料合成条件苛刻，起步较晚，目前研究主要集中在可被蓝光有效激发的氮化物体系上，而针对近紫外激发的高效氮氧化物基发光材料的报道相对较少。因此，针对氮氧化物基荧光材料，以得到能与近紫外LED相匹配的荧光粉是LED用发光材料面临的重要课题，相关发光材料的发展对工业应用有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉。
本发明的具体技术方案如下：
一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其化学结构式如下：
A10-xD2Si3O18N4:Hx (1)
其中，0〈x≤0.50，A选自Y、La、Gd、Lu中的一种或两种以上任意组合，D选自B、Al、Ga、In中的一种或两种以上任意组合；H为Ce,或者Ce和Tb、Eu、Pr、Dy的共掺。
上述“Ce和Tb、Eu、Pr、Dy的共掺”是指Ce与Tb、Eu、Pr、Dy中的一种或两种以上任意组合。
其中，x的优选范围为0.005～0.2；x选择这个范围时，所制得的荧光粉与近紫外芯片具有更高的匹配度。
本发明还涉及一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉的制备方法，包括如下步骤：
(1)以Y、La、Gd、Lu的氧化物、氢氧化物、硝酸盐、卤化物或者碳酸盐，B、Al、Ga、In的氧化物、氮化物、氢氧化物、含氧酸或者含氧酸盐，Si的氧化物、氮化物、含氧酸或者含氧酸盐，H的氧化物、氢氧化物、硝酸盐、卤化物或者碳酸盐为原料，并按上述化学结构式(1)的组成及化学计量比称取上述原料；
(2)将步骤(1)中称取好的原料作为前躯体，然后加入助熔剂混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合物在还原气氛下，于1400～1800℃焙烧1～20小时；
(4)再经后处理，即可制成用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉。
步骤(4)中的后处理包括如下步骤：先研磨、然后用酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干。
所述酸溶液的质量浓度为2％-20％，本发明对具体的酸物质没有要求，只要质量浓度为2％-20％即可。
步骤(2)中的助熔剂选自氟化铵、氟化氢铵、氟化铝、碱金属氟化物、碱土金属氟化物、稀土金属氟化物中一种或两种以上任意组合，助熔剂的加入量占前躯体总重量的0.0001～5％，优选为0.003～2％。
步骤(3)中的还原气氛为H2和N2的混合气体，所述H2的体积占混合气体总体积的5～25％。
在兼顾生产效率和产品性能的基础上，步骤(3)中的焙烧温度优选为1550～1650℃；焙烧时间优选为10～15h。
本发明具有如下优点：
1、本发明涉及的体系为氮氧化物，其物理、化学与热稳定性能优于传统氧化物体系；
2、本发明的荧光粉的有效激发波段覆盖350～420nm，而在380～410nm处有强吸收，恰好与商用近紫外芯片的发射光谱(370～400nm)几乎重叠，因而具有较高的匹配度；
3、本发明的荧光粉发射光谱可以覆盖整个可见光区；
4、本发明涉及的荧光粉的制造方法简单可行，易于操作、易于量产、无污染、成本低。
附图说明
图1为实施例1制备的荧光粉的XRD谱图；
图2为实施例9制备的荧光粉的XRD谱图；
图3为实例1制备的荧光粉在365nm近紫外激发条件下的发射光谱；
图4为实施例1制备的荧光粉以460nm为监测条件得到的激发光谱；
图5为实施例7制备的荧光粉在365nm近紫外激发条件下的发射光谱；
图6为实施例7制备的荧光粉以460nm为监测条件得到的激发光谱；
图7为实施例7制备的荧光粉以542nm为监测条件得到的激发光谱；
图8为实施例9制备的荧光粉在365nm近紫外激发条件下的发射光谱；
图9为实施例9制备的荧光粉以460nm为监测条件得到的激发光谱；
图10为实施例13制备的荧光粉在365nm近紫外激发条件下的发射光谱。
图11为实施例13制备的荧光粉以542nm为监测条件得到的激发光谱。
图12为实施例13制备的荧光粉以607nm为监测条件得到的激发光谱。
具体实施方式
本发明实施例中的“％-H2/N2气氛”指的是H2和N2的混合气体中，H2的体积占混合气体总体积的百分数。
实施例1
称取Y2O355.89克，Al2O35.10克，α-Si3N47.01克，CeO20.86克，AlF31.36克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1550℃条件下，10％-H2/N2气氛下焙烧10小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为2％的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y9.90Ce0.10Al2Si3O18N4。该荧光粉的XRD谱图参见图1，发射光谱和激发光谱分别参见图3和图4。
实施例2
称取Y2O355.61克，Al2O35.10克，β-Si3N47.01克，CeO21.29克，从0.1克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1500℃条件下，5％-H2/N2气氛下焙烧12小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为10％的硫酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y9.85Ce0.15Al2Si3O18N4。
实施例3
称取Y2O355.89克，La2O30.41克，Al2O35.10克，α-Si3N47.01克，CeO20.86克，NH4F 0.7克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1600℃条件下，20％-H2/N2气氛下焙烧8小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为3％的硫酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y9.85La0.05Ce0.10Al2Si3O18N4。
实施例4
称取La2O332.46克，Y2O37.90克，Al2O325.24克，SiO20.15克，CeO20.86克，MgF23.33克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1700℃条件下，20％-H2/N2气氛下焙烧9小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为5％的醋酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y8.50Y1.40Ce0.10Al2Si3O18N4。
实施例5
