[发明专利]一种稀土硼酸盐基红色荧光粉

说明书

技术领域

本发明涉及稀土发光材料领域，尤其是涉及可以应用于三基色荧光灯和等离子平板显示(PDP)的一种稀土硼酸盐基红色荧光粉。

背景技术

当前商用光源大部分需要使用荧光粉作光转换，由稀土三基色荧光粉制备的荧光灯是非常高效节能的新型光源，是世界照明光源的重点发展方向，每年以15％的速度增长，对应的三基色荧光粉需求量很大，基本处于供不应求的状态。因为稀土三基色荧光灯具有高光效、低光衰、长寿命的特点，因此在目前大力倡导节能减排的大环境下得到了广泛认可及快速发展，我国又是全球最大的稀土荧光灯生产基地，因此我国的稀土三基色荧光粉产业还具有广阔的发展前景。硼酸盐因其较宽的带隙易于稀土和过渡族离子掺杂，并且具有物理化学性能稳定，易制备加工等优点，具有很高的应用价值。以硼酸盐为基体，掺入稀土离子作为激发剂即可制得稀土硼酸盐荧光粉，从以往各类体系荧光粉的研究中不难发现，Eu³⁺是应用较多的红光激活离子。近年来，国内外很多单位致力于稀土硼酸盐红色荧光粉的研究，制备了一系列灯用和显示用红色荧光粉(Y₂O₃：Eu³⁺、YBO₃：Eu³⁺)，并显示出了很好的光学性能，但是与目前已经商业化的荧光粉相比，还存在部分缺陷，例如发光效率不高、光衰大、色度不纯等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发光强度高、暖色调、快衰减、余辉时间短、热稳定性好、易于长期保存，能用于三基色荧光灯和等离子平板显示中的稀土硼酸盐基荧光粉。

一种稀土硼酸盐基红色荧光粉，该荧光粉以CaInBO₄为基体，通过掺入0.02～0.08at.％Al³⁺进入In³⁺位、掺入0.02～0.08at.％Ba²⁺进入Ca²⁺位以及掺入0.07～0.10at.％Eu³⁺进入In³⁺位，得到荧光粉(In_1-x-z,Al_x,Eu_z)(Ca_1-y,Ba_y)BO₄，其中，x＝0.02～0.04,y＝0.05～0.07，z＝0.07～0.1；所述CaInBO₄基体属于Pnma(No.62)空间群，晶胞参数为Z＝4；该荧光粉的制备方法为：按照(In_1-x-z,Al_x,Eu_z)：(Ca_1-y,Ba_y)：B的摩尔比为30(±1)：33(±1)：37(±1)称取CaCO₃、BaCO₃、In₂O₃、Eu₂O₃、Al₂O₃和H₃BO₃，研磨，在570～620℃下进行预烧结，冷却，研磨，然后进行两步烧结得到，两步烧结的过程为：第一阶段烧结温度为950～1080℃，烧结后冷却至室温，研磨，然后在相对第一阶段温度升高20～35℃的条件下进行第二阶段烧结，冷却，研磨，得到产物。

预烧结步骤的升温速率优选为4～6℃/分钟；

第一阶段烧结步骤的升温速率优选为3～5℃/分钟；

第二阶段烧结步骤的升温速率优选为3～5℃/分钟；

第一阶段烧结步骤的保温时间优选为12～16小时；

第二阶段烧结步骤的保温时间优选为12～16小时。

通过上述条件的优选，能够进一步得到性能更佳的发光强度高、暖色调、快衰减、余辉时间短、热稳定性好、易于长期保存、应用范围广的本发明的稀土硼酸盐红色荧光粉。