專利名稱：：釔鋁石榴石稀土熒光粉的低溫制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及到低溫制備釔鋁石榴石稀土熒光粉的方法。
背景技術(shù)：
：稀土發(fā)光材料己經(jīng)成為信息顯示、照明光源、光電器件等領(lǐng)域的支撐材料，具有較高發(fā)光強(qiáng)度、良好微觀形貌和適合粒度的熒光粉可以有效地提高器件的性能。稀土元素?fù)诫s的￥3^5012熒光粉，因具有良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用彩色場(chǎng)發(fā)射顯示器件、投影電視、Head-upDisPlay、LED等方面。熒光教、的制備方法是熒光粉發(fā)光強(qiáng)度、微觀形貌和粒度決定因素，己成為材料學(xué)研究的熱點(diǎn)。目前，熒光粉的制備方法主要有固相反應(yīng)法、溶膠-凝膠法、噴霧干燥法以及燃燒法等。采用固相反應(yīng)法制備熒光粉時(shí)，原料很難混合均勻，反應(yīng)溫度高，而且產(chǎn)物粒度較大、顆粒呈無(wú)規(guī)則狀、表面不平整；溶膠-凝膠法、噴霧千燥法和燃燒法制備熒光粉時(shí)，原料可以在分子水平上混合均勻，而且反應(yīng)纟顯度可以降低，制備的熒光粉具有球形、近球形的形貌、粒度大小可控、表面平整的特點(diǎn)，但熒光粉的發(fā)光性能(亮度)較差。如何降低其合成溫度對(duì)于降低生產(chǎn)成本具有重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述熒光粉制備方法的缺點(diǎn)，提供一種燒結(jié)溫度低，所制備的熒光粉體顆粒分布均勻、表面光滑、粒度大小可控的乾鋁石榴石稀土熒光粉的低溫制備方法。解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是用通式Y(jié)^MxAl5.yGayOn表示的材料組成，式中M為Ce3+或Tb3+或Ce3+和Gd3+，x為M的摩爾數(shù)，0.01蕓x^0.08，y為Ga"的摩爾數(shù)，0SyS0.8，其制備方法包括下述步驟1、原料的預(yù)處理將氧化釔、氧化鎵在高溫爐中于85(TC下預(yù)燒2小時(shí)，除去其中的水分。2、配料按照通式Y(jié)3.xHAls.yGayOn進(jìn)行配料，式中M為Ce3+或Tb3+或Ce3+和Gd3+，x為M的摩爾數(shù)，0.01^x^0.08，y為Ga3+的摩爾數(shù)，OSy0.8，稱取丫203、Ga203，在燒杯中用硝酸溶解，并與硝酸鈰或硝酸鋱或硝酸鈰和硝酸釓混合制備成混合溶液。用氨水與無(wú)水乙醇的體積比為1:5的溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH至46，加入質(zhì)量為原料總量的416倍的檸檬酸，6010(TC攪拌12小時(shí)形成淺黃色溶膠，在烘箱中40(TC烘8小時(shí)，得到蓬松的微黃色前驅(qū)物。3、燒結(jié)將前驅(qū)t^爾量，加入前驅(qū)物質(zhì)量110wf/o的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)540800。C，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)110小時(shí)，在質(zhì)量濃度為2%5%的稀硝酸中煮沸530分鐘，用去離子水洗滌35次，在烘箱中于8(TC烘干，制備成稀土熒光粉。4、測(cè)試所制備熒光粉采用日本理學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)的RigakuD/max2000型X射線粉末衍射ft^t產(chǎn)物進(jìn)行物相分析。測(cè)試^#為CuKa輻射，電壓為40KV，電流為100A，掃描范圍為10°70°，掃描速度為87min，步長(zhǎng)為0.02°。采用日立公司生產(chǎn)的F-4600熒光光譜儀測(cè)試和YFC-2陰極身寸線光譜儀進(jìn)行發(fā)光性能領(lǐng)懂。采用荷^Philips-FEI公司生產(chǎn)的Quanta200型環(huán)境掃描電子顯微鏡(SEM)觀察產(chǎn)物顆粒的形貌。在本發(fā)明的配料2中，按照通式Y(jié)kHAl5.yGayO,2進(jìn)行配料，式中M為Ce3+或邗3+或Ce"和Gd3+;x為M的摩爾數(shù)，x的優(yōu)選取值范圍為0.03^x^0.06;y為G^+的摩爾數(shù)，y的優(yōu)選取值范圍為0.3^yS0.7。在本發(fā)明的燒結(jié)步驟3中，將前驅(qū)物稱量，加入前驅(qū)物雌質(zhì)量28wtG/。的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)600800°C，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)310小時(shí)。在本發(fā)明的配料2中，按照通式Y(jié)3.xMxAl5.yGa3A2進(jìn)行配料，M為C^+或T^或Ce3+和Gd3、x為M的摩爾數(shù)，M為Ce、寸，x最佳為0.04，M為11)3+時(shí)，x最佳為0.06，M為Ce3，Gd3+'時(shí)，x最佳為0.03。y為Ga"的摩爾數(shù)，y最佳為0.3;在本發(fā)明的燒結(jié)步驟3中，將前驅(qū)物稱量，加入前驅(qū)物最佳質(zhì)量5wt。/。