本發(fā)明屬于led用熒光粉制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉，本發(fā)明還涉及摻釤紅色熒光粉的制備方法。

背景技術(shù)：

白光led作為第四代綠色照明光源，是如今照明光源領(lǐng)域的研究熱點，藍(lán)光或紫外光led半導(dǎo)體芯片與黃光熒光粉或紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉分別組合實現(xiàn)白光的模式更是如今實現(xiàn)白光led的主流方案。目前實現(xiàn)商業(yè)化的藍(lán)光led半導(dǎo)體芯片與黃光熒光粉yag:ce³⁺(y3al5o12:ce³⁺)組合形成的白光，由于其紅光發(fā)射波段較弱，導(dǎo)致其顯色性指數(shù)較低(ra<80)，相關(guān)色溫較高(cct>7000k)，僅可滿足普通的照明要求。

由于熒光材料的發(fā)光性能將對白光led的發(fā)光亮度、光效、使用壽命、色度等性能指標(biāo)產(chǎn)生重要的影響，且市場上缺少能與藍(lán)光或紫外光led半導(dǎo)體芯片匹配的、高效率的熒光材料，故為了進(jìn)一步提高熒光粉的顯色性和光效率，滿足更多照明要求的場所使用，開發(fā)新型、高效且可以與藍(lán)光或紫外光led半導(dǎo)體芯片匹配的熒光材料具有重要的研究和實用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉，能與藍(lán)光或紫外光led半導(dǎo)體芯片匹配，且激發(fā)效率高。

本發(fā)明的另一個目的是提供以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉的制備方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉，以釩酸鹽為基質(zhì)，化學(xué)通式為kba1-xvo4:xsm，其中0.005≤x≤0.08。

本發(fā)明所采用的另一個技術(shù)方案是，以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、按化學(xué)通式kba1-xvo4:xsm的摩爾配比，其中0.005≤x≤0.08，分別稱取含k化合物、含ba化合物、含v化合物和含sm化合物作為原料；

步驟2、將步驟1中稱取的所有原料研磨并混合均勻，形成混合料；

步驟3、將步驟2得到的混合料于空氣氣氛下煅燒3h～9h，煅燒溫度為1000℃～1200℃，煅燒完成后隨爐冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；

步驟4、對經(jīng)步驟3得到的煅燒產(chǎn)物研磨，得到化學(xué)式為kba1-xvo4:xsm以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉。

本發(fā)明另一技術(shù)方案的特點還在于，

在步驟1中：含k化合物為k2co3、含ba化合物為baco3、含v化合物為v2o5以及含sm化合物為sm2o3。

步驟2中研磨時間為20min～60min。

步驟3中煅燒采用快速升溫電阻爐，升溫速率為3℃/min～10℃/min。

步驟4中研磨時間為20min～60min。

本發(fā)明的有益效果是，

本發(fā)明以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉，以釩酸鹽為基質(zhì)，通過摻雜激活離子sm³⁺，制備得到以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉，適合近紫外激發(fā)，可在近紫外(394nm)和藍(lán)光(465nm)激發(fā)下獲得主峰位于617nm附近發(fā)光強(qiáng)度較強(qiáng)、色純度較高的紅光，與近紫外芯片和藍(lán)光芯片的發(fā)光二極管匹配，可做為白光led用紅色熒光粉，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，發(fā)光性能好，發(fā)光強(qiáng)度高，顯色性好；

本發(fā)明以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉的制備方法，基于固相合成法來制備，操作性強(qiáng)，在空氣氣氛下制備，升溫過程簡單，方法簡單易行，重現(xiàn)性好，制備周期短。

附圖說明

圖1是實施例1制備得到的kba0.995vo4:0.005sm紅色熒光粉的x射線衍射圖譜與kbavo4標(biāo)準(zhǔn)卡片(pdf#31-0979)對比圖；

圖2是實施例6制備得到的kba0.99vo4:0.01sm紅色熒光粉的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜；

圖3是實施例7制備得到的kba0.98vo4:0.02sm紅色熒光粉的cie色坐標(biāo)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉，以釩酸鹽為基質(zhì)，化學(xué)通式為kba1-xvo4:xsm，其中0.005≤x≤0.08。

