[发明专利]镓酸钇钙发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料领域，尤其涉及一种镓酸钇钙发光材料及其制备方法。

背景技术

现在的商用发光材料大多是用高温固相法制备的，高温反应耗能多且颗粒分布不均，粉粒形貌各异，需用球磨的方法以获得2-8微米粒径的荧光粉，且使粉体颗粒尺寸不一致，形貌不完整，致使涂层不均。人们通过使用溶胶-凝胶法，水热合成法，络合凝胶法等方法来制备荧光粉，这些方法可以弥补高温固相合成法的不足，但是这些方法所得的荧光粉的发光效率低。

发明内容

基于上述问题，本发明所要解决的问题在于提供一种光色纯度好、亮度均匀，且发光效率较高的镓酸钇钙发光材料。

本发明的技术方案如下：

一种镓酸钇钙发光材料，其分子通式为CaY_1-xGa_3-yMg_yO₇:Dy_x³⁺；其中，x的取值范围为0＜x≤0.2，y的取值范围为y为0≤x≤0.5。

所述的镓酸钇钙发光材料，优选，x的取值围为0.001≤x≤0.1；y的取值范围为0.01≤x≤0.3。

本发明还提供一种镓酸钇钙发光材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将蔗糖或葡萄糖溶于无水乙醇中，得到混合溶液，再将所述混合溶液转入密封反应器(如，50mL带聚四氟乙烯内衬的反应釜)中，并在120-200℃反应5-36h，制备得到碳小球溶液，接着用去离子水和无水乙醇洗涤多次，离心分离，干燥，得到碳小球模板；其中，萄糖或蔗糖与无水乙醇比例为0.005g/mL~0.2g/mL

S2、按照化学通式CaY_1-xGa_3-yMg_yO₇:Dy_x³⁺中的各元素化学计量比，分别提供Ca、Y、Ga、Mg和Dy对应的盐溶液混合，随后往盐混合溶液中加入步骤S1制得的所述碳小球模板，搅拌均匀，得到前驱体溶液；接着将前驱体缓慢的加入到沉降剂中，调节pH值为10-12，反应2~8小时后，经过滤，将产物用去离子水和无水乙醇洗涤多次，抽滤，干燥沉淀物，得到前驱体粉末；其中，所述碳小球的加入量为碳小球与发光材料CaY_1-xGa_3-yMg_yO₇:Dy_x³⁺摩尔之比为0.1:1~10:1；

S3、对所述前驱体粉末依次于500~900℃下预热处理1~6h，以及900~1400℃下烧结处理2~8h，冷却、研磨，制得化学通式为CaY_1-xGa_3-yMg_yO₇:Dy_x³⁺的镓酸钇钙发光材料；

上述步骤中，x的取值范围为0＜x≤0.2，y的取值范围为y为0≤x≤0.5。

所述镓酸钇钙发光材料的制备方法，步骤S1中，对去离子水和无水乙醇洗涤、抽滤后的沉淀物的干燥是在60~100℃真空状态干燥2~10h。

所述镓酸钇钙发光材料的制备方法，步骤S2中，Ca、Y、Ga、Mg、Dy的盐溶液为分别以Ca、Y、Ga、Mg、Dy的氧化物或Ca、Y、Ga、Mg、Dy碳酸盐为原料，溶于硝酸获得。

所述镓酸钇钙发光材料的制备方法，步骤S2中，Ca、Y、Ga、Mg、Dy的盐溶液分别为Ca、Y、Ga、Mg、Dy的乙酸盐或Ca、Y、Ga、Mg、Dy的硝酸盐溶液。

所述镓酸钇钙发光材料的制备方法，步骤S2中，碳小球模板与CaY_1-xGa_3-yMg_yO₇:Dy_x³⁺摩尔之比为0.02:1~10:1。

所述镓酸钇钙发光材料的制备方法，步骤S2中，所述沉降剂为草酸溶液；所述沉降剂的加入量以完全沉降溶液中的金属离子为准。一般状态下，应过量25%。

本发明的发光材料中，考虑到金属离子存在+2价和+3价的可能性和其他金属离子也有加多的可能性，沉淀剂过量25%，按照4mmol的CaYGa₃O₇计算，沉淀剂的需求量是0.03mol。