的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)最佳80(TC，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)5小時(shí)。本發(fā)明采用熔鹽輔助的燃燒法制備稀土熒光粉，制備過(guò)程原料很容易混合均勻，燒結(jié)溫度低；所制備的稀土熒光粉經(jīng)測(cè)試，發(fā)光亮度高、具有球形或近球形的形貌、粉體粒度可控、粉體顆粒表面平整、發(fā)光性能良好，而且其劍寸光的波長(zhǎng)沒(méi)有改變，用于不同器件可以大大提高涂屏效果和器件的發(fā)光性能，尤其適合場(chǎng)魏顯示器、投影電視和LED器件、飛點(diǎn)掃描顯示器等，對(duì)熒光粉涂屏'效果、發(fā)光亮度和發(fā)光效率要求較高的領(lǐng)域，具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。圖l是所制備的Y2.94Tb。.。6Al5Ch2熒光粉的激發(fā)和發(fā)射光譜圖。圖2是所制備的Y2.96Ceo.o4Al50u熒光粉的陰極射線激發(fā)發(fā)射光譜圖。圖3是所制備的Y2.96Ceao4Al5(^熒光粉的掃描電鏡照片。圖4是所制備的Y2.96Ceao4Al5Ch2熒光粉的激發(fā)和發(fā)射光譜圖。圖5是所制備的Y2.94Tbo.o6AU.7Gao.30i2熒光粉的陰極射線激發(fā)發(fā)射光譜圖。圖6是所制備的Y2.94Tbo.c6Al4.7Gao.30,2熒光粉的掃描電鏡照片。圖7是所制備的Y2.94Tba。6AU.7Gao.30i2熒光粉的激發(fā)和發(fā)射光譜圖。圖8是所制備的￥2.94化().0^15012熒光粉的掃描電鏡照片。圖9是所制備的Y2.97(Gd,Ce),AlA2Al50,2熒光粉的激發(fā)和發(fā)射光譜圖。圖10是所制備的Y2.97(Gd,Ce),AlA2AlsO,2熒光粉的掃描電鏡照片。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1以制備用通式Y(jié)2.96Ceo.o4Al5012(通式中M為Ce3+，x為0.04，y為0)表示的稀土熒光粉10g為例，所用的原料及其制備方法如下1、原料的預(yù)處理將氧化釔在高溫爐中于85(TC下預(yù)燒2小時(shí)，除去其中的水分。2、配料按照通式Y(jié)2.96Ceao4AlA2進(jìn)行配料，式中M為Ce3+，x為Ce3+的摩爾數(shù)，x為0.04，稱取5.610gY2O3在燒杯中用硝酸溶解，并與34.490gAl(NO3)39H20、0.220gCe(N03)3混合制備成混合溶液。用氨水與無(wú)水乙醇的體積比為1:5的溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH至46,加入質(zhì)量為原料總量的8倍的檸檬酸，6010(TC攪拌12小時(shí)形成淺黃色溶膠，在烘箱中40(TC烘8小時(shí)，得到蓬松的微黃色前驅(qū)物。3、燒結(jié)前驅(qū)物稱量，加入前驅(qū)物質(zhì)量5wtn/。的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)800°C，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)5小時(shí)，在質(zhì)量濃度為2%5%的稀硝酸中煮沸530分鐘，用去離子水洗滌35次，在烘箱中于8(TC烘干，制備成稀土熒光粉。所制備的通式Y(jié)2.96Ceo.o4Al50,2的黃色熒光粉用熒光光譜測(cè)試儀、陰極身寸線光譜儀進(jìn)行測(cè)試，激發(fā)發(fā)射光譜圖見(jiàn)圖2、4，用環(huán)境掃描電子顯微鏡對(duì)表面形態(tài)進(jìn)行觀測(cè)，掃描電鏡照片見(jiàn)圖3。由圖2、4可見(jiàn)，以Ce"作為激活劑離子吋，所制備的Y2.96Ceo.o4Al50u黃色熒光粉的激發(fā)波長(zhǎng)峰值位于340nm和460nm，且460nm處為最高的激發(fā)強(qiáng)度。在460nm的光激發(fā)條件下，Y2.%Ceo.o4Al5012黃色熒光粉的發(fā)射峰值位于530nm處，屬于Ce3+的5d—4f特征躍遷發(fā)射，樣品的發(fā)光強(qiáng)度高，色純度較好。由圖3可見(jiàn)，所制備的Y2.96Ceo.04MA2黃色熒光粉的顆粒分布均勻，顆粒尺寸均勻，在200nm左右。實(shí)施例2以制備用通式Y(jié)2.94Tba06Al5O12(通式中M為Tb3、x為0.06，y為0)表示的稀土熒光粉1Og為例，所用的原料及其制備方法如下在配料步驟2中，按照通式Y(jié)2.94Tbo.o6Al50,2進(jìn)行酉己料，式中M為Tb3+，x為Tb"的摩爾數(shù)，x為0.06，稱取5.560gY203在燒杯中用硝酸溶解，并與31.480gA1(N03)3'9H20、0.350gTb(N03)3混合制備成混合溶液。該步驟中的其它步驟與實(shí)施例1相同，得到蓬松的微黃色前驅(qū)物。其它步驟與實(shí)施例1相同，制備成Y2.94Tbao6Al50u綠色熒光粉，所制備的Y2.94Tbo.o6Al50,2綠色熒光粉用熒光光譜測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，激發(fā)^l寸光譜圖見(jiàn)圖1，用環(huán)境掃描電子顯微鏡對(duì)表面形態(tài)進(jìn)行觀測(cè)，掃描電鏡照片見(jiàn)圖8。