称取Gd2O388.81克，AlN 4.10克，α-Si3N43.51克，SiO24.51克，CeO21.75克，CaF20.1克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1500℃条件下，15％-H2/N2气氛下焙烧12小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为2％的醋酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Gd9.80Ce0.20Al2Si3O18N4。
实施例6
称取Gd2O381.56克，La2O36.92克，Al2O35.10克，α-Si3N47.01克，CeO21.29克，CaF20.1克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1550℃条件下，5％-H2/N2气氛下焙烧5小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为20％的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Gd9.00La0.85Ce0.15Al2Si3O18N4。
实施例7
称取Y2O355.75克，Tb4O70.70克，AlCl313.33克，β-Si3N47.01克，CeO20.43克，BaF20.1克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1600℃条件下，10％-H2/N2气氛下焙烧8小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为6％的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y9.875Tb0.075Ce0.05Al2Si3O18N4。该荧光粉的发射光谱参见图5和图6，激发光谱参见图7。
实施例8
称取Gd(NO3)3163.05克，Eu2O32.20克，AlN 4.10克，β-Si3N43.51克，SiO24.51克，CeO22.15克，BaF20.5克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1650℃条件下，25％-H2/N2气氛下焙烧5小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为6％的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Gd9.50Eu0.25Ce0.25Al2Si3O18N4。
实施例9
称取Lu2O398.49克，Al2O35.10克，α-Si3N47.01克，CeO20.86克，ScF 30.5克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1600℃条件下，20％-H2/N2气氛下焙烧8小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为6％的硫酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu9.90Ce0.10Al2Si3O18N4。该荧光粉的XRD谱图参见图2，发射光谱和激发光谱分别参见图8和图9。
实施例10
称取Lu2O348.75克，LaCl361.32克，Al2O35.10克，α-Si3N47.01克，CeO20.86克，ScF 3 0.5克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1700℃条件下，10％-H2/N2气氛下焙烧10小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为3％的碳酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu4.90La5.00Ce0.10Al2Si3O18N4。
实施例11
称取Lu2O348.75克，Tb4O761.32克，Al2O35.10克，α-Si3N47.01克，CeO20.86克，ScF 3 0.5克，BaF20.1克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1750℃条件下，10％-H2/N2气氛下焙烧6小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为3％的碳酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu9.875Tb0.075Ce0.05Al2Si3O18N4。
实施例12
称取Lu2O349.24克，Tb4O746.73克，Al2O35.10克，α-Si3N47.01克，CeO20.43克，ScF 3 0.5克，NH4F 0.1克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1550℃条件下，15％-H2/N2气氛下焙烧8小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为7％的碳酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu4.95Tb5.00Ce0.05Al2Si3O18N4。
实施例13
称取Lu2O348.75克，Tb4O746.73克，Eu2O30.44克，Al2O35.10克，α-Si3N47.01克，CeO20.43克，ScF 3 1克，NH4F 0.5克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1540℃条件下，8％-H2/N2气氛下焙烧8小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为7％的硝酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu4.90Tb5.00Eu0.05Ce0.05Al2Si3O18N4。该荧光粉的发射光谱参见图10，激发光谱参见图11和图12。
实施例14
称取Y2O325.40克，La2O340.73克，Dy2O32.33克，Al2O35.10克，α-Si3N47.01克，CeO22.15克，ScF 3 1克，NH4F 0.5克，NH4F 0.5克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1620℃条件下，15％-H2/N2气氛下焙烧12小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为10％的硝酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y4.50La5.00Dy0.25Ce0.25Al2Si3O18N4。实施例15
