四價錳離子摻雜紅色熒光材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供新型四價錳離子摻雜鍺酸（鋁或鎵）鋰紅色熒光材料及其制備方法，該紅色熒光材料的晶體結(jié)構(gòu)為六方晶系，分子式為LiRGe2-xO6:xMn4+，R表示為：鋁(Al)和鎵(Ga)；分別準(zhǔn)確稱取含有鋰的化合物原料、含有鋁(Al)或鎵(Ga)的化合物原料、含鍺的化合物原料及含錳的化合物原料，經(jīng)過研磨混勻后，控制溫度450～600℃，預(yù)燒3～5小時；將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，在空氣中，高溫?zé)?～6小時，控制溫度850～1000℃，隨爐冷卻至室溫，即可制得。
【專利說明】四價錳離子摻雜紅色熒光材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紅色熒光材料領(lǐng)域，特別涉及四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著藍(lán)色氮化鎵和長波紫外激光二極管(LED)技術(shù)上的突破及產(chǎn)業(yè)化，固態(tài)照明光源再次吸引了人們的興趣。在照明工業(yè)方面，白光LED相對于傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈等具有許多明顯優(yōu)勢。例如:白光LED在理論上只需要白熾燈10%和熒光燈的50%的能耗，其壽命為熒光燈的10倍和白熾燈的100倍，LED光源無紫外和紅外光等輻射、無熒光燈管破裂溢出汞的二次污染等。目前，日本、美國和歐盟等發(fā)達(dá)國家傾注了大量資金、人力和物力，成立了專門機(jī)構(gòu)制定戰(zhàn)略目標(biāo)和計劃來研究和開發(fā)固體白光LED ;中國啟動了“半導(dǎo)體(LED)照明產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)重大項目”，成立了由八部委組成的半導(dǎo)體照明工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組，并確定深圳、上海、大連、南昌、廈門五大城市為產(chǎn)業(yè)示范基地。
[0003]目前商用的二基色白光LED主要是采用藍(lán)光InGaN芯片激SY3Al5O12:Ce3+ (YAG:Ce3+)黃色熒光粉。由于缺少紅色熒光粉，使其在紅色光譜區(qū)發(fā)光較弱，從而導(dǎo)致其色溫偏高，顯色指數(shù)偏低。為了解決這個局限，可以考慮在二基色白光LED中增加一種可被藍(lán)色LED芯片激發(fā)的紅色熒光粉，從而形成一種三基色(藍(lán)、黃、紅)的白光LED ;商用的三基色白光LED主要是采用(近)紫外芯片激發(fā)紅、藍(lán)和綠熒光粉組成。所以說，白光LED必須具有:能被藍(lán)光或者紫外光有效激發(fā)、耐紫外輻射、高的熱淬滅溫度、高的熱穩(wěn)定性等性能優(yōu)良、發(fā)光效率高、無放射性、無毒、無害和對人體安全的紅色熒光粉。
[0004]近十年來，可用于白光LED中的紅色熒光粉被相繼報道，如:銪、釤、鐠等稀土離子摻雜的氮化物、氮氧化物、硅酸鹽、鋁酸鹽等、四價錳離子摻雜鋁酸鹽等和二價鉍離子摻雜的硫酸堿土金屬鹽和磷硼酸堿土金屬鹽等。其中，稀土摻雜的氮化物、氮氧化物發(fā)光性能優(yōu)越，量子效率超過70%，已經(jīng)得到了應(yīng)用。但是氮化物、氮氧化物的制備條件通常比較苛刻，需要高溫(> 170(TC)、高壓(> 5個大氣壓)及特殊條件，這些條件對設(shè)備的要求很高，從而影響熒光粉的價格不能夠降低，所以對制備方法簡單易行的紅色熒光粉的研究具有重要意義。
[0005]Mn4+離子外層電子排布為d3結(jié)構(gòu)，在激發(fā)波長為紫外區(qū)域的光激發(fā)下，可在紅光區(qū)域(600-750 nm)內(nèi)產(chǎn)生包含有窄峰的寬帶發(fā)光。Mn4+離子摻雜紅色熒光粉可以應(yīng)于紫外LED芯片+紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉組合的白光LED。1947年，Williams等第一次發(fā)現(xiàn)Mn4+摻雜鍺酸鎂發(fā)射紅色熒光；1960年，Kemeny等發(fā)現(xiàn)3.5Mg0.0.5MgF2.GeO2:Mn4+熒光粉可以發(fā)射紅色熒光，并且3.5Mg0.0.5MgF2.GeO2:Mn4+熒光粉成為現(xiàn)在市場上的紅色商用粉。