一種Eu2+激活的硅酸鎂鉀藍綠色熒光粉及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種Eu2+激活的硅酸鎂鉀藍綠色熒光粉及其制備方法和應(yīng)用，屬于照明和顯示領(lǐng)域中的發(fā)光二極管(LED)用熒光粉技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]白光LED作為一種新型固態(tài)照明技術(shù)，被譽為21世紀必然取代高能耗白熾燈和易污染環(huán)境的汞蒸氣激發(fā)的熒光燈的新一代照明光源，在照明和顯示領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。熒光粉作為白光LED的重要組成部分，對于改善該類LED的發(fā)光效率、使用壽命、色溫、顯色指數(shù)等性能指標具有重要的意義。
[0003]近年來，國際上開始采用紫外-近紫外(350-420納米)發(fā)射的InGaN管芯激發(fā)三基色熒光粉以實現(xiàn)白光LED。該方法是將若干種熒光粉涂在產(chǎn)生紫外-近紫外輻射的LED管芯上，管芯激發(fā)熒光粉形成紅、綠、藍發(fā)射，三色光相疊加得到白光。但是，可用于近紫外(350-420納米)型白光LED用的各色熒光粉相對較少，中國發(fā)明專利CN 103497761A提供了一種Eu2+激活的氟硼酸鋁鋇藍色熒光粉，其化學(xué)式為:Ba ^xBAlO3F2: xEu2+，其中0.0001 ^ 0.2ο中國發(fā)明專利CN 103468249Α提供了一種Eu2+激活的硅酸鈉鈣綠色熒光粉，其化學(xué)式為:Ca3_3xEu3xNa2Si208，其中0.0OOKx ( 0.6。中國發(fā)明專利CN 104212457A提供了一種氟硼硅酸鹽基紅色熒光粉，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為BaRm6(Si3B6024)F2:XEu3+，其中，Rm為 La 3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Yb3+、Lu3+及 Y 3+離子中的一種，
0.0001 ^ 1但是Eu2+離子激活的硅酸鹽藍綠色熒光粉未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:基于上述問題，本發(fā)明提供一種Eu2+激活的硅酸鎂鉀藍綠色熒光粉及其制備方法和應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的一個技術(shù)方案是:一種Eu2+激活的硅酸鎂鉀藍綠色熒光粉，其化學(xué)通式為K2MghEuxSi3O8,其中，X為Eu2+摻雜的摩爾百分數(shù)，0.0OOKx 彡 0.3o
[0006]Eu2+激活的硅酸鎂鉀藍綠色熒光粉的制備方法，采用高溫固相法，包括以下步驟:
[0007](I)以含有鎂離子Mg2+的化合物、含有鉀離子K+的化合物、含有硅離子Si4+的化合物、含有銪離子Eu3+的化合物為原料，按化學(xué)通式K 2Mgl_xEuxSi308中對應(yīng)元素的化學(xué)計量比稱取各原料，其中，0.0OOKx ( 0.3，將稱取的原料研磨混合均勻，得到混合物；
[0008](2)將步驟(I)中得到的混合物在空氣氣氛下煅燒，煅燒溫度為200?500°C，煅燒時間為I?10小時；
[0009](3)將煅燒后的混合物自然冷卻，研磨并混合均勻，在空氣氣氛中煅燒，煅燒溫度為600?900°C，煅燒時間為2?15小時；
[0010](4)自然冷卻，研磨并混合均勻，在還原氣氛下煅燒，煅燒溫度為850?1200°C，煅燒時間為3?20小時，得到硅酸鹽藍綠色熒光粉。
[0011]進一步地，步驟(2)中煅燒溫度為350?500°C，煅燒時間為5?10小時；步驟
(3)中煅燒溫度為750?900°C，煅燒時間為5?10小時；步驟(4)中煅燒溫度為950?1100°C，煅燒時間為5?15小時。
[0012]進一步地，步驟(I)中含有鎂離子Mg2+的化合物為氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂或堿式碳酸鎂中的一種；含有鉀離子K+的化合物為碳酸鉀或氫氧化鉀；含有硅離子Si 4+的化合物為二氧化硅；含有銪離子Eu3+的化合物氧化銪或硝酸銪。