称取Lu2O324.87克，Gd2O363.44克，Pr6O111.92克，Al2O35.10克，β-Si3N47.01克，CeO21.94克，ScF 3 1克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1800℃条件下，5％-H2/N2气氛下焙烧15小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为15％的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu2.50Gd7.00Pr0.225Ce0.225Al2Si3O18N4。
实施例16
称取Y2O355.89克，Al2O33.82克，H3BO31.55克，α-Si3N47.01克，CeO20.86克，NH4F 0.5克进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1550℃条件下，10％-H2/N2气氛下焙烧10小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为15％的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y9.90Ce0.10Al1.50B0.50Si3O18N4。
实施例17
称取Gd2O386.09克，Ga2O39.37克，α-Si3N47.01克，CeO24.30克，NH4F2克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1450℃条件下，5％-H2/N2气氛下焙烧14小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为15％的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Gd9.50Ce0.50Ga2Si3O18N4。
实施例18
称取La2O337.47克，Lu2O349.74克，Al2O32.55克，Ga2O34.69克，α-Si3N47.01克，CeO23.44克，ScF 3 5.2克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1530℃条件下，15％-H2/N2气氛下焙烧14小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为10％的碳酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu5.00La4.60Ce0.40AlGaSi3O18N4。
实施例19
称取Lu2O394.51克，Al2O32.55克，Ga2O32.35克，In2O33.47克，α-Si3N47.01克，CeO24.30克，ScF 3 2克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1480℃条件下，25％-H2/N2气氛下焙烧9小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为5％的碳酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu9.5Ce0.5AlGa0.50In0.5Si3O18N4。
实施例20
称取Y2O355.32克，Tb4O70.93克，Al2O35.10克，α-Si3N47.01克，CeO20.86克，NaF 0.06克，NH4HF20.10克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1500℃条件下，10％-H2/N2气氛下焙烧8小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为5％的碳酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y9.80Tb0.10Ce0.10Al2Si3O18N4。
实施例21
称取Gd2O387.91克，Dy2O31.87克，Al2O32.55克，Ga2O34.69克，α-Si3N47.01克，CeO20.86克，CaF20.16克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1500℃条件下，15％-H2/N2气氛下焙烧6小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为5％的醋酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Gd9.70Dy0.20Ce0.10AlGaSi3O18N4。
实施例22
称取Lu2O387.91克，Eu2O30.88克，Tb4O70.93克，Ga2O39.37克，α-Si3N47.01克，CeO20.86克，SrF20.20克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1450℃条件下，10％-H2/N2气氛下焙烧10小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为12％的醋酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu9.70Eu0.10Tb0.10Ce0.10Ga2Si3O18N4。
实施例23
称取Gd(NO3)3163.05克，Pr6O112.13克，AlN 4.10克，β-Si3N43.51克，SiO24.51克，CeO22.15克，LiF 0.05克，SrF20.15克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1400℃条件下，20％-H2/N2气氛下焙烧5小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为15％的醋酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Gd9.50Pr0.25Ce0.25Al2Si3O18N4。
实施例24
称取La2O377.38克，Dy2O33.73克，AlN 4.10克，α-Si3N43.51克，H2SiO35.86克，CeO20.86克，LaF30.12克，NH4HF20.15克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1500℃条件下，15％-H2/N2气氛下焙烧7小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为10％的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为La9.50Dy0.40Ce0.10Al2Si3O18N4。
实施例25
称取Y2O32.26克，Gd2O352.56克，AlN 4.10克，β-Si3N43.51克，SiO24.51克，CeO21.75克，NH4F 0.10克，BaF20.15克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1520℃条件下，15％-H2/N2气氛下焙烧7小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为5％的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y4.00Gd5.80Ce0.20Al2Si3O18N4。
