一种提高稀土掺杂SrSi制造技术

本发明专利技术公开了一种提高稀土掺杂SrSi

【技术实现步骤摘要】
一种提高稀土掺杂SrSi2B2O8:Tb3+荧光材料绿光发光强度的技术
本专利技术涉及一种提高稀土掺杂SrSi2B2O8:Tb3+荧光材料绿光发光强度的技术，属于光电功能材料

技术介绍
能源短缺是当前全球所面临的共同问题，节能成为人类所关注的热点。固体照明因具有能耗低、发光效率高、寿命长和响应快等优异性能受到人们的广泛关注。目前固体照明的主要形式是荧光粉转换型白光发光二极管(PC-WLED)，其中，一种方案是GaN基蓝光芯片与Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce3+)黄色荧光粉复合产生白光，另一种是近紫外LED芯片激发红绿蓝三基色荧光粉。第一种方案已经实现商业化，且具有成本低廉、工艺简单等优点，但同时也存在显色指数低、色温高、稳定性差、冷色调等不足。因此第二种方案一直是白光LED研究的重点，近紫外激发红、绿、蓝三基色荧光材料是实现白光照明的关键。直到2015年，LEOW等人研究了RE(Eu2+，Eu3+和Dy3+)掺杂的SrB2Si2O8荧光粉的发光性质及其应用，这些荧光粉显示出在白光发生中的应用潜力，硼硅酸盐荧光粉才开始大量研究。2016年，Peng等人首次研究了Ce3+掺杂的MB2Si2O8(M＝Sr，Ba)的VUV-vis光致发光特性，并对了解Ce3+离子5d-4f发射的变化给出了全面的了解，单掺Ce3+离子的荧光材料样品发射位于紫外区。在SrSi2B2O8基质荧光粉中，蓝光发射荧光粉已经研究很多，而绿色发光荧光粉研究相对较少。众所周知，Pr3+离子为典型的绿色荧光粉激活剂，因此，本专利技术基于SrSi2B2O8:Tb3+绿光荧光，通过构造能量传输通道，提高荧光粉的绿光发光强度。
技术实现思路
为了提高三基色荧光粉中绿光发光强度，本专利技术提出了一种提高稀土掺杂SrSi2B2O8:Tb3+荧光材料绿光发光强度的技术。本专利技术的技术以SrSi2B2O8:Tb3+绿光发射荧光粉为基础，通过引入Ce3+离子，构筑了Ce3+离子和Tb3+离子之间辐射再吸收的能量传输通道，从而达到提高绿光发射的目的。本专利技术之技术效果明显，通过构筑Ce3+离子和Tb3+离子之间的能量传输通道，Ce3+离子的发射光全部被Tb3+离子所吸收，转化为激发能，两者的能量转移效率超过90％，大幅提升了SrSi2B2O8:Tb3+绿光荧光材料的发光强度。本专利技术荧光材料的发光强度与SrSi2B2O8:Tb3+绿光荧光材料的发光强比较如图1所示。本专利技术通过构筑能量传递通道，在较低的稀土掺杂下，可以提高荧光材料的绿光发光强度20倍以上。附图说明图1是本专利技术荧光材料和SrSi2B2O8:Tb3+绿光荧光粉的发射光谱图。在较低稀土掺杂量下，本专利技术样品的发光强度是单掺样品的20倍以上。图2是本专利技术中所提荧光材料样品的XRD图。材料的结构为正交晶系，晶格常数是图3是单掺Ce3+离子荧光材料样品的激发光谱图。图4是单掺Ce3+离子荧光材料样品的发射光谱图。图5是单掺Tb3+离子荧光材料样品的激发光谱图。图6是单掺Tb3+离子荧光材料样品的发射光谱图。图7是单掺Tb3+离子、Ce3+离子和Tb3+、Ce3+离子双掺荧光材料样品的激发和发射光谱图。图8是Tb3+、Ce3+离子双掺荧光材料样品的发射光谱图，其中Tb3+离子的掺杂浓度从0到0.13。图9是Tb3+、Ce3+离子双掺荧光材料样品的色坐标图。具体实施方式本专利技术中样品的制备采用高温固相法。具体工艺过程详细叙述如下：(1)首先根据Sr1-x-ySi2B2O8:xTb3+，yCe3+化学式，根据x＝0，0.02，0.03，0.04，0.05….0.13，y＝0.01，0.02，0.03，0.04，0.05….0.10设计配方；(2)按照制备5g产物，采用精密电子天平称取相应量的H3BO3，SiO2，SrCO3，Tb4O3和CeO2，将称取的原料放入玛瑙研钵内；(3)采用湿磨法制备前驱体，将少量酒精溶液倒入玛瑙研钵内(酒精含量不宜过多)，使混合后的材料充分分散，用玛瑙棒仔细研磨均匀；(4)待酒精溶液挥发后，将显露的白色胶装体研磨成细的粉末，将粉末放入小坩埚中，用双坩埚法制备样品；(5)将样品放入硅碳棒炉中从室温加热到800～1200℃，保温1～6小时；最后，随炉降温，获得样品。样品的X射线衍射如图2所示，通过与标准卡片PDF#25-1288相比衍射一致，说明荧光材料样品的结构为正交晶系，晶格常数是稀土掺杂未改变SrSi2B2O8基质的结构。图3是单掺Ce3+离子荧光材料样品的激发光谱图。样品的激发光谱为峰值位于320nm的宽带谱。图4是单掺Ce3+离子荧光材料样品的发射光谱图。样品的发射光谱为峰值位于373nm的宽带谱。图5是单掺Tb3+离子荧光材料样品的激发光谱图。样品的激发为窄带，激发峰分别位于318、350、377、382nm。图6是单掺Tb3+离子荧光材料样品的发射光谱图。样品的发射也为线状谱，主峰位于544nm，为鲜艳的绿色发光。图7是单掺Tb3+离子、Ce3+离子和Tb3+、Ce3+离子双掺荧光材料样品的激发和发射光谱图。单掺Ce3+离子的发射光谱与单掺Tb3+离子的激发光谱重叠，说明能量传输通道建立成功。Tb3+、Ce3+离子双掺荧光材料的激发光谱由Ce3+离子提供，发射光谱仅有Tb3+离子的发射，表明传输实现。双掺样品的发光强度明显强于单掺样品。图8是Tb3+、Ce3+离子双掺荧光材料样品的发射光谱图，其中Tb3+离子的掺杂浓度从0到0.13。在掺杂范围内，Ce3+离子的发射减弱，Tb3+离子的发射增强，当达到掺杂量为8at.％时，绿光发射达到最强。图9是Tb3+、Ce3+离子双掺荧光材料样品的色坐标图。单掺Ce3+离子时为蓝光，随着Tb3+离子掺杂浓度的增加，逐渐向绿光区域移动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高稀土掺杂SrSi

【技术特征摘要】
1.一种提高稀土掺杂SrSi2B2O8:Tb3+荧光粉绿光发光强度的技术，该技术以SrSi2B2O8:Tb3+荧光粉为基础，引入Ce3+离子，在Ce3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张希艳，柏朝晖，王晓春，王能利，米晓云，卢利平，孙海鹰，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22