本發(fā)明以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、按化學(xué)通式kba1-xvo4:xsm的摩爾配比，其中0.005≤x≤0.08，分別稱取k2co3、baco3、v2o5和sm2o3作為原料；

步驟2、將步驟1所稱取的原料研磨20min～60min并混合均勻；

步驟3、將混合均勻的原料在空氣氣氛下采用快速升溫電阻爐煅燒3h～9h，升溫速率為3℃/min～10℃/min，溫度為1000℃～1200℃，隨爐冷卻至室溫；

其中，煅燒時按照以下化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行合成：

k2co3+(1-x)baco3+v2o5+x/2sm2o3→kbavo4+co2；

步驟4、將步驟3得到的煅燒產(chǎn)物研磨20min～60min，得到以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉。

實施例1

取x＝0.005，按化學(xué)式kba0.995vo4:0.005sm的化學(xué)計量配比，用電子天平分別準(zhǔn)確稱取k2co3、baco3、v2o5和sm2o3，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨20min后，裝入剛玉坩堝，置于sx3-10-14型快速升溫電阻爐中，在空氣氣氛下煅燒以3℃/min的升溫速率升至1000℃，保溫3h，然后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫；取出煅燒后的樣品再次研磨20min，即得到化學(xué)式為kba0.995vo4:0.005sm以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉。

實施例2

取x＝0.005，按化學(xué)式kba0.995vo4:0.005sm的化學(xué)計量配比，用電子天平分別準(zhǔn)確稱取k2co3、baco3、v2o5和sm2o3，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨40min后，裝入剛玉坩堝，置于sx3-10-14型快速升溫電阻爐中，在空氣氣氛下煅燒以5℃/min的升溫速率升至1100℃，保溫5h，然后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫；取出煅燒后的樣品再次研磨50min，即得到化學(xué)式為kba0.995vo4:0.005sm以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉。

實施例3

取x＝0.005，按化學(xué)式kba0.995vo4:0.005sm的化學(xué)計量配比，用電子天平分別準(zhǔn)確稱取k2co3、baco3、v2o5和sm2o3，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨40min后，裝入剛玉坩堝，置于sx3-10-14型快速升溫電阻爐中，在空氣氣氛下煅燒以5℃/min的升溫速率升至1200℃，保溫5h，然后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫；取出煅燒后的樣品再次研磨60min，即得到化學(xué)式為kba0.995vo4:0.005sm以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉。

實施例4

取x＝0.005，按化學(xué)式kba0.995vo4:0.005sm的化學(xué)計量配比，用電子天平分別準(zhǔn)確稱取k2co3、baco3、v2o5和sm2o3，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨60min后，裝入剛玉坩堝，置于sx3-10-14型快速升溫電阻爐中，在空氣氣氛下煅燒以5℃/min的升溫速率升至1050℃，保溫5h，然后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫；取出煅燒后的樣品再次研磨60min，即得到化學(xué)式為kba0.995vo4:0.005sm以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉。

圖1利用實施例4中的制備方法制備得到的kba0.995vo4:0.005sm紅色熒光粉的x射線衍射圖譜與kbavo4標(biāo)準(zhǔn)卡片(pdf#31-0979)對比圖，從圖1中可看出：物相純度高，結(jié)晶度好。

實施例5

取x＝0.005，按化學(xué)式kba0.995vo4:0.005sm的化學(xué)計量配比，用電子天平分別準(zhǔn)確稱取k2co3、baco3、v2o5和sm2o3，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨60min后，裝入剛玉坩堝，置于sx3-10-14型快速升溫電阻爐中，在空氣氣氛下煅燒以10℃/min的升溫速率升至1200℃，保溫9h，然后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫；取出煅燒后的樣品再次研磨60min，即得到化學(xué)式為kba0.995vo4:0.005sm以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉。

實施例6

取x＝0.01，按化學(xué)式kba0.99vo4:0.01sm的化學(xué)計量配比，用電子天平分別準(zhǔn)確稱取k2co3、baco3、v2o5和sm2o3，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨50min后，裝入剛玉坩堝，置于sx3-10-14型快速升溫電阻爐中，在空氣氣氛下煅燒以5℃/min的升溫速率升至1200℃，保溫5h，然后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫；取出煅燒后的樣品再次研磨50min，即得到化學(xué)式為kba0.99vo4:0.01sm以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉。