由圖1可見(jiàn)，當(dāng)以Tb"作為激活劑離子時(shí)，所制備得到的Y2.94Tbo.o6Al5Cb綠色熒光粉的激發(fā)波長(zhǎng)峰值位于273nm;在273nm的光激發(fā)條件下，Y^TbcH^AlAs綠色熒光粉的鄉(xiāng)峰值位于544nrn處，屬于化3+的特征躍遷發(fā)射，樣品的發(fā)光強(qiáng)度高，色純度較好。由圖8可見(jiàn)，所帝恪的丫2.94化().06^5012綠色熒光粉的顆粒分布均勻，顆粒尺寸均勻，顆粒大小為200300nm。實(shí)施例3以制備用通式Y(jié)2.94Tbo.06Al4.7Gao.3Ch2(通式中M為Tb3+，x為0.06，y為0.3)表示的稀土熒光粉10g為例，所用的原料及其制備方法如下在配料步驟2中，按照通式Y(jié)2.94Tbo.Q6Al4.7Gao.302進(jìn)行配料，式中y為G^+的摩爾數(shù)，y為0.3，稱取5.440gY2O3和0.460gGa2O3在燒杯中用硝酸溶解，并與28.870gAl(N03)y9H20、0.340gTb(NO3)3混合制備成混合溶液。該步驟中的其它步驟與實(shí)施例1相同。其它步驟與實(shí)施例l相同，制備成Y2.94Tb。.o6Al4.7Gao.3012綠色熒光粉，所制備的Y2.94Tbo.06Al4.7Gao.3Oi2綠色熒光粉用熒光光譜測(cè)i式儀、陰極射線光譜儀進(jìn)行測(cè)試，激發(fā)、鄉(xiāng)光譜圖見(jiàn)圖5、7;用環(huán)境掃描電子顯微鏡對(duì)表面形態(tài)進(jìn)行觀測(cè)，掃描電鏡照片見(jiàn)圖6。由圖5、7可見(jiàn)，所制備得到的Y2.94Tb。.Q6Al4.7Gao.A2綠色熒光粉的激發(fā)波長(zhǎng)峰值位于273nm;在273nm的光激發(fā)條件下，Y2.94Tba06Al4.7Gao.3012綠色熒光粉的發(fā)射峰值位于544nrn處，屬于11)3+的特征躍遷皿，樣品的發(fā)光M高，色純度較好。由圖6可見(jiàn)，所制備的Y2.94Tba06Al4.7Gao.3012綠色熒光粉的顆粒分布均勻，顆粒的形貌規(guī)則，顆粒大小為200nm左右。實(shí)施例4以制備用通式￥2.97(04€6),^5012(通式中M為Ce3+禾卩Gd3+，Ce3+和Gd3+摩爾數(shù)x為0.03，y為0)表示的熒光粉10g為例，所用的原料及其制備方法如下在配料步驟2中，按照通式Y(jié)2.97(Gd,Ce)。.o3Al5012進(jìn)行配料，式中M為Ce^和Gd3+，x為0.03，稱取5.560gY203在燒杯中用硝酸溶解，并與31.470gA1(N03)3'9H20、(U72gGd(NO3)3和0.164Ce(NO3)3混合制備成混合溶液。該步驟的其它步驟與實(shí)施例1相同。其它步驟與實(shí)施例1相同。審U備成Y2,97(G4Ce),AlA2黃色熒光粉，所帝U備的Y2.97(Gd，CeV)3Al5Ch2黃色熒光粉用熒光光譜測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，激發(fā)、發(fā)射光譜圖見(jiàn)圖9，用環(huán)境掃描電子顯微鏡對(duì)顆粒表面形態(tài)進(jìn)行觀測(cè)，掃描電鏡照片見(jiàn)圖IO。由圖9可見(jiàn)，所制備得到的￥2.97(0^Ce),Al5C^黃色熒光粉的激發(fā)波長(zhǎng)峰值位于340nm和460nm，且460nm處為最高的激發(fā)強(qiáng)度。在460nm的光激發(fā)條件下，Y2,97(Gc^Ce)o.o3Al5012黃色熒光粉的發(fā)射峰值位于530nm處，屬于Ce、勺5d—4f特征躍遷對(duì)寸，樣品的發(fā)光強(qiáng)度高，色純度較好。由圖10可見(jiàn)，所制備的Y2.97(Gd,Ce)o.。3Al50u黃色熒光粉的顆粒分布均勻，顆粒尺寸均勻，顆粒大小為300-400nm。實(shí)施例5以制備用通式Y(jié)wMaw^15012(通式中M為Ce"或Tb"或Ce"和Gd3+，x為0.01，y為0)表示的稀土熒光粉10g為例，所用的原料及其制備方法如下在以上的實(shí)施例14的配料步驟2中，C或化3+或Ce"和GcT的摩爾數(shù)x為0.01，y摩爾數(shù)為0，該步驟的其它步驟與實(shí)施例1相同。其它步驟與實(shí)施例1相同。制備成Y2.99Mo.Q1Al5012稀土熒光粉。實(shí)施例6以制備用通式Y(jié)2.92Mo.08Al4.2Gao.8Ot2(通式中M為Ce3+或Tt)3+或Ce3+S]Gd3+，x為0.08，y為0.8)表示的稀土熒光粉10g為例，所用的原料及其制備方法如下在以上的實(shí)施例14的配料步驟2中，C,或TV+或Ce3，nGcf+的摩爾數(shù)x為0.08，y摩爾數(shù)為0.8，該步驟的其它步驟與實(shí)施例1相同。其它歩驟與實(shí)施例1相同。制備成Y2.92M。.o8Al4.2Gao.80n稀土熒光粉。實(shí)施例7以制備用通式Y(jié)3_xMxAl5.yGay012(式中M為Ce"或化3+或Ce3，PGd3+，x為M的摩爾數(shù)，0.01^x^0.08,y為Ga"的摩爾數(shù)，y^0.8)表示的稀土熒光粉10g為例，所用的原料及其制備方法如下在以上的實(shí)施例16的配料步驟2中，所用原料的原料配比與相應(yīng)的實(shí)施例相同，制備成前驅(qū)物。在燒結(jié)步驟3中，前驅(qū)物稱量，加入前驅(qū)物質(zhì)量lwf/。