紅色熒光粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)光材料制備技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種紅色熒光粉及其制備方法,具體涉及一種LED用NaLaMgWO6: XSm3+紅色熒光粉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來,白光LED因其具有環(huán)保,高效,節(jié)能,壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn),受到照明,顯示等領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。目前,獲得白光的主要有兩種方式:其一,是由藍(lán)光芯片激發(fā)黃光熒光粉;其二,是由紫外-近紫外芯片激發(fā)三基色熒光粉復(fù)合形成白光。前者由于光譜中缺少紅光成分,其顯色指數(shù)基色彩還原性降低,后者由于目前缺少能被紫外-近紫外光激發(fā)下產(chǎn)生高效紅光發(fā)射的熒光粉所制約。因此,制備出一種能在紫外-近紫外光激發(fā)下產(chǎn)生高效穩(wěn)定的紅光發(fā)射的熒光粉具有十分重要的意義。Sm3+作為一種重要的發(fā)光激活劑,在紫外-近紫外-藍(lán)光范圍內(nèi)有較強(qiáng)的吸收,能夠發(fā)射量子效率較高的紅光[1]。
[0003]目前,Sm3+摻雜熒光粉涉及的基質(zhì)化合物主要有硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、釩酸鹽、鋁酸鹽、鎢酸鹽等。其中,鎢酸鹽是典型的自激活的發(fā)光材料,發(fā)光光譜十分穩(wěn)定,本征發(fā)光譜帶很寬,占據(jù)可見光區(qū)域的大部分,鎢酸鹽中的陽(yáng)離子強(qiáng)烈地影響發(fā)射帶的位置。鎢酸鹽可以由某些雜質(zhì)激活,這些雜質(zhì)被摻入鎢酸鹽點(diǎn)陣中之后,可使其具有特殊性質(zhì)的發(fā)光。因此,鎢酸鹽是一種發(fā)光性能優(yōu)異的基質(zhì)材料。
[0004]傳統(tǒng)固相法制備鎢酸鹽,由于反應(yīng)溫度高,反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),粒徑分布不均勻,難以獲得形貌規(guī)整的球形顆粒,且易存在雜相,使得熒光粉的發(fā)光效率減弱。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種LED用NaLaMgWO6: xSm3+紅色熒光粉及其制備方法,該方法操作簡(jiǎn)單,綠色環(huán)保;制得的NaLaMgW06:xSm3+紅色熒光粉純度高、粒度均勾、結(jié)晶性能好,發(fā)光性能優(yōu)良。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]本發(fā)明公開了一種LED用NaLaMgW06:xSm3+紅色焚光粉的制備方法,包括以下步驟:
[0008]I)按(1.1 ?1.2):1:0.5:1: (0.005 ?0.025)的摩爾比,分別取 NaOH.H20,W03,La2O3, MgO和Sm2O3作為原料;
[0009]2)取NaOH.H2O,加入去離子水充分?jǐn)嚢杈?,再加入WO3,于70?90°C下回流處理5?10h,冷卻后,烘干,研磨,制得粉體A ;
[0010]3)將Sm2O3加入濃度為0.5%?1.5%的聚乙烯醇溶液中,超聲處理使其分散均勻,向分散液中加入濃硝酸使Sm2O3全部溶解得到透明液B ;
[0011]4)將La203、Mg0和粉體A混合后研磨均勻,再加入透明液B,繼續(xù)研磨,在室溫下靜置5?1h后,烘干,制得混合粉體C ;
[0012]5)將混合粉體置于箱式電阻爐內(nèi),在900?IlOOcC下保溫3?10h,隨爐冷卻后取出,研磨,制得NaLaMgWO6: xSm3+紅色熒光粉,其中x = 0.01?0.05。
[0013]步驟2)加入去離子水的質(zhì)量為NaOH.H2O質(zhì)量的3?5倍。
[0014]步驟2)是在冷凝回流裝置中,且在70°C?90°C的硅油浴條件下回流處理。
[0015]步驟4)是在瑪瑙研缽中研磨20?40min。
[0016]步驟5)在箱式電阻爐內(nèi)的燒結(jié)制度如下:
[0017]自室溫起,以2°C /min速率升溫至150?200°C,再以3°C /min速率升溫至200?600°C,再以5°C /min速率升溫至900?1100°C,保溫3?1h。
[0018]本發(fā)明還公開了采用上述方法制得的LED用紅色熒光粉,該紅色熒光粉的化學(xué)組成為:NaLaMgWO6: xSm3+,其中,x = 0.01 ?0.05。