圖2為利用實施例6中的制備方法制備得到的kba0.99vo4:0.01sm紅色熒光粉的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，可以看出：主發(fā)射峰位于601nm附近，兩個主激發(fā)峰分別位于403nm附近和473nm附近。由此可見，該熒光粉可被近紫外光和藍(lán)光有效激發(fā)而發(fā)出紅光，可應(yīng)用于白光led。

實施例7

取x＝0.02，按化學(xué)式kba0.98vo4:0.02sm的化學(xué)計量配比，用電子天平分別準(zhǔn)確稱取k2co3、baco3、v2o5和sm2o3，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨50min后，裝入剛玉坩堝，置于sx3-10-14型快速升溫電阻爐中，在空氣氣氛下煅燒以5℃/min的升溫速率升至1050℃，保溫5h，然后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫；取出煅燒后的樣品再次研磨50min，即得到化學(xué)式為kba0.98vo4:0.02sm以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉。

圖3是利用實施例7中的制備方法制備得到的kba0.98vo4:0.02sm紅色熒光粉的cie色坐標(biāo)圖。從圖3中可看出：該紅色熒光粉的cie色坐標(biāo)為(x＝0.595，y＝0.404)，與ntsc標(biāo)準(zhǔn)色坐標(biāo)(x＝0.670，y＝0.330)接近。

實施例8

取x＝0.04，按化學(xué)式kba0.96vo4:0.04sm的化學(xué)計量配比，用電子天平分別準(zhǔn)確稱取k2co3、baco3、v2o5和sm2o3，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨40min后，裝入剛玉坩堝，置于sx3-10-14型快速升溫電阻爐中，在空氣氣氛下煅燒以5℃/min的升溫速率升至1150℃，保溫8h，然后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫；取出煅燒后的樣品再次研磨50min，即得到化學(xué)式為kba0.96vo4:0.04sm以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉。

實施例9

取x＝0.08，按化學(xué)式kba0.92vo4:0.08sm的化學(xué)計量配比，用電子天平分別準(zhǔn)確稱取k2co3、baco3、v2o5和sm2o3，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨40min后，裝入剛玉坩堝，置于sx3-10-14型快速升溫電阻爐中，在空氣氣氛下煅燒以10℃/min的升溫速率升至1125℃，保溫9h，然后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫；取出煅燒后的樣品再次研磨40min，即得到化學(xué)式為kba0.92vo4:0.08sm以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉。

本發(fā)明以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉，以釩酸鹽為基質(zhì)，摻雜激活離子sm³⁺，釩酸鹽發(fā)光材料中的離子團(tuán)vo4^3-在紫外光區(qū)有強(qiáng)烈的吸收，吸收的能量可以有效地傳遞給激活劑離子，基質(zhì)釩酸根離子吸收的能量分為兩部分，其中一部分通過v⁵⁺on^-2n和v⁵⁺on^-2n+1之間的能級躍遷產(chǎn)生寬帶可見光發(fā)射，還有另一部分則是傳遞給激活劑離子sm³⁺，從而誘導(dǎo)其發(fā)生能級躍遷產(chǎn)生紅光發(fā)射。通過摻雜激活離子sm³⁺，可在近紫外(394nm)和藍(lán)光(465nm)激發(fā)下獲得主峰位于617nm附近發(fā)光強(qiáng)度較強(qiáng)、色純度較高的紅光。該紅色熒光粉的cie色坐標(biāo)與ntsc標(biāo)準(zhǔn)色坐標(biāo)相近，與近紫外芯片和藍(lán)光芯片的發(fā)光二極管匹配，可做為白光led用紅色熒光粉。

本發(fā)明以釩酸鹽為基質(zhì)的摻釤紅色熒光粉的制備方法，基于固相合成法來制備，操作性強(qiáng)，在空氣氣氛下制備，升溫過程簡單，方法簡單易行，重現(xiàn)性好，制備周期短。