的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)54(TC，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)10小時(shí)，該步驟的其它步驟與實(shí)施例1相同。其它步驟與實(shí)施例1相同。制備成Y3.xMxAl5-yGay012稀土熒光粉。實(shí)施例8以制備用通式Y(jié)3.xMxAl5.yGay012(式中M為Ce"或化3+或Ce3，PGd3+，x為M的摩爾數(shù)，0.01^x^0.08，y為Ga^的摩爾數(shù)，y^0.8)表示的稀土熒光粉10g為例，所用的原料及其制備方法如下在以上的實(shí)施例16的配料步驟2中，所用原料的原料配比與相應(yīng)的實(shí)施例相同，制備成前驅(qū)物。在燒結(jié)步驟3中，前驅(qū)物稱量，加入前驅(qū)物質(zhì)量10w^/。的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)700'C，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)1小時(shí)，該步驟的其它步驟與實(shí)施例1相同。其它步驟與實(shí)施例1相同。制備成Y3.xMxAl5.yGay012稀土熒光粉。為了確定本發(fā)明的最佳工藝步驟，發(fā)明人進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)室研究試驗(yàn)，各種試驗(yàn)情況如下一試驗(yàn)儀器X-射線粉末衍射儀，型號(hào)為RigakuD/max2000，日本理學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)；熒光光譜測(cè)試儀，型號(hào)為F-4600，由日立公司生產(chǎn)的；陰極射線光譜儀，型號(hào)為YFC-2，由日立公司生產(chǎn)的;環(huán)境掃描電子顯微鏡(SEM)，型號(hào)為Quanta200型，荷蘭Philips-FEI公司生產(chǎn)。1、確定燒結(jié)溫度制備通式為Y2..96Ceao4Al5012的鈰激活的鋁酸釔黃色熒光粉lg。女、別稱取純度為99.9%的0.561gY2O3、3.149gAl(N03)3'9H20、0.022gCe(NO3)3共6組。按通式丫2..96<^0.04^5012進(jìn)行配料，稱取Y203在燒杯中用硝酸溶角軍，并與硝酸鈰混合制備成混合溶液，用氨水與無(wú)水乙醇體積比為1:5的溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH為46，加入質(zhì)量為原料總量8倍的擰檬酸，6010(TC攪拌12小時(shí)形成淺黃色溶膠，在烘箱內(nèi)40(TC烘8小時(shí)得到蓬松的微黃色前驅(qū)物。將前驅(qū)物稱量，加入占前驅(qū)物質(zhì)量5wtQ/。的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)分別在500、540、560、600、700、800°C，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中進(jìn)行，燒結(jié)5小時(shí)，在質(zhì)量濃度為25°/。的稀硝酸中煮沸30分鐘，用去離子7K洗滌35次，在烘箱中于8(TC烘干，制備成6組Y2..96Cea04Al5O12黃色熒光粉，將制備的6組丫2..96^0.0^15012黃色熒光粉用熒光光譜儀測(cè)試發(fā)光強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。表1燒結(jié)溫度對(duì)Y2..96CeQ.04Al5O12黃色熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的影響燒結(jié)溫度rc)500540560600700800發(fā)光強(qiáng)度"u.)131351416690856913由表1可見(jiàn)，隨著燒結(jié)溫度的升高，￥2..96(^。.04^502黃色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度升高，燒結(jié)驗(yàn)為50(TC時(shí)，未出現(xiàn)衍射峰，燒結(jié)驢為540800'C時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度較強(qiáng)，其中燒結(jié)^t為80(TC時(shí)，所制備的￥2..960().04^5012黃色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度最高，本發(fā)明選擇稀土熒光粉的燒結(jié)溫度為54080(TC，最佳燒結(jié)溫度為800。C。2、確定燒結(jié)時(shí)間制備通式為￥2..9^6().04^5012的鈰激活的鋁酸釔黃色熒光粉lg。前驅(qū)物制備過(guò)程中所用的原料和配比以及制備方法與實(shí)驗(yàn)1相同。將前驅(qū)物稱量，加入占前驅(qū)物質(zhì)量5wty。的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)80(TC在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中分別燒結(jié)l、3、5、IO小時(shí)，在質(zhì)量濃度為2%5°/。