一种绿色荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种绿色荧光粉及其制备方法。所述的绿色荧光粉，其特征在于，包括：步骤1：称取CaCO3，SiO2，CaF2和Eu2O3原料粉体置于研钵中研磨后，在800～1200℃下烧结6～12h，得到样品；步骤2：称取Al粉与样品，分别置于两个坩埚舟中，并将坩埚舟置于真空管式炉中，抽真空，在600～1000℃下进行还原烧结处理8h，得到绿色荧光粉。本发明专利技术不同于传统的气氛还原，铝还原法还原剂不需要和荧光粉接触，并可以在不超过1000℃(600～1000℃)的低温条件下，实现荧光粉的还原及光谱调控。

【技术实现步骤摘要】
一种绿色荧光粉及其制备方法
本专利技术属于荧光粉制备
，具体涉及一种CaO-SiO2-CaF2-EuO体系的绿色荧光粉及其制备方法。
技术介绍
白光LED因其功耗小、效率高、绿色环保、节能、寿命长、体积小、响应快、显色性好等显著优点，成为21世纪绿色照明光源，良好的市场前景和巨大的社会经济效益引起业界的广泛关注。一般来说，LED实现白光发射有三种方式：一是目前已经实现商业化的蓝光LED芯片激发YAG：Ce3+黄色荧光粉；二是近紫外LED芯片上涂覆能发射白光的单一基质荧光粉直接获得白光；三是在紫外/近紫外LED芯片上涂覆三基色(红、绿、蓝)混合荧光粉获得白光。因此，绿色荧光粉的制备和性能研究对白光LED来说至关重要。稀土发光材料是一类重要的功能材料，广泛应用于照明、显示等领域。其中Eu2+具有4fn-15d1外层电子构型，其5d轨道裸露于外层，跃迁发射呈宽带，强度较高，荧光寿命较短，这种宽带发射的性质正好得到光谱较全光色性较饱和的光源，因此Eu2+是灯用荧光粉广泛使用的稀土离子。硅酸盐由于其原料丰富、制备方法简单、晶体结构稳定、结构和成分容易调整、热稳定性及化学稳定性优良，同时硅酸盐基稀土发光材料具有较宽的激发光谱，可被紫外线、近紫外线和蓝光激发并发射各种颜色的光，在照明和显示等各个领域均有广泛的应用，成为稀土发光材料理想的基质材料。目前，荧光粉还原的方式主要是氢气还原和C粉还原，但氢气还原气氛存在一定安全隐患，C粉还原效果较差、容易污染荧光粉，两者的所需还原温度较高，使用范围受限。据我们所知，目前尚无使用Al粉还原方法制备Eu2+掺杂的CaO-SiO2-CaF2-EuO体系荧光粉的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种CaO-SiO2-CaF2-EuO体系的绿色荧光粉及其制备方法，采用Al粉作为还原剂，通过非接触式的还原处理，制备出发光性能优异的荧光粉，从而使其更好地应用于LED器件。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：称取CaCO3，SiO2，CaF2和Eu2O3原料粉体置于研钵中研磨后，在800～1200℃下烧结6～12h，得到样品；步骤2：称取Al粉与样品，分别置于两个坩埚舟中，并将坩埚舟置于真空管式炉中，抽真空，在600～1000℃下进行还原烧结处理6～8h，得到绿色荧光粉。优选地，所述的研磨时间为30～60min。优选地，所述的Al粉与样品的质量比为(0.03～1):1。优选地，所述的两个坩埚舟的中心距离为1～5cm。优选地，所述的两个坩埚舟平行置于真空管式炉中。优选地，所述的CaCO3，SiO2，CaF2和Eu2O3原料的质量比满足：当CaCO3全部转化为CaO，Eu2O3全部转化为EuO时，CaO为0～45.90质量份，SiO2为0～32.79质量份，EuO为0～8.64质量份，CaF2为0～21.30质量份，各原料用量均不为0。优选地，所述的CaCO3，SiO2，CaF2和Eu2O3原料的质量比满足：当CaCO3全部转化为CaO，Eu2O3全部转化为EuO时，以CaO、SiO2，CaF2和EuO的质量和为基准，以质量百分比计，CaO含量为42.51％～44.74％，SiO2含量为31.63％～32.39％，EuO含量为1.81％～5.31％，CaF2含量为20.55％～21.05％。优选地，所述的各原料的质量比为CaCO3:SiO2:CaF2:Eu2O3＝1.7721:0.7188:0.4670:0.0421。本专利技术还提供了上述的制备方法所制备的绿色荧光粉。本专利技术选择硅酸钙盐作为基质材料，Eu2+作为发光中心。掺杂不同浓度的Eu2+到硅酸钙盐中，在紫外光(UV)的激发下,CaO-SiO2-CaF2-EuO体系的荧光粉表现出从450～700nm范围内强的绿光发射，其最强的激发峰在490～530nm范围内。本专利技术中提出低温固相不接触式的Al还原方法，该还原方法具有高效、对样品无污染、还原效果好、低成本、有效反应范围广等优点。在CaO-SiO2-CaF2-EuO体系荧光粉的制备过程中，使用Al粉为还原剂进行还原反应，通过对荧光粉的局域规整，可以有效的调控晶体场的局域配位数和化学压，进而实现荧光粉的光谱性能优化。