[0019]所述紅色熒光粉的粉體的平均粒徑為I?5 μπι,發(fā)射波長(zhǎng)覆蓋范圍為550?680nm,紅光色純度達(dá)92%,相關(guān)色溫達(dá)1392K。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0021]本發(fā)明按(1.1 ?1.2):1:0.5:1: (0.005 ?0.025)的摩爾比取 NaOH.H2O, WO3,La2O3, MgO和Sm2O3作為原料,制備LED用NaLaMgTO 6: xSm3+紅色熒光粉,其中NaOH.Η20過量的目的是減少Na+在后期煅燒中揮發(fā)的影響;該方法屬于液相法與固相法相結(jié)合,以離子形式引入Na和W及Sm元素,降低后期煅燒反應(yīng)所需能量,能夠降低反應(yīng)溫度,縮短反應(yīng)時(shí)間。加入聚乙烯醇形成膠狀環(huán)境,使得這些離子能更加均勻的分布,利于原料的充分反應(yīng),提高產(chǎn)物的純度。該方法優(yōu)點(diǎn)在于原料簡(jiǎn)單易得,操作簡(jiǎn)單,制備周期短,無污染,適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
[0022]本發(fā)明制得的NaLaMgTO6:XSm3+(其中χ = 0.01?0.05)紅色熒光粉經(jīng)過XRD、SEM與熒光分光光度計(jì)測(cè)試與分析,可知所制備出的NaLaMgW06:xSm 3+(其中χ = 0.01?0.05)熒光粉純度高、結(jié)晶性能好、粒徑均勻且分散性良好,平均粒徑為I?5μπι,發(fā)射波長(zhǎng)覆蓋范圍為550?680nm,紅光色純度超過92%,相關(guān)色溫達(dá)1392K。
【附圖說明】
[0023]圖1為實(shí)施例1制得的NaLaMgWO6: XSm3+紅色熒光粉的SEM圖;
[0024]圖2為實(shí)施例3制得的NaLaMgWO6: xSm3+紅色熒光粉的發(fā)射光譜圖;
[0025]圖3為實(shí)施例4制得的NaLaMgWO6: xSm3+紅色熒光粉的CIE圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0027]實(shí)施例1
[0028]I)按照 1.14:1:0.5:1:0.025 的摩爾比,分別稱取 NaOH.H2O, WO3, La2O3,MgO,Sm2O3作原料;
[0029]2)將稱量好的NaOH.H2O加入燒杯中,向其中加入適量的去尚子水,使其充分溶解,將NaOH溶液和步驟I中稱量好的評(píng)03加入冷凝回流裝置中,在80°C的硅油浴中保溫6h,隨裝置冷卻至室溫后取出,烘干、研磨得到粉體A ;
[0030]3)將步驟I中稱量好的Sm2O3加入1ml濃度為I %的聚乙烯醇溶液中,超聲處理使其分散均勻,向分散液中逐滴滴加濃硝酸使Sm2O3全部溶解(濃硝酸可略微過量),得到透明液B ;
[0031]4)將步驟I中稱量好的La2O3, MgO和步驟2所得粉體A置于瑪瑙研缽中充分研磨,使各組分混合均勻,后加入步驟3所得混合液B,繼續(xù)研磨30min,在室溫下陳腐1h后烘干,得到混合物粉體C ;
[0032]5)將步驟4所得混合物粉體C置于箱式電阻爐內(nèi),在1100°C下保溫10h,隨爐冷卻后取出,研磨,即得到NaLaMgW06:xSm 3+(其中χ = 0.05)紅色熒光粉;
[0033]所述的步驟5溫度制度是自室溫起,以2°C /min速率升溫至150?200°C,再以30C /min速率升溫至200?600°C,再以5°C /min速率升溫至1100°C,保溫1h。
[0034]參見圖1,為本實(shí)施例制得的NaLaMgWO6:XSm3+焚光粉的SEM圖,從圖中可以看出,實(shí)施例1所制備的樣品的顆粒粒徑為2.5um?7.5um,形貌規(guī)整,粒徑分布均勾。
[0035]實(shí)施例2
[0036]I)按照 1.18:1:0.5:1:0.025 的摩爾比,分別稱取 NaOH.H2O, WO3, La2O3,MgO,Sm2O3作原料;
[0037]2)將稱量好的NaOH.H2O加入燒杯中,向其中加入適量的去尚子水,使其充分溶解,將NaOH溶液和步驟I中稱量好的評(píng)03加入冷凝回流裝置中,在75°C的硅油浴中保溫8h,隨裝置冷卻至室溫后取出,烘干、研磨得到粉體A ;
[0038]3)將步驟I中稱量好的Sm2O3加入1ml濃度為1.5%的聚乙烯醇溶液中,超聲處理使其分散均勻,向分散液中逐滴滴加濃硝酸使Sm2O3全部溶解(濃硝酸可略微過量),得到透明液B ;
[0039]4)將步驟I中稱量好的La2O3,MgO和步驟2所得粉體A置于瑪瑙研缽中充分研磨,使各組分混合均勻,后加入步驟3所得混合液B,繼續(xù)研磨30min,在室溫下陳腐Sh后烘干,得到混合物粉體C ;
[0040]5)將步驟4所得混合物粉體C置于箱式電阻爐內(nèi),在1000°C下保溫3h,隨爐冷卻后取出,研磨,即得到NaLaMgW06:xSm 3+(其中χ = 0.05)紅色熒光粉;
[0041]所述的步驟5溫度制度是自室溫起,以2°C /min速率升溫至150?200°C,再以30C /min速