的稀硝酸中煮沸30分鐘，用去離子7jC洗滌35次，在烘箱中于8(TC烘干，制備成4組￥2..96(^.04^5012黃色熒光粉，將所制備的4組￥2..%(^.04^5012黃色熒光粉，用熒光光譜儀測(cè)試發(fā)光強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2.表2燒結(jié)時(shí)間對(duì)Y2..96Cea04Al5O12黃色熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表2可見(jiàn)，隨著燒結(jié)時(shí)間的增加，所制備的￥2..96&().04^5012黃色熒光粉發(fā)光強(qiáng)度先升高后增加，燒結(jié)時(shí)間為110小時(shí)，所制備的Y2.,96Ceo.04Al50u黃色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度較高，其中燒結(jié)時(shí)間為10小時(shí)時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度最高?？紤]生產(chǎn)成本，10小時(shí)燒結(jié)產(chǎn)品的發(fā)光強(qiáng)度較5小時(shí)燒結(jié)產(chǎn)品發(fā)光強(qiáng)度接近，本發(fā)明選擇的燒結(jié)時(shí)間為110小時(shí)，最佳燒結(jié)時(shí)間為5小時(shí)。3、確定助熔劑制備通式為Y2..96Cea04Al5O12的鈰激活的鋁酸釔黃色熒光粉lg。前驅(qū)物制備過(guò)程中所用的原料和配比以及制備方法與實(shí)驗(yàn)1相同。將前驅(qū)物稱量，均分為4組，分別加入占前驅(qū)物質(zhì)量5wty。的BaF2、5wt。/。的KH2P04、5wt。/。的LiF、和5wty。的K2HP04研磨，分別置于高顯爐內(nèi)于80(TC燒結(jié)5小時(shí)，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)5小時(shí)，在質(zhì)量濃度為2%5%的稀硝酸中煮沸30分鐘，用去離子水洗滌35次，在烘箱中8(TC烘干，制備成4組Y2，.96Ce。.04Al5"2黃色熒光粉。所制備成的4組Y2.,96Ce。.04Al5O,2黃色熒光粉，用熒光光譜儀測(cè)試發(fā)光強(qiáng)度，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。表3不同的助熔劑對(duì)Y2..96Ceo.o4Al5012黃色熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表3可見(jiàn)，Y2..96Ceao4Al502黃色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度隨著添加助熔劑種類的不同而變化。當(dāng)以5wt%LiF作為助熔劑時(shí)，所制備的￥2..960().0^5012黃色熒光粉發(fā)光強(qiáng)度最高，本發(fā)明選擇加入LiF作為助熔劑。4.確定最佳的LiF用量制備通式為Y2..96Cea04Al5O12的鈰激活的鋁酸釔黃色熒光粉lg。前驅(qū)物制備過(guò)程中所用的原料和原料配比以及制備方法與實(shí)驗(yàn)1相同。將前驅(qū)物稱量，均分為10組，分別加入占前驅(qū)物質(zhì)量lwt。/。LiF、2wt%LiF、3wt%LiF、4wt%LiF、5wt0/0LiF、6wt%LiF、7wt0/oLiF、8wt%LiF、9wt°/oLiF、10wf/。LiF研磨，分別置于高溫爐內(nèi)于80(TC燒結(jié)5小時(shí)，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)5小時(shí)，在質(zhì)量濃度為2%5%的稀硝酸中煮沸30分鐘，用去離子7K洗滌35次，在烘箱中8(TC烘干，制備成4組Y^Ceao^lsOu黃色熒光粉。所審恪成的4組￥2..9《￡0.04^5012黃色熒光粉，用熒光光譜儀測(cè)試發(fā)光強(qiáng)度，領(lǐng)賦結(jié)果見(jiàn)表4。_表4不同LiF含量對(duì)Y2..96CeQ.Q4Al5012黃色熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的影響_LiF添加量(wt0/0)12345678910發(fā)光強(qiáng)度(a.u.)397424625767913830621523453351由表4可見(jiàn)，Y^CeoW^On黃色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度隨著LiF添加量的不同而變化。當(dāng)以5wf/。LiF作為助熔劑時(shí)，戶賴l恪的￥2..96(^.04^5012黃色熒光粉發(fā)光弓驢最高，本發(fā)明選擇加入占前驅(qū)物質(zhì)量5wtW的LiF作為助熔劑。5、確定最佳<^3+含量制備通式為Y^CexAlsOu的鈰激活的鋁酸釔黃色熒光粉lg。分別稱取純度為99.9%的丫203、A1(N03)3'9H20、Ce(N03)3為原料，式中x為O.Ol、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08mol，各組原料的用量見(jiàn)表5。表5制備Y3-xCexAl5012各組原料的用量<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>按照通式為Y^CexAlA2進(jìn)行配料，稱?。?03在燒杯中用硝酸溶解，并與不同質(zhì)量的硝酸鈰混合制備成混合溶液。