[发明专利]一种掺铬红色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及荧光粉领域，尤其涉及一种掺铬(III)的红色荧光粉及其制备方法。

背景技术

无机荧光粉多是掺入稀土元素的化合物,这些掺入的稀土元素作为光活性中心,引起荧光。发红光的无机荧光粉多是掺入稀土Eu(III)或Sm(III)等的化合物,由于稀土资源比较缺乏,因而这类荧光粉较贵。另外,掺入稀土元素的化合物的发光区域波长多在小于660nm的红光区,难以到达700nm以上波长的深红色区域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种成本低、使用效果佳的掺铬(III)红色荧光粉。

本发明采用的技术方案如下；

一种掺铬的红色荧光粉，包括镓酸锌基质以及光活性成份Cr³⁺,其化学式为ZnGa₂O₄:xCr³⁺,其中，0.01<x<0.6。由于晶体场的影响，Cr³⁺可以产生红色到红外区的发光，镓酸盐作为基质可以满足Cr³⁺的红光到近红外的发射。

上述掺铬的红色荧光粉的激发峰为590nm，发射峰为710nm。

另一方面，本发明还提供一种制备上述掺铬的红色荧光粉的方法，包括如下步骤：

(1)按化学式准确称量Zn、Ga及Cr的氧化物或相应的盐；

(2)将称量后上述原料混合，在900～1200℃下烧结1～5小时；

(3)将烧结后的产物冷却至室温后磨碎，过目筛后即得所述红色荧光粉。

作为对上述方法的进一步改进，所述Cr的氧化物为三氧化二铬，所述Cr的相应的盐为醋酸铬或硝酸铬。

本发明用相对廉价的过渡态金属元素Cr替代了现有技术中昂贵的稀土元素Eu或Sm,制备出相对廉价的无机荧光粉,而且这种荧光粉在能在深红色区发光(波长700nm以上),而一般掺稀土的红色荧光粉发光波长多小于660nm。

另外，本发明利用燃烧法合成材料反应时间短、反应温度低，能很好的起到节能的效果；制得的粉末样品分散性好、纯度高、尺寸小且均匀、比表面积大、即使磨细之后发光亮度也不会有明显的下降。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。

实施例1：

(1)按化学式准确称量Cr(NO₃)_{3`</sub>9H<sub>2</sub>O、Ga<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、ZnAc<sub>2`}9H₂O,控制Zn:Ga:Cr的摩尔比为1:2:0.0516。

(2)将称量后上述原料机械混合均匀，在1200℃下烧结3.5小时；

(3)将烧结后的产物冷却至室温后球磨，过目筛后即得所述红色荧光粉。

实施例2～4：反应原料比例同实施例1,但反应温度及反应时间变化，具体情况及实验结果见表1。

对比实施例1～4:反应原料比例和反应温度、反应时间分别同实施例1～4，但反应原料中不掺入铬，实验结果见表1。

实施例5：

(1)按化学式准确称量Cr(NO₃)_{3`</sub>9H<sub>2</sub>O、Ga<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、ZnAc<sub>2`}9H₂O,控制Zn:Ga:Cr的摩尔比为1:2:0.256。

(2)将称量后上述原料机械混合均匀，在1100℃下烧结4.5小时；

(3)将烧结后的产物冷却至室温后球磨，过目筛后即得所述红色荧光粉。

实施例6～8：反应原料比例同实施例5,但反应温度及反应时间变化，具体情况及实验结果见表1。

对比实施例5～8:反应原料比例和反应温度、反应时间分别同实施例5～8，但反应原料中不掺入铬，实验结果见表1。

实施例9：

(1)按化学式准确称量Cr(NO₃)_{3`</sub>9H<sub>2</sub>O、Ga<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、ZnAc<sub>2`}9H₂O,控制Zn:Ga:Cr的摩尔比为1:2:0.516。

(2)将称量后上述原料机械混合均匀，在1000℃下烧结3小时；