由于鍺原料價格高，使得這種紅色熒光粉的成本較高。為了降低紅色熒光粉的生產(chǎn)成本和提高發(fā)光效率，Mn4+離子摻雜紅色熒光粉研究已經(jīng)被關(guān)注和報道，如:Mn4+離子摻雜鋁酸鹽熒光粉(CaAl2O4: Mn4+、CaAl12O19: Mn4+、Sr4Al14O25: Mn4+、SrMgAl10O17: Mn4+ 和 Sr2MgAl22O36 = Mn4+ 等)、Mn4+離子摻雜氟化物熒光粉(A2RF6:Mn4+ (A = L1、Na、K 和 R = S1、T1、Ge)、A2RF5:Mn4+ (A =L1、Na、K 和 R = Al、Ga、In)等)、Mn4+離子摻雜鈦酸鹽熒光粉(AT13 = Mn4+ (A = Mg,Ca,Sr,Ba)、A2Ti O3: Mn4+ (A = L1、Na、K))等及其發(fā)光性能研究等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料，具有在紫外光和藍(lán)光譜區(qū)吸收，在紫外和藍(lán)光激發(fā)下，具有覆蓋600?750 nm區(qū)間和發(fā)光中心在約670 nm紅色熒光，其熒光具有良好的抗熱淬滅特性。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供上述新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料的制備方法。本發(fā)明是利用價格低廉的四價錳離子作為激活離子，在空氣氣氛下，采用高溫固相法制備具有良好的抗熱淬滅特性的新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料。
[0008]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料，該紅色熒光材料的晶體結(jié)構(gòu)為六方晶系，分子式為LiRGe2_x06:xMn4+，按元素摩爾比L1:R:Ge:Mn = I:1: (2-χ):χ，其中0.001 ( X ( 0.1, R 表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)。
[0009]新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)稱取原料:按元素摩爾比L1:R:Ge:Mn = I:1: (2-χ):χ，其中0.001彡χ彡0.1，R表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)，分別準(zhǔn)確稱取含有鋰的化合物原料、含有鋁(Al)或鎵(Ga)的化合物原料、含鍺的化合物原料及含錳的化合物原料；
(2)預(yù)燒:步驟(I)稱取的原料經(jīng)過研磨混勻后，在溫度為450?600°C下預(yù)燒3?5小時；
(3)燒制:將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，在溫度為850?1000°C下燒制3?6小時，隨爐冷卻至室溫，即可制得化學(xué)組成為LiRGe2_x06:xMn4+的新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料，R表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)。
[0010]步驟(2)所述預(yù)燒在空氣氣氛下進(jìn)行。
[0011]步驟(3)所述燒制在空氣氣氛下進(jìn)行。
[0012]步驟(I)所述含鋰化合物原料為碳酸鹽、硝酸鹽、氯化物、氧化物、草酸鹽和醋酸鹽中的任一種。
[0013]步驟(I)所述含鋁或鎵化合物原料為碳酸鹽、硝酸鹽、氯化物、氧化物、草酸鹽和醋酸鹽中的任一種。
[0014]步驟(I)所述含錳化合物原料為碳酸鹽、硝酸鹽、氯化物、氧化物、草酸鹽和醋酸鹽中的任一種。
[0015]步驟(I)所述含鍺化合物原料為碳酸鹽、硝酸鹽、氯化物、氧化物、草酸鹽和醋酸鹽中的任一種。
[0016]本發(fā)明的新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
