[发明专利]一种合成单粒径钼酸盐基稀土发光材料的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种钼酸盐基稀土发光材料的制备方法，尤其涉及一种合成单粒径钼酸盐基稀土发光材料的微波水热方法，属于无机发光材料制备技术领域。

背景技术：

新一代照明光源半导体LED(发光二极管)，以传统光源所没有的优点引发了照明产业技术和应用的革命。半导体LED固态光源替代传统照明光源是大势所趋。用于LED的荧光粉有其特殊的要求：(1)在蓝光、紫外光激发下，荧光粉能产生高效的可见光发射，其发射光谱满足白光要求，光能转换率高，发射谱的半高宽应尽量窄，以便获得高的流明输出；(2)荧光粉的激发光谱应与LED芯片的蓝光或紫外光发射光谱相匹配；(3)荧光粉的发光应具备优良的温度浓度猝灭特性；(4)荧光粉的物理化学性能稳定、抗潮，不与封装材料、半导体芯片等发生作用；(5)荧光粉能耐紫外光子长期轰击，性能稳定；(6)荧光粉的颗粒尺寸应适中、分散性良好。如果颗粒尺寸过大、团聚，会使点胶针孔堵塞，如果尺寸过小，光效将下降。因此荧光粉作为光的转换物质，所起的作用是至关重要的，它直接影响白光LED产品的发光效率、使用寿命、显色指数、色温等主要指标。

近年来，研究表明，以钼酸盐为基体的荧光粉，具有良好的物理化学稳定性，在碱金属和Eu³⁺掺杂的MoO₄^2-基团中，Mo-O具有较强的共价键效应，使得Eu³⁺的浓度效应相对减弱，Eu³⁺的掺杂浓度可以很高，摩尔分数可以达到100％的基质组成而不发生浓度猝灭，所以其发光强度高，是传统的硫氧化物的好几倍，可以承受高功率激发。

钼酸根具有特殊的性质，可以有效吸收蓝光或近紫外光LED芯片发射的光谱，并传递给掺杂在钼酸盐基体中的稀土离子。Eu³⁺离子在红光、纯红光波段有较强的发射光谱，成为当前红色稀土荧光粉中应用最广泛的稀土离子，而且Eu³⁺离子激发的钼酸盐的激发光谱在395nm(近紫外光)和465nm(蓝光)附近有两个线性激发峰，与现阶段LED芯片非常匹配，成为当前LED用荧光粉研究的重点。例如SrMoO₄:Eu³⁺具有丰富的激发波段，可以被紫外(270nm)、近紫外(394nm)和蓝光(470nm)激发从而发出红光，这些波段非常适合作为GaN和InGaN芯片的红色荧光涂敷材料；CaMoO₄:Tb³⁺可以被紫外(375nm)和蓝光(488nm)激发，从而获得高强度的绿光。

目前为止，钼酸盐基稀土发光材料的制备方法主要分为固相法和液相法。固相法是将MoO₃，MO(M＝Ca，Sr，Ba)和Re₂O₃(Re＝Eu，Tb，Dy)等材料按照比例进行混合，然后在玛瑙研钵中进行充分的研磨将均匀的混合物放到氧化铝坩埚中，在800℃左右的马弗炉中煅烧数小时，得到所需的荧光粉。

液相法是目前实验室和工业上普遍采用的合成均匀粉体的方法，在金属盐溶液中，加入适当的沉淀剂得到沉淀，再将此沉淀煅烧形成纳米陶瓷粉末的方法。它的优点是添加微量有效成分就可以精确控制化学组成；操作温度较低，工业化成本较低，设备相对简单；所得粉术粒径比固相法均匀，合成步骤减少；尤其可以制备得到微观尺寸上成分均匀的复合粉体材料，这是其它方法很难做到的。但是该方法制备过程中影响因素较多，形成分散粒子的条件苛刻。

微波是频率大约在300MHz～300GHz，即波长在100cm至1mm范围内电磁波，它位于电磁波谱的红外辐射(光波)和射频段之间。和普通加热相比，微波加热速度快，只需传统方法的1/10～1/100的时间就可完成。物质在电磁场中因本身介质损耗而引起的体积加热，可实现分子水平的搅拌，加热均匀，温度梯度小，该特性最有利于对温度梯度很敏感的反应。山于物质吸收微波能的能力取决于自身的介电特性，因此应对混合物料中的各个组分进行选择性加热，在某些气固相反应中，同时存在气固界面反应和气相反应，气相反应有可能使选择性减小，利用微波选择性加热的特性就可使气相温度不致过高，从而提高反应的选择性。微波的能量利用效率很高，物质升温非常迅速，可加快处理物料速度。目前利用微波水热的方法制备纳/微米材料的研究还比较少。