[发明专利]一种碳化硅改性的YAG:Ce荧光粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳化硅改性的YAG:Ce荧光粉及其制备方法。该荧光粉的化学通式为Y_3‑xAl₅O₁₂:xCe,ySiC，其中0x≤0.09，0y≤0.05；所述碳化硅改性的YAG:Ce荧光粉在460 nm的蓝光激发下，发射出主波长为556±2 nm的黄色荧光。本发明与现有技术相比，在保证YAG:Ce荧光粉发射光谱红移及较高发光效率的同时，提高了其热稳定性。

技术领域

本发明属于无机发光材料领域，涉及一种碳化硅改性的YAG:Ce荧光粉及其制备方法。

背景技术

随着能源问题的不断加剧，节能环保已成为世界各国发展的主题之一。白光发光二极管（Light Emitting Diode，简称 LED）具有能耗低、效率高、无污染、寿命长等特点，在固态照明、液晶背光源、汽车前照灯等领域具有十分广阔的应用前景。

目前市场上使用最普遍的白光LED是荧光粉转换型白光LED，通过在LED芯片表面涂覆荧光粉层获得白光，因此荧光粉的性能对白光LED器件的性能起关键作用。黄色YAG:Ce荧光粉由于具有发光效率高、物理和化学性质稳定、制备工艺简单等优点，被广泛应用于白光LED器件。但是，YAG:Ce荧光粉也有一些不足，如发射光谱中缺少红光成分，导致白光LED光源的色温偏高、显色指数偏低；另外，其发光效率及热稳定性还有提高的空间。因此，对YAG:Ce荧光粉的改性研究具有重要实用价值。

近年来，许多研究人员开展了通过添加Si的化合物（Si₃N₄、SiO2等）对YAG:Ce改性的研究。以加入Si₃N₄为例，该方法能够有效地使YAG:Ce荧光粉的发射光谱红移，但同时伴随着热稳定性和发光效率大幅度下降的问题，这对白光LED光源是不利的，尤其是对大功率白光LED光源。那么添加SiC对YAG:Ce荧光粉的发光性能有何影响，目前还没有该方面的研究报道。

发明内容

本发明的目的在于对YAG:Ce进行改性研究，在使其发射光谱产生红移的同时，提高其热稳定性并保持较高的发光效率。为了实现上述目的，本发明提供一种碳化硅改性的YAG:Ce荧光粉及其制备方法。

一种碳化硅改性的YAG:Ce荧光粉，其化学通式为Y_3-xAl₅O₁₂:xCe,ySiC，其中0x≤0.09，0 y≤0.05；所述碳化硅改性的YAG:Ce荧光粉在460 nm的蓝光激发下，发射出主波长为556±2 nm的黄色荧光。

上述碳化硅改性的YAG:Ce荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，根据化学通式Y_3-xAl₅O₁₂:xCe,ySiC中各元素的化学计量比，分别称取Y₂O₃、Al₂O₃、CeO₂、纳米SiC，其中0x≤0.09，0y≤0.05，采用行星式球磨机球磨10-20 h，得前驱体混合物；

步骤2，将前驱体混合物装入高纯氧化铝坩埚内，再将高纯氧化铝坩埚置于高温管状炉中，在还原性气氛下，1400-1600 ℃，保温3-8 h，升温速率为300-600 ℃/h，合成的荧光粉随炉体自然冷却；

步骤3，取出合成的荧光粉，放入盛有去离子水的烧杯中，加入质量分数为36%-38%的浓盐酸，其中去离子水与浓盐酸的体积比为10:1，在100 ℃条件下搅拌10-60 min，静置分层，滤掉上层澄清液后，用去离子水、乙醇清洗沉淀后，放入干燥箱中，在70 ℃下保温10-20 h，得到碳化硅改性的YAG:Ce荧光粉。

作为改进的是，步骤1中所述SiC为高纯度纳米SiC，其纯度为99.9 %，粒径大小约40 nm。