卤硼酸钙绿色发光材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种卤硼酸钙绿色发光材料，其化学式组成式为：Ｃａ５－２ｘ（ＢＯ３）３Ｘ：Ｔｂｘ，Ｒｘ；Ｘ为卤素离子，Ｔｂ为三价稀土离子，Ｒ为碱金属离子，ｘ为三价Ｔｂ离子相对Ｃａ离子所占的摩尔百分含量，且０．０１≤ｘ≤０．５。本发明专利技术还涉及了一种制备上述发光材料的方法，其包括如下步骤：一、按照化学计量比选取钙离子的源化合物、硼酸根离子的源化合物、卤素离子的源化合物、三价Ｔｂ的源化合物和碱金属离子的源化合物，各源化合物的化学计量比是按照化学组成式Ｃａ５－２ｘ（ＢＯ３）３Ｘ：Ｔｂｘ，Ｒｘ中的相应元素的摩尔比例，其中，ｘ为三价Ｔｂ离子相对Ｃａ离子所占的摩尔百分含量，取值范围为：０．０１≤ｘ≤０．５；二、将各源化合物研磨混合；三、将混合物置于还原气氛中进行烧结，然后冷却、研磨烧结产物后得到该发光材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发光材料制造技术，尤其涉及一种适于等离子平板显示和无汞荧光灯用的。
技术介绍
等离子平板显示技术(Plasma Display Panel,PDP)是一种在驱动电路控制下，利用氙(Xe)基稀有气体混合气体等离子体放电产生的紫外线(主要在147纳米和172纳米) 激发三基色荧光粉而发光的一种平板显示技术。等离子平板显示技术由于具有视角宽、寿命长、刷新速度快、发光效率及亮度高、易制作大屏幕、工作范围宽等许多优良特性而成为目前重要的大屏幕、超薄显示方式之一。荧光粉作为关键部件，直接影响到PDP的整体效果，而其中的绿色荧光粉对PDP整屏的亮度影响最大。目前商用PDP绿色荧光粉主要是Si2SiO4 = Mn2+(ZSM)，尽管ZSM有较好的色纯度，但它10%较长余辉时间(12. 5毫秒)被认为是其最主要的缺点之一，会严重影响 PDP屏幕快速运动画面的显示效果。日光灯和冷阴极荧光灯中的汞，是一种对环境有较大的危害、易挥发的液态重金属，荧光灯的生产和废弃都会造成对环境的污染。2003年2月13日，欧盟的《官方公报》L37 期公布了欧洲议会和欧盟部长理事会共同批准的《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质的指令》，该指令要求自2006年7月1日起欧盟市场禁止销售含有汞灯六种有害物质的电子电气设备。因此，发展无汞照明是目前照明和背光源的发展方向。就无汞荧光灯而言，目前最有效的路径是用稀有气体Xe代替汞，利用Xe基等离子体放电放出真空紫外光(主要是147 纳米和172纳米)激发三基色荧光粉来实现白光照明，稀有气体放电灯是一种低成本节能环保的照明方式，代表着目前绿色照明的发展方向。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种余辉时间短、发射强度高以及在无汞激发条件下能发射绿光的，以解决现有技术中的用于PDP 绿色发光材料的余辉时间太长从而影响PDP屏幕画面质量以及含汞荧光灯存在重金属汞污染等问题。解决本专利技术的技术问题所采用的技术方案是提供一种卤硼酸钙绿色发光材料， 所述卤硼酸钙绿色发光材料的化学组成式为fe5_2x(B03)3X:Tbx，Rx ；X为卤素离子，Tb为三价离子，R为碱金属离子，χ为三价Tb离子相对Ca离子所占的摩尔百分含量，取值范围为 0. 01 ^ X ^ 0. 5。优选地，在本专利技术卤硼酸钙绿色发光材料中，所述元素X选自F、C1中的一种。优选地，在本专利技术卤硼酸钙绿色发光材料中，所述元素R选自Na、K中的一种。此外，本专利技术还提供了一种制备上述卤硼酸钙绿色发光材料的方法，其包括如下步骤步骤一按照化学计量比选取钙离子的源化合物、硼酸根离子的源化合物、卤素离子的源化合物、三价Tb的源化合物和碱金属离子的源化合物，所述化学计量比是按照化学组成式Ca5_2x(B03)3X:Tbx，Rx中的相应元素的摩尔比例，其中，X为三价Tb离子相对Ca离子所占的摩尔百分含量，取值范围为0. 01彡χ彡0. 5 ；步骤二 将各源化合物研磨混合；步骤三将步骤二制得的混合物置于还原气氛中进行烧结，然后冷却、研磨烧结产物后得到所述卤硼酸钙绿色发光材料。优选地，在本专利技术的制备方法中，所述碱金属离子的源化合物为碱金属的碳酸盐， 所述硼酸根离子的源化合物为硼酸，所述卤素离子的源化合物来自卤化铵和三价Tb的源化合物为相对应的氧化物。优选地，在本专利技术的制备方法中，所述烧结处理的温度为600 1000°C，时间为 6 24小时。