一种高显色指数全光谱荧光材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高显色指数全光谱荧光材料及其制备方法，该荧光材料的分子式为Lu2‑

【技术实现步骤摘要】
一种高显色指数全光谱荧光材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及荧光材料
，具体涉及一种高显色指数全光谱荧光材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]白光LED(WLED)因其节能环保、亮度高等优点在固态照明与显示方面的应用取得了巨大进展。目前普遍采用的合成WLED的方法是将蓝色InGaN芯片与YAG:Ce
3+
黄色荧光材料相结合。然而，蓝光LED在高激发功率密度(>3W cm
‑2)时存在严重的“效率下降”问题，这限制了其在高功率照明中的应用。相比之下，激光二极管(LD)可承受的峰值功率密度为25kW cm
‑2，使其在新一代高亮度照明领域最具发展前景。一般来说，白光LD(WLD)的实现方式与上述WLED基本类似，然而，这种实现方法由于缺乏青光和红光成分，并不能满足高质量白光光源的要求，导致显色指数(CRI,Ra)低于65，相对色温(CCT)高于7500K。只有将YAG:Ce
3+
与青光和红光材料共同封装才能解决这一问题。而不同类型的荧光粉之间强烈的重吸收会导致合成的WLD效率大幅降低。此外，由于不同荧光粉具有不同的热猝灭行为，往往会导致发射波长的波动，严重影响WLD的CIE坐标、CRI和CCT，降低白光光源的质量。因此，单相宽光谱发射荧光材料备受关注，通过将宽带白光荧光粉与近紫外LD芯片相结合，其合成的白光光源质量可以优于商用的三色WLD。然而，作为常用的发光离子，Eu
2+
的发射带宽一般在700110nm的较窄范围内，调控其发射波长实现宽带发射仍存在较大挑战。
[0003]为了解决白光光源的显色指数偏低的问题，在采用Eu
2+
作为发光离子制备全光谱荧光材料方面，CN112004644A公开了一种紫外激发的Eu(Ⅱ)离子单掺单相全光谱荧光粉及其制备和应用，将Eu
2+
离子为单一激活中心，Ca0MgK(PO4)7为基质材料，将制备的荧光粉与375nm的紫外芯片封装得到了显色指数为05的光源。但是该基质材料只适用于紫外光芯片激发，这将不可避免将带来发光效率的降低，限制了其白光LED/LD器件中的实际应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一是提供一种高显色指数全光谱荧光材料，能同时适用于紫外光和蓝光芯片激发实现全光谱发射，且显色指数高。
[0005]本专利技术的目的之二是提供上述高显色指数全光谱荧光材料的制备方法，工艺简单，可工业化生产。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种高显色指数全光谱荧光材料，其分子式为Lu2‑
x
BaAl4SiO
12
:xEu
2+
，其中x为Eu
2+
掺杂Lu
3+
位的摩尔百分数，0.02≤x≤0.1。
[0008]所述荧光材料在波长为355nm的紫外光LD芯片激发下，发射波长覆盖430nm0850nm，显色指数为03006，在波长为455nm的蓝光LD芯片激发下，发射波长覆盖500nm0820nm，显色指数为85088。
[0009]第二方面，本专利技术提供上述高显色指数全光谱荧光材料的制备方法，采用固相反
应烧结法，包括以下步骤：
[0010](1)以Lu2O3、Eu2O3、Al2O3、BaCO3、SiO2作为原料粉体，按分子式Lu2‑
x
BaAl4SiO
12
:xEu
2+
中对应元素的化学计量比称取各原料，其中x为Eu
2+
掺杂中Lu
3+
位的摩尔百分数，0.02≤x≤0.1；
[0011](2)对步骤(1)称量的各原料粉体进行研磨混合；
[0012](3)将步骤(2)得到的混合粉体置于7000000℃下煅烧306h得到第一次烧结产物，将第一次烧结产物过筛后在钢模中干燥压制成素坯；
[0013](4)将步骤(3)压制的素坯置于还原气氛下恒温烧结204h，随炉冷却至室温，得到荧光材料。
[0014]优选的，步骤(1)中Lu2O3、Al2O3、BaCO3、SiO2的粉体粒径为1μm02μm，Eu2O3的粉体粒径为100nm 0300nm，纯度均为00.00％以上。
[0015]优选的，步骤(2)中所述的研磨时间为20min040min。
[0016]优选的，步骤(3)中所述的过筛筛网为800200目。
[0017]优选的，步骤(4)中所述的恒温烧结温度为120001400℃。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0019](1)所述的荧光材料在波长为355nm的紫外光LD芯片激发下，发射波长覆盖430nm0850nm，显色指数为03006，在455nm的蓝光LD芯片激发下，发射波长覆盖500nm0820nm，显色指数为85088。
[0020](2)本专利技术以Lu2BaAl4SiO
12
为基质材料，离子格位十分丰富，采用Eu
2+
作为唯一发光离子，通过Eu
2+
与Eu
3+
的价态调控，诱导价间电荷转移，从而同时实现紫外光与蓝光激发下的宽光谱发光。
[0021](3)本专利技术制备的高显色指数全光谱荧光材料，制备方法简单，用时短，绿色环保，可应用于LED/LD器件工业化生产。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例1制备样品XRD图；
[0023]图2是本专利技术实施例1制备样品在355nm紫外光激发下的发射光谱；
[0024]图3是本专利技术实施例1制备样品在455nm蓝光激发下的发射光谱。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0026]以下实施例中所使用的原料粉体如无特殊说明，均为市售商品，其中Lu2O3、Al2O3、BaCO3、SiO2的粉体粒径为1μm02μm，Eu2O3的粉体粒径为100nm 0300nm。
[0027]实施例1：制备Lu
1.04
Eu
0.06
BaAl4SiO
12
[0028]根据化学式Lu
1.04
Eu
0.06
BaAl4SiO
12
中对应原料的化学计量比，分别称取纯度均为00.00％的Lu2O
3 14.08116g、Eu2O
3 0.38016g、Al2O
3 7.51663g、BaCO33.63320g、SiO
2 2.21480g，共混后放入玛瑙研钵中研磨30min，将混合粉体在800℃下煅烧4h得到第一次烧结产物，将第一次烧结产物过100目筛后在钢模中干燥压制成素坯，将压制的素坯置于1300℃还原气氛下恒温烧结3h，随炉冷却至室温，得到荧光材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高显色指数全光谱荧光材料，其特征在于，其分子式为Lu2‑
x
BaAl4SiO
12
:xEu
2+
，其中x为Eu
2+
掺杂Lu
3+
位的摩尔百分数，0.02≤x≤0.1。2.一种权利要求1所述的高显色指数全光谱荧光材料的制备方法，其特征在于，采用固相反应烧结法，包括以下步骤：(1)以Lu2O3、Eu2O3、Al2O3、BaCO3、SiO2为原料粉体，按分子式Lu2‑
x
BaAl4SiO
12
:xEu
2+
中对应元素的化学计量比称取各原料，其中x为Eu
2+
掺杂中Lu
3+
位的摩尔百分数，0.02≤x≤0.1；(2)对步骤(1)称量的各原料粉体进行研磨混合；(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乐，张曦月，李延彬，杨聪聪，黄国灿，王忠英，邵岑，康健，周春鸣，李明，陈浩，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：