本發(fā)明的新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料熱穩(wěn)定性好，熒光強(qiáng)度高，顯色性好，是一種性能十分優(yōu)良的可用于白光LED中的紅色熒光粉材料。本發(fā)明制備的熒光粉具有在(近)紫外和藍(lán)色光譜區(qū)吸收，在(近)紫外和藍(lán)色光激發(fā)下，具有覆蓋600?750 nm區(qū)間和發(fā)光中心在約670 nm紅色熒光，其熒光具有良好的抗熱淬滅特性，溫度從50K升到室溫300K，熒光強(qiáng)度和熒光壽命變化小于5%，可以在熒光燈、固態(tài)白光LED及顯示等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。本發(fā)明以鍺酸(鋁或鎵)鋰鹽為基質(zhì)的熒光材料采用高溫固相法在空氣中制備，該制備方法簡單易行，采用合適的加熱升溫工藝，得到性能優(yōu)良的鍺酸(鋁或鎵)鋰鹽熒光材料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的實施例1制備的新型四價錳離子摻雜鍺酸鋁鋰(LiAlGe1.99406:0.006Mn4+)紅色熒光材料在發(fā)射波長671 nm下的激發(fā)光譜圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的實施例1制備的新型四價錳離子摻雜鍺酸鎵鋰(LiGaGe1.99406:0.006Mn4+)紅色熒光材料在發(fā)射波長668 nm下的激發(fā)光譜圖
圖3為本發(fā)明的實施例1制備的新型四價錳離子摻雜鍺酸鋁鋰(LiAlGe1.99406:0.006Mn4+)紅色熒光材料在激發(fā)波長為335 nm下的發(fā)射光譜圖。
[0019]圖4為本發(fā)明的實施例1制備的新型四價錳離子摻雜鍺酸鎵鋰(LiGaGe1.99406:0.006Mn4+)紅色熒光材料在激發(fā)波長為337 nm下的發(fā)射光譜圖。
[0020]圖5為本發(fā)明的實施例1制備的新型四價錳離子摻雜鍺酸鋁鋰(LiAlGe1.99406:0.006Mn4+)紅色熒光材料在激發(fā)波長為335和465 nm下的發(fā)射光譜圖。
[0021]圖6為本發(fā)明的實施例1制備的新型四價錳離子摻雜鍺酸鎵鋰(LiGaGe1.99406:0.006Mn4+)紅色熒光材料在激發(fā)波長為337和470 nm下的發(fā)射光譜圖。
[0022]圖7為本發(fā)明的實施例1制備的新型四價錳離子摻雜鍺酸鋁鋰(LiAlGe2O6 = Mn4+)紅色熒光材料在激發(fā)波長為335 nm下的不同錳離子摻雜濃度的發(fā)射光譜圖。
[0023]圖8為本發(fā)明的實施例1制備的新型四價錳離子摻雜鍺酸鎵鋰(LiGaGe2O6 = Mn4+)紅色熒光材料在激發(fā)波長為337 nm下的不同錳離子摻雜濃度的發(fā)射光譜圖。
[0024]圖9為本發(fā)明的實施例1制備的新型四價錳離子摻雜鍺酸鋁鋰(LiAlGe1.99406:0.006Mn4+)紅色熒光材料在激發(fā)波長為335 nm, 50K到300K溫度下的發(fā)射光譜圖。
[0025]圖10為本發(fā)明的實施例1制備的新型四價錳離子摻雜鍺酸鎵鋰(LiGaGe1.99406:0.006Mn4+)紅色熒光材料在激發(fā)波長為337 nm, 50K到300K溫度下的發(fā)射光譜圖。
[0026]圖11為本發(fā)明的實施例1制備的新型四價錳離子摻雜鍺酸鋁鋰(LiAlGe1.99406:0.006Mn4+)紅色熒光材料的熒光衰減曲線，監(jiān)測波長為671 nm，激發(fā)波長為335 nm。
[0027]圖12為本發(fā)明的實施例1制備的新型四價錳離子摻雜鍺酸鎵鋰(LiGaGe1.99406:0.006Mn4+)紅色熒光材料的熒光衰減曲線，監(jiān)測波長為668 nm，激發(fā)波長為337 nm。

【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0029]實施例1
選取含有鋰的化合物原料、含有鋁(Al)或鎵(Ga)的化合物原料、含鍺的化合物原料及含猛的化合物原料作起始原料，按照元素摩爾比Li:R:Ge:Mn = 1:1: (2-χ):χ,分別準(zhǔn)確稱取四種原料，其中 X 分別取 0.001，0.002，0.004，0.006，0.008，0.01，0.03，0.06，0.1，R表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)。①分別稱取碳酸鋰、氧化鋁、氧化鍺及二氧化錳四種原料，控制混合物總重為50克左右。50克混合物經(jīng)球磨混勻后，放入剛玉坩堝，然后將坩堝放入高溫電爐。精確控制升溫速率，控制化合物原料分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在450°C預(yù)燒5小時。