实施例26
称取Y2O339.52克，Lu2O328.35克，Ga2O39.37克，α-Si3N47.01克，CeO21.29克，AlF30.14克，GdF30.06克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，20％-H2/N2气氛下，在1480℃条件下焙烧5小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为3％的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Y7.00Lu2.85Ce0.15Ga2Si3O18N4。
实施例27
称取Lu2O348.75克，La2O340.73克，Tb4O70.47克，Al2O35.10克，β-Si3N47.01克，CeO20.43克，AlF30.14克，GdF30.06克，进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，盖好坩埚盖，放入高温炉内，在1450℃条件下，20％-H2/N2气氛下焙烧4小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，然后用质量浓度为3％的盐酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干；得到一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其组成为Lu4.90La5.00Tb0.05Ce0.05Al2Si3O18N4。
如图4、图6、图7、图9、图11和图12所示，本发明制得的氮氧化物荧光粉的有效激发波段覆盖350～420nm，而在380～410nm处有强吸收，恰好与商用近紫外芯片的发射光谱(370～400nm)几乎重叠，因而具有较高的匹配度。
Claims (8)
1.一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其特征在于其化学结构式如下：
A10-xD2Si3O18N4:Hx (1)
其中，0〈x≤0.50，A选自Y、La、Gd、Lu中的一种或两种以上任意组合，D选自B、Al、Ga、In中的一种或两种以上任意组合；H为Ce,或者Ce和Tb、Eu、Pr、Dy的共掺。
2.如权利要求1所述的用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉，其特征在于0.005≤x≤0.2。
3.权利要求1或2所述的用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)以Y、La、Gd、Lu的氧化物、氢氧化物、硝酸盐、卤化物或者碳酸盐，B、Al、Ga、In的氧化物、氮化物、氢氧化物、含氧酸或者含氧酸盐，Si的氧化物、氮化物、含氧酸或者含氧酸盐，H的氧化物、氢氧化物、硝酸盐、卤化物或者碳酸盐为原料，并按上述化学结构式(1)的组成及化学计量比称取上述原料；
(2)将步骤(1)中称取好的原料作为前躯体，然后加入助熔剂混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合物在还原气氛下，于1400～1800℃焙烧1～20小时；
(4)再经后处理，即可制成用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(4)中的后处理包括如下步骤：先研磨、然后用酸溶液进行浸泡洗涤、再用去离子水洗涤至pH值为中性、烘干。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述酸溶液的质量浓度为2％-20％。
6.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中的助熔剂选自氟化铵、氟化氢铵、氟化铝、碱金属氟化物、碱土金属氟化物、稀土金属氟化物中一种或两种以上任意组合，助熔剂的加入量占前躯体总重量的0.0001～5％。
7.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中的还原气氛为H2和N2的混合气体，所述H2的体积占混合气体总体积的5～25％。
8.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中的焙烧温度为1550～1650℃；焙烧时间为10～15h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310313940.1A CN103396798B (zh) | 2013-07-24 | 2013-07-24 | 一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310313940.1A CN103396798B (zh) | 2013-07-24 | 2013-07-24 | 一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103396798A CN103396798A (zh) | 2013-11-20 |
| CN103396798B true CN103396798B (zh) | 2015-10-07 |
Family
ID=49560526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310313940.1A Active CN103396798B (zh) | 2013-07-24 | 2013-07-24 | 一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103396798B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105199721B (zh) * | 2015-09-23 | 2017-03-22 | 江苏博睿光电有限公司 | 一种用于液晶背光源的氮氧化物荧光粉及其制备方法 |
| CN105542770A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-05-04 | 安徽建筑大学 | 一种荧光材料及其制造方法 |
| CN112300799B (zh) * | 2019-08-02 | 2022-10-04 | 江苏博睿光电股份有限公司 | 一种氮氧化物荧光粉及含该荧光粉的发光装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62119165A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-30 | 株式会社日立製作所 | 窒化珪素系焼結体 |
