[发明专利]一种可在空气环境下还原的铕掺杂铝硅酸盐荧光粉材料及其还原产物

说明书

本发明涉及一种可在空气环境下还原的铕掺杂铝硅酸盐荧光粉材料及其还原产物，所述的铕掺杂铝硅酸盐荧光粉材料可在空气气氛下通过固相烧结法自还原，Eu³⁺部分或全部自发转变为Eu²⁺，所述荧光粉材料在空气环境下自还原的产物的化学式为MAl₂Si₂O₈:Eu，其中M选自Ca,Sr,Ba。本发明提供的荧光粉样品纯度高，热稳定和化学稳定性好，发光效率高，通过调整荧光粉中Eu³⁺的掺杂量，进而改变还原后所得样品中Eu²⁺/Eu³⁺的比例，其发光颜色也相应产生偏移，应用在白光LED中，通过控制CIE坐标参数来制备出性能优异的荧光粉材料，以实现LED从冷色到暖色的白光发射。

技术领域

本发明属于无机发光材料技术领域，具体涉及一种可在空气环境下还原的铕掺杂铝硅酸盐荧光粉材料MAl₂Si₂O₈:Eu(M＝Ca,Sr,Ba)及其还原产物。

背景技术

在材料科学的许多领域中，固体材料中的电子传递过程应用十分广泛。由于4f-4f或者5d-4f能级跃迁可以产生丰富的发光颜色，因此稀土离子掺杂的固体荧光粉材料在现代照明及显示领域中发挥着重要作用。在过去几十年研究过程中，Eu²⁺和Eu³⁺在各种化合物中的发光特性以及荧光粉中Eu³⁺到Eu²⁺的还原过程引起了人们的广泛关注。随着基质材料的改变，Eu²⁺在光谱范围内呈现出宽激发带，并且Eu²⁺掺杂的发光材料常表现出从紫外光区到红色光区的宽带发射，强度较高，荧光寿命短，这种性质主要是Eu²⁺的4f⁶5d¹→4f⁷(即d→f跃迁)能级跃迁产生的，其中5d轨道裸露在外层，易受外部场环境的强烈影响。由于⁵D₀→⁷Fj能级跃迁(j＝0-4)，Eu³⁺常作为红光发射激活剂而被众所周知，在照明领域(如应用于灯具的YVO₄:Eu³⁺和Y₂O₃:Eu³⁺)和显示领域(如应用于彩色电视的Y₂O₂S:Eu³⁺)发挥了重要的应用。除了以上能级跃迁之外，还可以观察到高于⁵D₀能级的发射谱线，如⁵D₁(绿色)，⁵D₂(绿色或蓝色)和⁵D₃(蓝色)，这些取决于基质的性质(例如声子频率，晶体结构等)以及Eu³⁺在基质中的掺杂率。通常，荧光粉所用铕原料常常以Eu₂O₃的形式存在，制备Eu²⁺掺杂的荧光粉材料需要使用到还原气氛，例如H₂，H₂/N₂或CO。因此，如果在空气条件下找到可以将Eu³⁺还原成Eu²⁺的化合物，这样不仅会大大降低实验成本，而且可以提高制备过程的安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种可在空气环境下还原的铕掺杂铝硅酸盐荧光粉材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：