[发明专利]一种高亮度高热稳定性双峰蓝色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种节能灯用的荧光材料及这种材料的制备方法，特别是一种具有高热稳定性，发光亮度高，且颗粒形貌规则、粒径均匀的节能灯用双峰蓝色荧光粉的制备方法。

背景技术

铕激活的稀土铝酸盐BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺（简称BAM）是典型的稀土铝酸盐蓝色荧光粉,具有良好的量子效率和色纯度,在147nm和172nm的真空紫外及254nm的紫外激发下均有很好的发光效率，发射主峰波长约为455nm的蓝色荧光。现有的节能灯用稀土三基色蓝色荧光粉也有选用钡铝酸盐BAM为基质，并且在原有的单激活剂Eu2+的基础上，增加了Mn2+，制备出了Eu2+、Mn2+共激活的BAM蓝色荧光粉。由于Mn2+的引入使其在合成白光的过程中增强了500-530nm蓝绿区域的发射强度，从而改善了三基色粉的显色性，因此是目前通用的节能灯用稀土三基色商业双峰蓝色荧光粉。

BAM蓝色荧光粉现常见的制备方法为两步法，但由于这一方法还原时间不充分，会造成所制备的BAM晶体中氧空位的大量存在，从而影响所制备的粉体发光。另外，BAM蓝色荧光粉在使用时需要在500℃-600℃下进行烤屏工艺，这样会导致荧光粉的色坐标发生偏移，亮度下降等热劣化现象出现，严重影响节能灯的质量和使用寿命。为了改善其热劣化现象，一般采用包覆和掺杂等方法改善BAM的性能: 中国专利CN1626614A王育华等人采用在BAM：Eu²⁺表面包覆MgF₂来改善其发光性能,但表面包覆会降低BAM蓝色荧光粉的亮度，并且生产工艺复杂，不利于工业大规模生产。美国专利US7486010（B2）采用部分Sr离子取代BAM：Eu²⁺的Ba离子提高了BAM：Eu²⁺的稳定性。但是掺杂所需要的煅烧温度高，容易产生杂质相，粉体结块严重，需要长时间的球磨粉碎，且球磨粉碎会引入新的缺陷，这些因素将导致BAM亮度下降。

发明内容

本发明提供一种可克服现有技术不足，具有高热稳定性，发光亮度高，且颗粒形貌规则、粒径均匀的节能灯用双峰蓝色荧光粉及其制备方法。

本发明的一种高亮度高热稳定性双峰蓝色荧光粉的化学表达式为Ba_1-x-zCa_xMg_1-a-bZn_bAl₁₀O₁₇:（Eu_z²⁺、Mn_a²⁺），其中0.001≤x≤0.450，0.001≤b≤0.10, z＝Eu²⁺ ，a＝Mn²⁺，且0.001≤z≤0.16，0.001≤a≤0.06。

本发明实施例的高亮度高热稳定性双峰蓝色荧光粉的理论化学表达式分别为Ba_0.86Ca_0.04Mg_0.95Zn_0.02Al₁₀O₁₇:（0.1Eu²⁺、0.03Mn²⁺）或Ba_0.86Ca_0.04Mg_0.91Zn_0.06Al₁₀O₁₇:（0.1Eu²⁺、0.03Mn²⁺）。

本发明的高亮度高热稳定性双峰蓝色荧光粉制备方法是：按照产物化学表达式中各个化学成分的计量比，分别称取氧化铝、氧化镁、碳酸锰、氧化铕和碳酸钡（其中碳酸钡的称取量为化学计量比的50%-70%），组成起始原料，同时按原料混合物质量的0.1wt%~10.0wt%称取助熔剂BaF₂ 和适量的CaF₂和ZnO，其中CaF₂的添加量为原料混合物总质量的0.01wt%～4.0wt%，ZnO的添加量为原料混合物总质量的0.1wt%～3.0wt%，将前述原料混合粉末在H₂/N₂（5/95%）气氛中1350℃～1550℃保温4h，冷却至室温，得到最终煅烧产物，再将煅烧产物研磨粉碎、洗涤、过滤、干燥、过筛，得到双峰BAM蓝色荧光粉。