[发明专利]一种超细荧光粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，特别涉及一种超细荧光粉的制备方法。

背景技术

LED的发明及发展给传统照明带来了一个新的革命，为节能高效、清洁环保、小型化的照明方式提供了途径。而荧光粉作为制造LED的重要原料，其制备技术的发展也成为影响LED应用的重要因素之一。自从1996年B.S.N Karunaratne等人发现稀土掺杂的α-Sialon的吸收光谱，硅基氧氮化物就以其结构稳定性高、发射范围宽及波长可调、发光效率高、热稳定性高、无毒且对电流变化不敏感等优异的性能吸引研究人员的注意，并不断有新的适用于白光LED及大功率LED的荧光粉被开发出来，如Ba₃Si₆O₁₂N₂:Eu²⁺、Ca-α-Sialon:Eu²⁺、Ca-α-Sialon:Yb²⁺、β-sialon:Eu²⁺、MSi₂O₂N₂:Eu²⁺(M＝Ca，Sr，Ba)等。但是，要制备高品质、适于生产应用的荧光粉，除了要求荧光粉具备合适的光谱性质以外，还要求荧光粉具备合适的形貌、粒度及粒度分布，而这些指标则基本取决于粉料的合成方法和合成条件。因此，寻找可以调控荧光粉形貌和粒径，且制备过程简单的合成方法一直是本领域研究的难题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制备超细荧光粉的方法，该方法具有方便调控荧光粉形貌与粒径，制备过程简单，能耗低，所得荧光粉粒径小而均匀的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种超细荧光粉的制备方法，其特征在于采用以下步骤：

(1)按Re∶M＝0.005～0.05∶0.995～0.95的摩尔比分别称取含Re和含M的物料，用硝酸完全溶解，配制成溶液A；其中Re为稀土离子，M为Ca或Sr或Ba离子或它们的混合物；溶液A的pH＝4～6；

(2)量取乙醇和正硅酸四乙酯，按乙醇∶正硅酸四乙酯＝5～20∶1的体积比进行混合，得溶液B；

(3)按(M+Re)∶Si＝1∶1.8～2.8的摩尔比称取溶液A和溶液B，将溶液A与溶液B混合，加热至40～90℃，继续搅拌直至形成凝胶，然后将凝胶在80～200℃下加热干燥，直至形成白色粉末；所得粉末称为前驱体；

(4)将步骤(3)所得白色粉末，在含氮元素的还原性气氛下加热至1000～1400℃，持续烧结2-40小时后，冷却至室温得固态粉体，将得到的粉体取出后放在研钵中研碎成粉末即得MSi₂O₂N₂:Re超细荧光粉。

进一步，步骤(1)中所述稀土离子为Ce³⁺或Eu²⁺或Yb²⁺或Tb³⁺或pr³⁺或La³⁺或Y³⁺或它们的混合物。

步骤(1)中所述含M的物料为含M的金属氧化物或碳酸盐或硝酸盐或草酸盐；当然也可以是其他含M的可溶于水或者硝酸的同体物质；所述含Re的物料为含Re的氧化物或硝酸盐。

步骤(4)所述含氮元素的还原性气氛为氨气或氮气或一氧化二氮；当然也可以是它们中的任一气体与氢气、还原性烷烃、一氧化碳等还原性气体进行混合的混合气体；当然上述混合气体中还可以加入氩气等其他惰性气体作为保护气体。

作为优选，步骤(4)中的还原性气氛为氨气，并按如下工艺操作：将步骤(3)所得白色粉末置于刚玉管式炉中，在真空状态保护下以5℃/min速率加热至800℃，然后向刚玉管式炉中充入还原性气氛氨气，流速为0.1～4L/min，继续升温至1000～1400℃，保温4～40小时，然后以3～20℃/min的降温速率冷却至室温，得固态粉体，将得到的粉体取出后放在研钵中研碎成粉末即得MSi₂O₂N₂:Re(M＝Ca、Sr、Ba，Re为稀土离子)超细荧光粉。