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻，放入坩堝，在900°C燒4小時，隨爐冷卻至室溫，即可制得化學(xué)組成為LiAlGe2_x06:xMn4+的新型四價錳離子摻雜鍺酸鋁鋰紅色熒光材料；②分別稱取碳酸鋰、氧化鎵、氧化鍺及二氧化錳四種原料，按照上述同樣的制備過程，可制得化學(xué)組成為LiGaGe2_x06:xMn4+的新型四價錳離子摻雜鍺酸鎵鋰紅色熒光材料。X射線衍射分析表明制備的紅色熒光粉為鍺酸(鋁或鎵)鋰鹽的純相。本實施例制備的新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料LiRGe2_x06:XMn4+ (x = 0.006，R為Al或Ga)在200?550 nm范圍內(nèi)分別存在355、357、465和470 nm激發(fā)峰(見圖1和圖2)，其中，在355或357 nm的激發(fā)峰與目前商用的(近)紫外芯片相匹配，在465或470 nm的激發(fā)峰與目前商用的藍(lán)光芯片相匹配；新型四價錳離子摻雜鍺酸鋁鋰紅色熒光材料在約355和465 nm激發(fā)下可以產(chǎn)生峰位位于約671 nm的紅色熒光，熒光覆蓋600-750 nm光譜區(qū)(見圖3和圖5);新型四價錳離子摻雜鍺酸鎵鋰紅色熒光材料在約357和470 nm激發(fā)下可以產(chǎn)生峰位位于約668 nm的紅色熒光，熒光覆蓋600 - 750 nm光譜區(qū)(見圖4和圖6)。圖7和圖8示出在激發(fā)波長分別為355和357 nm下的新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料LiRGe2_x06:xMn4+ (x = 0.006，R為Al或Ga)在不同錳離子摻雜濃度的發(fā)射光譜圖。根據(jù)圖7和圖8可發(fā)現(xiàn)新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料LiRGe2_x06:xMn4+ (R為Al或Ga)在錳離子摻雜濃度為X = 0.6 mol %左右時，發(fā)光強(qiáng)度最佳。圖9和圖10為在激發(fā)波長分別為355和357 nm下的環(huán)境溫度(50 - 300 K)與新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料LiRGe2_x06:xMn4+ (x = 0.006，R為Al或Ga)的發(fā)射光譜圖情況。根據(jù)圖9和圖10可發(fā)覺這種新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料具有較好的熱穩(wěn)定性。圖11和圖12為新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料LiRGe2_x06:xMn4+ (x = 0.006，R為Al或Ga)的熒光衰減曲線，它們的監(jiān)測波長分別為671 nm和668 nm，激發(fā)波長分別為355和357 nm，壽命曲線符合單指數(shù)衰減方程，擬合度可以達(dá)到99.5%，熒光壽命分別為約1.15和1.06毫秒。
[0030]實施例2
選取氧化鋰、含有鋁(Al)或鎵(Ga)的碳酸鹽、碳酸鍺及碳酸錳作起始原料，按照元素摩爾比L1:R:Ge:Mn = I:1: (2-χ):χ，分別準(zhǔn)確稱取四種原料，其中0.001彡χ彡0.1，R表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)?？刂苹旌衔锟傊貫?0克左右。50克混合物經(jīng)球磨混勻后，放入剛玉坩堝，然后將坩堝放入高溫電爐。精確控制升溫速率，控制化合物原料分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在500°C預(yù)燒5小時。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻，放入坩堝，在850°C燒5小時，隨爐冷卻至室溫，即可制得化學(xué)組成為LiRGe2_x06: xMn4+的新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料，R表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)。X射線衍射分析表明為鍺酸(鋁或鎵)鋰純相。熒光粉的光譜性質(zhì)及其抗熱淬滅性能同實施例1中類似。
[0031]實施例3