用氨水與無(wú)水乙醇的體積比為1:5的溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH至46，加入質(zhì)量為原料總量8倍的檸檬酸，在6010(TC攪拌12小時(shí)形成淺黃色溶膠，40(TC烘8小時(shí)，得到蓬松的微黃色的8組前驅(qū)物。8組前驅(qū)物每一組稱取lg，加入占前驅(qū)物質(zhì)量5wt。/。的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)80(TC，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)5小時(shí)，在質(zhì)量濃度為2%5%的稀硝酸中煮沸30分鐘，用去離子水洗滌35次，在烘箱中8(TC烘干，制備成8組YkC^Al5Ch2黃色熒光粉。將所制備的8組Y^CexAl50u黃色熒光粉，用熒光光譜儀測(cè)試發(fā)光強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。表6C^+摻雜量對(duì)Y3.xCexAl50I2黃色熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的影響Ce"摻雜量(mo1)0.010.020.030.040.050.060.070.08發(fā)光強(qiáng)度(a.u.)297324625913763530421351由表6可見(jiàn)，隨著C摻雜量的增加，Y3《CexAlA2黃色熒光粉的發(fā)光5艘先升高后降低，x的取值范圍為0.010.08時(shí)，所制備的Y3.xCexA1^2黃色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度較高，x為0.04時(shí)，Y^CexAlA2黃色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度最高，本發(fā)明選擇用通式Y(jié)3.xCexAl50^表示組成，x的取值為0.010.08，最佳值為0.04。6、確定最佳化3+含量制備通式為Y3.xTbxAl5012的鈰激活的鋁酸紀(jì)綠色熒光粉lg。分別稱取純度為99.9%的丫203、A1(N03)3-9H20、Tb(N03)3為原料，式中x為O.Ol、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08mol，各組原料的用量見(jiàn)表7。表7制備YkTbxAlsO^各組原料的用量y(mol)Y203質(zhì)量(g)A1(N03)3-9H20質(zhì)量(g)Tb(N03)3質(zhì)量(g)0.010.5683.157O馬0.020.5663.1520.0120.030.5633.1490.0170.040,5603.1450.0230.050.5583.1410.0290.060.5563.1480.0350.070.5533.1340.0400.080.5503.1300.046按通式為Y^TbxAl50u進(jìn)行配料，稱Y203在燒杯中用硝酸溶解，并與硝酸鋱混合制備成混合溶液。用氨水與無(wú)水乙醇的體積比為1:5的溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH至46，加入質(zhì)量為原料總量8倍的檸檬酸，6010(TC攪拌12小時(shí)形成淺黃色溶膠，在烘箱中400'C烘8小時(shí)，得到蓬松的微黃色的8組前驅(qū)物。8組前驅(qū)物中每一組稱取lg，加入占前驅(qū)物質(zhì)量5wtT。的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)80(TC，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)5小時(shí)，在質(zhì)量濃度為2%5%的稀硝酸中煮沸530分鐘，用去離子7乂洗滌35次，在烘箱中8(TC烘干，制備成8組Y3.xTbxAl5012綠色熒光粉。將所制備的8組Y3.xTbxAl5012綠色熒光粉，用熒光光譜儀測(cè)試發(fā)光強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表8。表8TV+摻雜量對(duì)Y3-J^Al50,2綠色熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的影響Tb3+摻雜量(mo1)0.010.020.030.040.050.060.070.08發(fā)光強(qiáng)度(a.u.)297437605677763930781651由表7可見(jiàn)，隨著T^+摻雜量的增加，￥3.;11^15012綠色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度先升高后降低，x取值為0.010.08時(shí)，發(fā)光及強(qiáng)度較高，當(dāng)x為0.06時(shí)，Y3-xTbxAl5012綠色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度最高，本發(fā)明選擇用通式Y(jié)3.xTbxAl5012表示的稀土熒光粉材料組成，x的取值為0.010.08，最佳值為0.06。7、確定G^+含量制備通式為Y2.94Tba06Al5.yGayO12的纟汰激活的鋁酸釔綠色熒光粉lg。