[发明专利]碱土金属氧氮化硅发光材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.碱土金属氧氮化硅发光材料，其特征在于，碱土金属氧氮化硅发光材料的化学组成以及金属激活离子价态为：

(1)两价金属激活离子激活的碱土金属氧氮化硅基绿色荧光体：Ba_4-y-zM_yLn_zSi₈O_20-3xN_2x；其中M代表碱土金属，至少含有Mg，Ca，Sr中的一种或是大于等于两种；Ln²⁺为至少下列一组元素中的一种，包括Eu，Sm，Yb，Mn，Bi，Sb，Ce，Tb，Pr，Nd，Gd，Dy，Ho，Eu，Tm，Lu，特别是化合价为两价的Eu²⁺，Yb²⁺，Sm²⁺，Mn²⁺离子中的一种或大于等于两种；x代表氮的引入量，y为除Ba以外的其它碱土金属的添加量，z代表金属激活离子的掺杂量，其具体的含量范围为：0≤x＜1，0≤y＜4，0＜z＜0.8；

或者

(2)三价金属激活离子激活的碱土金属氧氮化硅基蓝色荧光体：Ba_4-y-3z/2M_yLn_zSi₈O_20-3xN_2x；其中M代表碱土金属，至少含有Mg，Ca，Sr中的一种或是大于等于两种；Ln³⁺为至少下列一组元素中的一种，包括Eu，Sm，Yb，Mn，Bi，Sb，Ce，Tb，Pr，Nd，Gd，Dy，Ho，Eu，Tm，Lu，特别是化合价为三价的Ce³⁺，Tb³⁺，Eu³⁺，Pr³⁺，Gd³⁺离子中的一种或大于等于两种；x代表氮的引入量，y为除Ba以外的其它碱土金属的添加量，z代表金属激活剂离子的掺杂量，其具体的含量范围分别为：0≤x＜1，0≤y＜4，0＜z＜0.8。

2.根据权利要求1所述的碱土金属氧氮化硅发光材料，其特征在于，所述碱土金属氧氮化硅发光材料的颗粒形态为片状、短轴板状或粒状，大小约为1-30微米，最好在3-10微米范围内。

3.根据权利要求1所述的碱土金属氧氮化硅发光材料，其特征在于，所述碱土金属氧氮化硅发光材料的晶体结构为正交晶型，其空间群为Pcmn；氮原子随机占据母体化合物中桥氧的位置。

4.根据权利要求1所述的碱土金属氧氮化硅发光材料，其特征在于，所述碱土金属氧氮化硅发光材料在紫外和近紫外光激发下，两价铕Eu²⁺激活的碱土金属氧氮化硅发射出绿光，Eu²⁺离子为发光中心，其发射光谱峰值波长位于510-530nm；三价铈Ce³⁺激活的碱土金属氧氮化硅发射出蓝光，Ce³⁺离子为发光中心，其发射光谱峰值波长位于410-450nm。

5.制备权利要求1所述的碱土金属氧氮化硅发光材料的方法，其特征在于，起始原料采用至少含有M、Si、O、N元素，其中，M为碱土金属Ba、Sr、Ca、Mg中的一种或大于等于两种的混合物，这些元素和金属激活剂离子在高温还原保护气氛中烧成。

6.根据权利要求5所述的碱土金属氧氮化硅发光材料的制备方法，其特征在于，起始原料包括：

碱土金属化合物，即，Ba、Sr、Ca、Mg的氧化物、碳酸盐、草酸盐、氢氧化物、硝酸盐、氯化物、氟化物中的一种或两种或两种以上的混合物；

SiO₂、Si、Si₂N₂O、SiCl₄、Si₃N₄、Si(NH)₂和含硅的有机盐中的一种或两种或两种以上的混合物；

Si₃N₄、Si₂N₂O、Si(NH)₂、BN中的一种或两种以上的混合物。

7.根据权利要求6所述的碱土金属氧氮化硅发光材料的制备方法，其特征在于，所述Si₃N₄为α-晶型、β-晶型、无定型粉末或α-和β-混合晶型的原料粉末。