| JPH0948671A (ja) * | 1995-08-03 | 1997-02-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 窒化珪素焼結体及びその製造方法 |
| JP2006233158A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Kasei Optonix Co Ltd | Ｃｅ付活希土類アルミン酸塩系蛍光体及びこれを用いた発光素子 |
| WO2007004492A1 (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-11 | National Institute For Materials Science | 蛍光体とその製造方法および照明器具 |
| CN101035740A (zh) * | 2004-07-30 | 2007-09-12 | 独立行政法人物质·材料研究机构 | α型塞隆粉末及其制造方法 |
-
2013
- 2013-07-24 CN CN201310313940.1A patent/CN103396798B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62119165A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-30 | 株式会社日立製作所 | 窒化珪素系焼結体 |
| JPH0948671A (ja) * | 1995-08-03 | 1997-02-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 窒化珪素焼結体及びその製造方法 |
| CN101035740A (zh) * | 2004-07-30 | 2007-09-12 | 独立行政法人物质·材料研究机构 | α型塞隆粉末及其制造方法 |
| JP2006233158A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Kasei Optonix Co Ltd | Ｃｅ付活希土類アルミン酸塩系蛍光体及びこれを用いた発光素子 |
| WO2007004492A1 (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-11 | National Institute For Materials Science | 蛍光体とその製造方法および照明器具 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| AlN-Y_2O_3液相烧结碳化硅陶瓷;陈宇红等;《兵器材料科学与工程》;20090915(第05期);1-3 * |
| Yb_2O_3掺杂氮化硅复合材料的高温动态疲劳行为;吴仁兵等;《复合材料学报》;20061030(第05期);101-106 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103396798A (zh) | 2013-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101962542B (zh) | 一种白光led用铌酸盐基红色荧光粉及制备方法和应用 | |
| CN100590173C (zh) | 一种荧光粉及其制造方法和所制成的电光源 | |
| CN101851508B (zh) | 铕激活的硅酸盐绿色荧光粉及其在白光发光二极管中的应用 | |
| CN103881706B (zh) | 一种氮氧化物荧光粉、其制备方法及含该荧光粉的发光装置 | |
| CN102260498B (zh) | 一种白光led用氮氧化物橙红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN110564419A (zh) | 铈锰共激活的石榴石结构的荧光粉及其制备方法 | |
| CN102517016A (zh) | 用于蓝光激发的固溶体荧光发光材料及其制备方法 | |
| CN103396798B (zh) | 一种用于近紫外激发的氮氧化物荧光粉及其制备方法 | |
| CN103740370A (zh) | 一种可激发蓝绿光的磷灰石结构荧光粉及其制备方法 | |
| CN102936495A (zh) | 一种白光led用硅酸盐橙红色荧光粉的合成方法 | |
| CN102344801B (zh) | 稀土掺杂氮化物红色荧光材料的温和合成方法 | |
| CN107629794A (zh) | 一种铕离子Eu3+激活的铋基发光材料、制备方法及应用 | |
| CN105985772B (zh) | 固体光源用荧光材料、其制造方法及包含该荧光材料的组合物 | |
| CN103773372A (zh) | 一种白光led用发射峰可调的磷酸盐荧光粉及其制备方法 | |
| CN107163934B (zh) | 四价锰离子掺杂氟氧化铝锂红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN103666471A (zh) | 一种合成高性能YAG:Ce荧光粉的新方法 | |
| CN103666472A (zh) | 一种提高合成YAG:Ce荧光粉发光强度和稳定性的方法 | |
| CN117701279A (zh) | 紫光激发类太阳光led用蓝色荧光材料及其制备方法与应用 | |
| CN117343729A (zh) | 一种Eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉及其制备方法 | |
| CN105295916B (zh) | 一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法和应用 | |
| CN107686726A (zh) | 一种白光led用氟硅酸锂钠红光材料及其制备方法 | |
| CN108641715A (zh) | 一种用于白光led的氟镓酸钡钠红光材料及其制备方法 | |
| CN104974756B (zh) | 一种铈、铽单/共掺杂的磷酸钇钠荧光粉及其制备方法 | |
| CN102002362B (zh) | 一种白光led用荧光粉及制备方法和应用 | |
| CN102464980A (zh) | 荧光材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 211100 Building 5, No. 69, Liquan Road, Jiangning high tech Zone, Nanjing, Jiangsu Province Patentee after: Jiangsu Borui photoelectric Co.,Ltd. Address before: 211100 No. 69, Liquan Road, phase III, Science Park, Shangfang Town, Jiangning District, Nanjing, Jiangsu Province Patentee before: JIANGSU BREE OPTRONICS Co.,Ltd. |