分別稱取8組、純度為99.9%的Y203、Ga203、A1(N03)3'9H20、Td(N03)3為原料，式中y為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8mol，各組原料的用量見(jiàn)表9。表9制備Y2.94Tb006Al5-yGayO12各組原料的用量z(mol)Y203質(zhì)量(g)Ga203質(zhì)量(g)A1(N03)3-9H20質(zhì)量(g)Tb(N03)3質(zhì)量(g)0.00.556O細(xì)3.1480.0350.10.5510.0163.0530.0340.20.5470.0312.9700.0340.30.5440.0462.8870.0340.40.5400.0612.8060.0340.50.5360.0762.7260.0330.60.532O細(xì)2.6470.0330.70.5290.1052.5700.0330.80.5250.1192.4930.033按照通式為Y2.94Tbo.Q6Al5.yGayCh2進(jìn)行配料，稱取Ga203、￥203在燒杯中用硝酸溶解，并與不同質(zhì)量的硝酸鋱混合制備成混合溶液。用氨水與無(wú)水乙醇的體積比為1:5的溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH至46，加入質(zhì)量為原料總量8倍的檸檬酸，在60IOCTC攪拌l2小時(shí)形成淺黃,色溶膠，40(TC烘8小時(shí)，得到蓬松的微黃色的8組前驅(qū)物。8組前驅(qū)物每一組稱取lg，加入占總質(zhì)量5wty。的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)800°C，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)5小時(shí)，在質(zhì)量濃度為2%5%的稀硝酸中煮沸30分鐘，用去離子水洗漆35次，在烘箱中8CTC烘干，制備成8組Y294Tba。6Al5.yGay012綠色熒光粉，將所制備得8組Y2.94Tba06Al5_yGayO12綠色熒光粉，用熒光光譜儀測(cè)試發(fā)光強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表10.表10Ga^摻雜量對(duì)Y2.94Tba06Al5-yGayO12綠色熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的影響Ga3+摻雜量Cmo1)0.00.10.20.30.40.50.60.70.8發(fā)光強(qiáng)度(a.u.)465597737940677563430381151由表10可見(jiàn)，隨著Ga3+摻雜量的增加，￥2.94化。.06^5/}37012綠色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度先升高后降低，y的取值范圍為00.8時(shí)，Y2.94Tbao6Al5.yGayOj絶熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度較高，當(dāng)y為0.3時(shí)，Y2.94Tbo.o6Al5.yGayOu綠色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度最高，本發(fā)明選擇G^+的摩爾數(shù)為00.8，最佳為0.3。8、確定Gd^含量制備通式為Y3.x(Ce,Gd)xAl5012的鈰激活的鋁酸釔黃色熒光粉lg。分別稱取6組、純度為99.9%的Y203、A1(N03V9H20、Gd(N03)3、Ce(N03)3為原料，式中x為O.Ol、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08mol，各組原料的用量見(jiàn)表ll。表ll制備Yk(CeGd)xAl50]12各組原料的用量x(mol)Y203質(zhì)量(g)A1(N03》9H20質(zhì)量(g)Gd(N03)3質(zhì)量(g)Ce(N03)3質(zhì)量(g)0.010.5683.157O扁0.0030.020.5663.1530.0060.0060.030.5633.1500，0.0080.040.5603.1470.0120.0110.050.5583.1440.0140.0140.060.5563.1400.017O馬0.070.5533.1380.0200.0190.080.5513.1350.0230.022按通式為Y^(Ce，Gd)xAl5Ch2進(jìn)行配料，稱?。?03在燒杯中用硝酸溶解，并與硝酸鈰、硝酸軋混合制備成混合溶液。用氨水與無(wú)水乙醇的體積比為l:5的溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH至46，加入質(zhì)量為原料總量8倍的檸檬酸，6010(TC攪拌l2小時(shí)形成淺黃色溶膠，在烘箱中40(TC烘8小時(shí)，得到蓬松的微黃色的6組前驅(qū)物。6組前驅(qū)物中每一組稱取lg，加入占總質(zhì)量5wt。/。的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)S0(TC，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)5小時(shí)，在質(zhì)量濃度為2%5%的稀硝酸中煮沸30力H中，用去離子7jC洗滌35次，在烘箱中8(TC烘干，制備成6組Yk(Ce,GdyU50,2黃色熒光粉。