[0013]進一步地，步驟(4)中還原氣氛為以下三種氣氛中的一種或它們的組合:
[0014]a、氫氣氣氛或含氫氣、氮氣體積比為0.1?0.9的任意氫氣、氮氣混合氣體的氣氛;
[0015]b、通有一氧化碳氣體的氣氛；
[0016]c、碳?；蚋鞣N活性炭在空氣中燃燒所生產(chǎn)的氣體氣氛。
[0017]Eu2+激活的硅酸鎂鉀藍綠色熒光粉的應(yīng)用，將所述的熒光粉配合適量的紅色熒光粉，涂敷和封裝于InGaN 二極管外，制備白光LED照明器件。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:1、本發(fā)明制備的硅酸鹽具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，原料來源廣泛，成本較低，同時也是具有高發(fā)光效率的熒光合成材料；
[0019]2、熒光粉在紫外-近紫外區(qū)域(250?420納米)具有很寬的激發(fā)光譜，可以粘貼在氮化鎵銦近紫外光LED芯片上獲得高效的藍綠色發(fā)光，再配合近紫外激發(fā)的紅色熒光粉，可以實現(xiàn)近紫外光LED激發(fā)的白色發(fā)光，制備白光LED照明器件；
[0020]3、本發(fā)明提供的硅酸鎂鉀藍綠色熒光粉制備工藝簡單，易于操作，且合成溫度低(950?1100°C )，材料制備對于設(shè)備的要求遠遠低于同類熒光粉，因此，能源消耗和產(chǎn)品成本明顯降低；
[0021]4、本發(fā)明基質(zhì)材料的制備過程簡單，產(chǎn)物易收集，無廢氣排放，環(huán)境友好，尤其適合連續(xù)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0023]圖1是按本發(fā)明實施例1技術(shù)方案制備的材料樣品的X射線粉末衍射圖譜；
[0024]圖2是按本發(fā)明實施例1技術(shù)方案制備的材料樣品在310納米的光激發(fā)下的發(fā)光光譜圖；
[0025]圖3是按本發(fā)明實施例1技術(shù)方案制備的材料樣品在440納米和480納米的光監(jiān)測下得到的近紫外區(qū)域的激發(fā)光譜圖；
[0026]圖4是按本發(fā)明實施例1技術(shù)方案制備的材料樣品在激發(fā)波長為355納米，監(jiān)測波長分別為440納米和480納米的發(fā)光衰減曲線。
【具體實施方式】
[0027]現(xiàn)在結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以下實施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進一步限定。
[0028]實施例1
[0029]制備K2Mg0.997Eu0.Q03Si308
[0030]根據(jù)化學(xué)式K2Mga 997Eu0.QQ3S i 308中各元素的化學(xué)計量比，分別稱取K 2C03:1.7146克，MgC03:l.0428克，Si02:2.2360克，Eu2O3-0.0065克。在瑪瑙研缽中研磨并混合均勻后，在空氣氣氛第一次煅燒，溫度是450°C，煅燒時間3小時，然后自然冷卻至室溫，取出樣品。把第一次煅燒后的混合料研磨并混合均勻，在空氣氣氛中第二次煅燒，煅燒溫度為750°C，煅燒時間為5小時，然后自然冷卻至室溫，取出樣品。把第二次煅燒后的混合料研磨并混合均勻，在還原氣氛下煅燒，煅燒溫度為950°C，煅燒時間為10小時，即得到目標產(chǎn)物。
[0031]參見附圖1，它是按本實施例技術(shù)方案制備的材料樣品的X射線粉末衍射圖譜。XRD測試結(jié)果顯示，所制備的材料主相為K2MgaM7Euatltl3Si3Od^ik
[0032]參見附圖2，它是按本實施例技術(shù)方案制備的材料樣品在310納米激發(fā)下得到的發(fā)光光譜。從圖中可以看出，主峰位于450納米附近。通過CIE計算，得知它的坐標是X=0.218,y = 0.296，正好落在藍綠色區(qū)域，它可以很好適用于近紫外光為激發(fā)光源的白光LED，該熒光粉的發(fā)光效率為68.6%。
[0033]參見附圖3，它是按本實