优选地，在本专利技术的制备方法中，所述步骤三中还原气氛为氮气和氢气的混合气体或者含一氧化碳还原气氛。与现有技术相比，本专利技术的卤硼酸钙绿色发光材料具有以下优点1.本专利技术制备的卤硼酸钙绿色发光材料在147nm和172nm处(尤其是172nm)有较强的吸收，且在147nm 和172nm光激发下有较强的位于M4nm左右的绿色光发射，该卤硼酸钙绿色发光材料能被目前主要应用的等离子体平板显示和无汞荧光灯器件中的氙基稀有气体等离子放电产生的真空紫外光高效激发，符合等离子体平板显示和无汞荧光灯应用的要求；2.本专利技术制备的卤硼酸钙绿色发光材料的1/10荧光寿命为4. 1毫秒，明显低于商用Zn2SiO4 = Mn2+的荧光寿命；3.本专利技术制备方法简单，易于操作，合成温度低，成本低廉。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1是本专利技术实施例9的发光材料在检测发射波长为M4nm下的真空紫外激发激发光谱图；图2是本专利技术实施例9的发光材料在172nm真空紫外光激发下的发射光谱图；图3是本专利技术实施例9的发光材料的衰减时间图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种卤硼酸钙绿色发光材料，所述卤硼酸钙绿色发光材料的化学组成式为:Ca5_2x (BO3)3X: Tbx，Rx ；X为卤素离子，Tb为三价离子，R为碱金属离子，χ为三价Tb离子相对Ca离子所占的摩尔百分含量，取值范围为0. 01 ≤ χ ≤ 0. 5。该X选自F离子或者 Cl离子。该R为电荷补偿离子，优选为Na离子或者K离子。本专利技术所选的基质材料为Qi5(BO3)3X,发光离子是三价的Tb离子，在真空紫外(VUV)光激发下，当该基质材料吸收一定的能量以后，可以将能量传递给Tb3+，由Tb3+产生绿色光发射。本专利技术还提供了一种制备适于等离子平板显示和无汞荧光灯用的卤硼酸钙绿色发光材料的方法，该制备方法是高温固相法，其包括如下步骤步骤一按照化学计量比选取钙离子的源化合物、硼酸根离子的源化合物、卤素离子的源化合物、三价Tb离子的源化合物和碱金属离子的源化合物，所述化学计量比是按照化学组成式Ca5_2x(B03)3X:Tbx，Rx中的相应元素的摩尔比例，其中，χ为三价Tb离子相对Ca 离子所占的摩尔百分含量，取值范围为0. 01 ^x^O. 5，按该比例称取反应原料；步骤二 将各源化合物研磨混合均勻；步骤三将步骤二制得的混合物置于还原气氛中进行烧结，然后冷却、研磨烧结产物后得到所述商硼酸钙绿色发光材料在步骤一中，所述碱金属离子的源化合物优选为碱金属的碳酸盐，所述硼酸根离子的源化合物优选为硼酸，所述卤素离子的源化合物来自卤化铵和三价Tb离子的源化合物优选为相对应的氧化物。在步骤三中，烧结温度为600 1000°C，烧结时间为6 M小时。以下通过多个实施例来举例说明卤硼酸钙绿色发光材料的不同组成及其制备方法等方面。实施例1 :组成为 Cei498 (BO3)3Cl: Tbatll, Naatll 荧光粉按照上述化学式配比称取碳酸钙(CaCO3) 0. 9969克，碳酸钠(Na2CO3) 0. 0011克，硼酸(H3BO3)O. 3710克，氧化铽(Tb4O7)O. 0037克，氯化铵(NH4Cl)O. 1070克，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均勻后，在一氧化碳气氛中，在700°C烧结12小时，将烧结产物取出研磨，最终得到产品。实施例2 :组成为 Qi4.98 (BO3)3F: Tbatll, Katll 荧光粉按照上述化学式配比称取碳酸钙(CaCO3) 0. 9969克，碳酸钾(K2CO3) 0. 0014克，硼酸(本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种卤硼酸钙绿色发光材料，其特征在于：所述卤硼酸钙绿色发光材料的化学组成式为：Ｃａ５－２ｘ（ＢＯ３）３Ｘ：Ｔｂｘ，Ｒｘ；Ｘ为卤素离子，Ｔｂ为三价离子，Ｒ为碱金属离子，ｘ为三价Ｔｂ离子相对Ｃａ离子所占的摩尔百分含量，取值范围为：０．０１≤ｘ≤０．５。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，田梓峰，刘军，梁小芳，廖秋荣，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]