[发明专利]一种铕掺杂硅酸锶红橙光荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光粉及其制备方法，具体涉及一种铕掺杂硅酸锶红橙光荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED因其低能耗、长寿命、响应时间短、色稳定性好和无污染的特点超越了传统白炽灯和荧光灯被认为是最有前景的第四代绿色照明光源，有着广阔的应用前景和市场，被认为是必不可少的固态照明光源。目前，大多数市售的基于LED白光光源都是依靠荧光粉(YAG∶Ce³⁺)转换发射法，就是用蓝色GaN芯片激发黄色荧光粉来获得白光，我们知道这种商用方法十分成熟，并且成本低，操作简单，但是不可否认的是由于YAG中红光光谱的总能量远远低于黄绿光的比例，所以此方法下的白光光源发光效率也不高，色相差，显色指数低，色温很高。因此，有必要开发高效红色荧光粉在白光发光二极管中的应用。第二种方法就是用紫外LED照射RGB三色荧光粉，发出的白光由三种荧光粉的配比决定，这种方法的发光效率比第一种方法好很多，并且具有高显色指数和颜色可调等性能，是现代商用白光LED的主流趋势。由此，迫在眉睫的主要问题就是研究出一个高效的红色或红橙色荧光粉。

由于稀土粒子掺杂的荧光粉独特的发光性能，窄线宽发射带，量子产率高和光稳定性等，它被确认为一种新的有前途的荧光材料已被用于各种不同的领域。稀土元素铕，是一种特殊的元素作为掺杂剂，在紫外光激发下，铕离子是最优选的镧系掺杂，被广泛的应用于荧光粉方面。因为它具有价态涨落的性质，即价态为二价或三价。并且由于价态的不同，它具有不同的特性发光。由于内部4f跃迁，故Eu³⁺的红光发射中心在612nm附近，且Eu³⁺荧光粉在该红色区域发光强烈。所以三价铕是红色荧光粉掺杂稀土离子的最佳选择。

众所周知，稀土离子掺杂的发光材料的光学性能受基体的影响很大。近年来，Sr₂SiO₄由于其特殊的结构特征，优异的物理和化学稳定性引起了相关人士的极大关注与兴趣。传统的Sr₂SiO₄：Eu³⁺荧光粉的获得是通过高温固相法，这种方法操作简单但是由于其烧结温度偏高，在最后研磨时可能会破坏激活剂所在的晶格位置而导致发光效率降低，故其反应条件较为苛刻。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种铕掺杂硅酸锶红橙光荧光粉及其制备方法，以Sr₂SiO₄：Eu³⁺为研究对象，通过降低烧结温度并进行多次煅烧，相较于传统的固相法来说，它的反应条件较为温和，大大降低了能耗，且制备出的荧光粉纯度更高，获得了优良的荧光粉发光性能。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种铕掺杂硅酸锶红橙光荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

1)按照摩尔比为(2～2.2)：1：(0.005～0.070)，分别称取SrCO₃，SiO₂和Eu₂O₃作为原料，将称取后的原料在室温下充分研磨混合均匀；

2)将步骤1)所得混合物置于坩埚中，将坩埚置于高温电阻炉中，自室温起，将其以1～2℃/min速率升温至950～1050℃，保温2～3h，待其冷却至室温后取出得到煅烧粉体；

3)将煅烧粉体倒入玛瑙研钵中捣碎研磨20min～40min；

4)将步骤3)得到的粉体倒入坩埚中，再将坩埚置于高温电阻炉中，自室温起，将其以6～8℃/min速率升温至950～1050℃，保温4～5h，待其冷却至室温后取出得到块状粉体；

5)将块状粉体倒入玛瑙研钵中捣碎研磨20min～40min；

6)将步骤5)得到的粉体倒入坩埚中，再将坩埚置于高温电阻炉中，自室温起，将其以6～8℃/min速率升温至950～1050℃，保温2～3h，待其冷却至室温后取出，倒入玛瑙研钵中捣碎充分研磨即得本发明的荧光粉。

步骤1)加入适量乙醇进行原料研磨。

步骤1)中研磨在玛瑙研钵中进行，研磨时间为1h。

步骤4)和步骤6)中的冷却方式为随炉冷却。

步骤6)中研磨时间为20min～40min。

一种铕掺杂硅酸锶红橙光荧光粉，其化学组成式为Sr₂SiO₄：xEu³⁺，其中x＝0.010～0.140。