選取硝酸鋰、含有鋁(Al)或鎵(Ga)的氯化物、碳酸鍺及碳酸錳作起始原料，按照元素摩爾比L1:R:Ge:Mn = 1:1: (2-χ):χ，分別準(zhǔn)確稱取四種原料，其中0.001 ^ x ^ 0.1,R表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)，控制混合物總重為50克左右。50克混合物經(jīng)球磨混勻后，放入剛玉坩堝，然后將坩堝放入高溫電爐。精確控制升溫速率，控制化合物原料分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在400°C預(yù)燒5小時。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻，放入坩堝，在1000°C燒3小時，隨爐冷卻至室溫，即可制得化學(xué)組成為LiRGe2_x06: xMn4+的新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料，R表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)。X射線衍射分析表明為鍺酸(鋁或鎵)鋰純相。熒光粉的光譜性質(zhì)及其抗熱淬滅性能同實施例1中類似。
[0032]實施例4
選取氧化鋰、含有鋁(Al)或鎵(Ga)的碳酸鹽、硝酸鍺及氧化錳作起始原料，按照元素摩爾比L1:R:Ge:Mn = 1:1: (2-χ):χ，分別準(zhǔn)確稱取四種原料，其中0.001 ^ x ^ 0.1,R表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)，控制混合物總重為50克左右。50克混合物經(jīng)球磨混勻后，放入剛玉坩堝，然后將坩堝放入高溫電爐。精確控制升溫速率，控制化合物原料分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在500°C預(yù)燒5小時。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻，放入坩堝，在900°C燒6小時，隨爐冷卻至室溫，即可制得化學(xué)組成為LiRGe2_x06:xMn4+的新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料，R表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)。X射線衍射分析表明為鍺酸(鋁或鎵)鋰純相。熒光粉的光譜性質(zhì)及其抗熱淬滅性能同實施例1中類似。
[0033]實施例5
選取碳酸鋰、含有鋁(Al)或鎵(Ga)的碳酸鹽、碳酸鍺及碳酸錳作起始原料，按照元素摩爾比L1:R:Ge:Mn = 1:1: (2-χ):χ，分別準(zhǔn)確稱取四種原料，其中0.001 ^ x ^ 0.1,R表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)，控制混合物總重為50克左右。50克混合物經(jīng)球磨混勻后，放入剛玉坩堝，然后將坩堝放入高溫電爐。精確控制升溫速率，控制化合物原料分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在500°C預(yù)燒5小時。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻，放入坩堝，在850°C燒6小時，隨爐冷卻至室溫，即可制得化學(xué)組成為LiRGe2_x06:xMn4+的新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料，R表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)。X射線衍射分析表明為鍺酸(鋁或鎵)鋰純相。熒光粉的光譜性質(zhì)及其抗熱淬滅性能同實施例1中類似。
[0034]實施例6
選取碳酸鋰、含有鋁(Al)或鎵(Ga)的硝酸鹽、硝酸鍺及硝酸錳為起始原料，按照元素摩爾比L1:R:Ge:Mn = I:1: (2-χ):χ，分別準(zhǔn)確稱取四種原料，其中0.001 ^ x ^ 0.1,R表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)，控制混合物總重為50克左右。50克混合物經(jīng)球磨混勻后，放入剛玉坩堝，然后將坩堝放入高溫電爐。精確控制升溫速率，控制化合物原料分解反應(yīng)速度，防止混合物從坩堝中溢出，樣品在400°C預(yù)燒5小時。將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻，放入坩堝，在900°C燒5小時，隨爐冷卻至室溫，即可制得化學(xué)組成為LiRGe2_x06:xMn4+的新型四價錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料，R表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)。X射線衍射分析表明為鍺酸(鋁或鎵)鋰純相。熒光粉的光譜性質(zhì)及其抗熱淬滅性能同實施例1中類似。