將所制備的6組Y3-x(Ce,Gd)xAl5012黃色熒光粉用熒光光譜儀測(cè)試發(fā)光強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表12。表12Gc^+摻雜量對(duì)Y3.x(Ce，Gd)xAI5012黃色熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的影響GcP+摻雜量(mo1)0.010.020.030.040.050.060.070.08發(fā)光強(qiáng)度(a.u.)297537955877763430392320由表12可見(jiàn)，隨著Gd"參雜量的增加，Y3.x(Ce，GdyU50。黃色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度先升高后降低，x的取值范圍為0.010.08時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度較高，x為0.03時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度最高，本發(fā)明選擇Ce3，Gd、寸，x的摩爾取值范圍為0.010.08，最佳值為0.03。權(quán)利要求1、一種釔鋁石榴石稀土熒光粉的低溫制備方法，該稀土熒光粉用通式Y(jié)3-xMxAl5-yGayO12表示的材料組成，式中M為Ce3+或Tb3+或Ce3+和Gd3+，x為M的摩爾數(shù)，0.01≤x≤0.08，y為Ga3+的摩爾數(shù)，0≤y≤0.8，其特征在于其制備方法包括下述步驟(1)原料的預(yù)處理將氧化釔、氧化鎵在高溫爐中于850℃下預(yù)燒2小時(shí)，除去其中的水分；(2)配料按照通式Y(jié)3-xMxAl5-yGayO12進(jìn)行配料，式中M為Ce3+或Tb3+或Ce3+和Gd3+，x為M的摩爾數(shù)，0.01≤x≤0.08，y為Ga3+的摩爾數(shù)，0≤y≤0.8，稱取Y2O3、Ga2O3在燒杯中用硝酸溶解，并與硝酸鈰或硝酸鋱或硝酸鈰和硝酸釓混合制備成混合溶液；用氨水與無(wú)水乙醇的體積比為1∶5的溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH至4～6，加入質(zhì)量為原料總量的4～16倍的檸檬酸，60～100℃攪拌1～2小時(shí)形成淺黃色溶膠，在烘箱中400℃烘8小時(shí)，得到蓬松的微黃色前驅(qū)物；(3)燒結(jié)將前驅(qū)物稱量，加入前驅(qū)物質(zhì)量1～10wt％的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)540～800℃，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)1～10小時(shí)，在質(zhì)量濃度為2％～5％的稀硝酸中煮沸5～30分鐘，用去離子水洗滌3～5次，在烘箱中于80℃烘干，制備成稀土熒光粉。2、按照權(quán)利要求1所述的釔鋁石榴石稀土熒光粉的低纟顯制備方纟去，其特征在于在配料(2)中，按照通式Y(jié)kMxAl5.yGayO,2進(jìn)行配料，式中M為C^+或Tt^或Ce31nGd3+，x為M的摩爾數(shù)，0.03^x^0.06，y為Ga3+的摩爾數(shù)，0.3^y^0.7;在燒結(jié)步驟(3)中，將前驅(qū)物稱量，加入前驅(qū)物質(zhì)量28wtQ/。的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)540800。C，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)310小時(shí)。3、按照權(quán)利要求1所述的釔鋁石榴石稀土熒光粉的低溫制備方》去，其特征在于在配料(2)中，按照通式Y(jié)^HcAl5.yGayCb進(jìn)行配料，y為G^+的摩爾數(shù)，y為0.3;在燒結(jié)步驟(3)中，將前驅(qū)物稱量，加入前驅(qū)物質(zhì)量5wty。的LiF研磨，置于高溫爐內(nèi)80(TC，在光譜純碳棒、碳粉的還原氣氛中燒結(jié)5小時(shí)。全文摘要一種釔鋁石榴石稀土熒光粉的低溫制備方法，該稀土熒光粉用通式Y(jié)_3-xM_xAl_5-yGa_yO₁₂表示的材料組成，式中M為Ce³⁺或Tb³⁺或Ce³⁺和Gd³⁺，x為M的摩爾數(shù)，0.01≤x≤0.08，y為Ga³⁺的摩爾數(shù)，0≤y≤0.8，其制備方法包括原料的預(yù)處理、配料、燒結(jié)步驟。本發(fā)明制備過(guò)程原料容易混合均勻，燒結(jié)溫度低。所制備的熒光粉經(jīng)測(cè)試，發(fā)光亮度高、具有球形或近球形的形貌、粉體粒度可控、粉體顆粒表面平整、發(fā)光性能良好，而且其發(fā)射光的波長(zhǎng)沒(méi)有改變，用于不同器件可以大大提高涂屏效果和器件的發(fā)光性能，適合場(chǎng)發(fā)射顯示器、投影電視和LED器件、飛點(diǎn)掃描顯示器，以及對(duì)熒光粉涂屏效果、發(fā)光亮度和發(fā)光效率要求較高的領(lǐng)域。文檔編號(hào)C09K11/80GK101597494SQ20091002314公開(kāi)日2009年12月9日申請(qǐng)日期2009年6月30日優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日發(fā)明者振劉,武巧莉,桓焦,王宜斌申請(qǐng)人:陜西師范大學(xué)