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)使用远程铝还原反应法作为还原制备手段。不同于传统的气氛还原，铝还原法还原剂不需要和荧光粉接触，并可以在不超过1000℃(600～1000℃)的低温条件下，实现荧光粉的还原及光谱调控；2)随着EuO含量的增加，CaO-SiO2-CaF2-EuO体系的荧光粉在紫外光激发下，发射波长由500nm到530nm移动。附图说明图1.CaO-SiO2-CaF2-EuO体系荧光粉的发射光谱图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施案例1：一种绿色荧光粉的制备方法，具体步骤为：1)按化学计量比称取CaCO3，SiO2，CaF2，Eu2O3原料粉体3g(其中各原料质量比为CaCO3:SiO2:CaF2:Eu2O3＝1.7721:0.7188:0.4670:0.0421，如表一)置于玛瑙研钵中，加入乙醇3ml进行研磨30min后放入氧化铝坩埚中，置于马弗炉中在1100℃下烧结8h，冷却至室温，得到样品。2)按照Al粉与样品的质量比为0.3:1称取0.3gAl粉与1g样品，分别置于两个坩埚舟中，并将坩埚舟平行置于真空管式炉中，两个坩埚舟的中心距离为3cm，将整个系统抽真空至小于负0.1MPa后，在1000℃下进行还原烧结处理8h后，自然冷却至室温，得到绿色荧光粉。3)使用荧光光谱仪(HITACHIF-7000)测试该体系荧光粉的光谱性质，结果表明，该荧光粉的最强激发峰位于290nm，在该激发波长光的激发下，显示最强发射波长位于509nm的绿光发射，表明该荧光粉为290nm激发下的绿色荧光粉。荧光粉发射光谱如图1所示。4)使用CEI(1931)计算荧光粉的色坐标，得到其色坐标为(0.2597,0.4560)。实施案例2：1)按化学计量比称取CaCO3，SiO2，CaF2，Eu2O3原料粉体3g(其中各原料质量比为CaCO3:SiO2:CaF2:Eu2O3＝1.7036:0.7102:0.4614:0.1248，如表一)置于玛瑙研钵中，加入乙醇3ml进行研磨30min后放入氧化铝坩埚中，置于马弗炉中在1100℃下烧结8h，冷却至室温，得到样品。2)按照Al粉与样品的质量比为0.3:1称取0.3gAl粉与1g样品，分别置于两个坩埚舟中，并将坩埚舟平行置于真空管式炉中，两个坩埚舟的中心距离为3cm，将整个系统抽真空至小于负0.1MPa后，在1000℃下进行还原烧结处理，还原8h后，自然冷却至室温，得到本专利技术产品。3)使用荧光光谱仪(HITACHIF-7000)测试该体系荧光粉的光谱性质，结果表明，该荧光粉的最强激发峰位于332nm，在该激发波长光的激发下，显示最强发射波长位于531nm的绿光发射，表明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：称取CaCO3，SiO2，CaF2和Eu2O3原料粉体置于研钵中研磨后，在800～1200℃下烧结6～12h，得到样品；步骤2：称取Al粉与样品，分别置于两个坩埚舟中，并将坩埚舟置于真空管式炉中，抽真空，在600～1000℃下进行还原烧结处理6～8h，得到绿色荧光粉。

【技术特征摘要】
1.一种绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：称取CaCO3，SiO2，CaF2和Eu2O3原料粉体置于研钵中研磨后，在800～1200℃下烧结6～12h，得到样品；步骤2：称取Al粉与样品，分别置于两个坩埚舟中，并将坩埚舟置于真空管式炉中，抽真空，在600～1000℃下进行还原烧结处理6～8h，得到绿色荧光粉。2.如权利要求1所述的绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述的研磨时间为30～60min。3.如权利要求1所述的绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述的Al粉与样品的质量比为(0.03～1):1。4.如权利要求1所述的绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述的两个坩埚舟的中心距离为1～5cm。5.如权利要求1所述的绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述的两个坩埚舟平行置于真空管式炉中。6.如权利要求1所述的绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述的CaCO3，SiO2，CaF2和Eu2O3原料的质量比满足：当CaC...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯京山，房永征，刘静慧，潘彩霞，陈雪媛，赵国营，刘玉峰，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31