[0035] 上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受所述實施例的限制，如:含鋰化合物原料還可以為磷酸(氫)鹽、醋酸鹽等，含有鋁(Al)或鎵(Ga)的磷酸(氫)鹽、草酸、醋酸鹽等，含錳和鍺化合物原料還可以為磷酸氫鹽、磷酸鹽、草酸鹽和醋酸鹽等，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，除上述錳離子摻雜鍺酸(鋁或鎵)鋰紅色熒光材料外，其它的如:LiAlGeO4:Mn4+、Li3AlGeO5:Mn4+、Li0.9Al0 9Ge2106:Mn4+、Li6 3Al0.3Ge1 7076:Mn4+、Li3.25Al0.25Ge04:Mn4+、Li 2.875A 1 0.375Ge06: Mn4+、LiGaGeO4: Mn4+、Li 3GaGe05: Mn4+、Lia9Gatl.Wk1O6:Mn4+、Li6.3Gaa3Ge1.7076:Mn4+、Li3.25Ga0.25Ge04:Mn4\ Li2.875Ga0.375Ge06:Mn4+ 等都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.四價錳離子摻雜紅色熒光材料，其特征在于，該紅色熒光材料采用四價錳離子摻雜鍺酸鋁鋰或鍺酸鎵鋰得到，其晶體結(jié)構(gòu)為六方晶系，分子式為LiRGe2_x06:XMn4+，R表示為:招(Al)或鎵(Ga)，其中 0.001 彡 X 彡 0.1。
2.—種權(quán)利要求1所述四價錳離子摻雜紅色熒光材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)稱取原料:按元素摩爾比Li:R:Ge:Mn = I:1: (2-χ):χ，其中0.001彡χ彡0.1，R表示為:鋁(Al)或鎵(Ga)，分別準(zhǔn)確稱取含有鋰的化合物原料、含有鋁(Al)或鎵(Ga)的化合物原料、含鍺的化合物原料及含錳的化合物原料； (2)預(yù)燒:步驟(I)稱取的原料經(jīng)過研磨混勻后，在溫度為450?600°C下預(yù)燒3?5小時； (3)燒制:將預(yù)燒后的樣品取出，再次研磨混勻后，在溫度為850?1000°C下燒制3?6小時，隨爐冷卻至室溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四價錳離子摻雜紅色熒光材料的制備方法，其特征在于，所述預(yù)燒在空氣氣氛下進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四價錳離子摻雜紅色熒光材料的制備方法，其特征在于，所述燒制在空氣氣氛下進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四價錳離子摻雜紅色熒光材料的制備方法，其特征在于，所述含鋰化合物原料為碳酸鹽、硝酸鹽、氯化物、氧化物、草酸鹽和醋酸鹽中的任一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四價錳離子摻雜紅色熒光材料的制備方法，其特征在于，所述含鋁或鎵化合物原料為碳酸鹽、硝酸鹽、氯化物、氧化物、草酸鹽和醋酸鹽中的任一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四價錳離子摻雜紅色熒光材料的制備方法，其特征在于，所述含錳化合物原料為氧化鹽、氯化物、碳酸鹽、草酸鹽、醋酸鹽和硝酸鹽中的任一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四價錳離子摻雜紅色熒光材料的制備方法，其特征在于，所述含鍺化合物原料為碳酸鹽、硝酸鹽、氯化物、氧化物、草酸鹽和醋酸鹽中的任一種。
【文檔編號】C09K11/66GK104403666SQ201410732825
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月7日
【發(fā)明者】曹人平, 羅文杰, 熊卿強(qiáng), 余曉光 申請人:井岡山大學(xué)