一種led用鈦酸鹽熒光粉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕化學法制備熒光粉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種LED用鈦酸鹽熒光粉的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，稀土發(fā)光材料已經(jīng)成為信息顯示、照明光源、光電器件等領(lǐng)域的核心材料。其中，應(yīng)用最為廣泛的是可被紫外光-藍光(200?500nm)激發(fā)而產(chǎn)生不同發(fā)光顏色的熒光粉材料。熒光粉的高色純度、高發(fā)光強度以及分布均勻的顆粒尺寸能明顯改善LED器件的使用性能。目前熒光粉基體材料主要包括鋁酸鹽、硅酸鹽、鎢酸鹽、氮化物、氟化物以及鈦酸鹽等，但不同體系的熒光粉的發(fā)光性能存在差異。
[0003]2006年，洪樟連等人以堿土碳酸鹽、稀土硝酸鹽以及輔助參雜物等為原料，在還原氣氛下于900?1400°C下煅燒獲得了Ce、Pr、Eu、Tb、Er、T m激活的SrT13熒光粉，發(fā)現(xiàn)稀土離子激活的SrT13熒光粉具有較高的發(fā)光強度。同年，趙捷等人以納米級的Sr⑶3、Ιη303、T12以及Pr(NO3)3為原料，通過高溫固相法在900?1400°C下煅燒，合成了(Sn-xInx)Ti03:Pr3+紅光熒光粉，發(fā)現(xiàn)(Sn—xInx)Ti03: Pr3+熒光粉的穩(wěn)定性好，亮度較高。2010年，周明杰等人以Pr(N03)3、Ca(N03)2、Sr(N03)2、Ba(N03)2、鈦酸四丁酯等為原料，將凝膠體在900?1500°C下煅燒，獲得了SrT13:Pr3+，M(M可為Ag、Au、Pt或Pd)，熒光粉的發(fā)光性能優(yōu)異。
[0004]目前，已報道的鈦酸鹽熒光粉的制備方法多為高溫固相法，經(jīng)高溫煅燒后粉體中激活劑混合不均勻，導致熒光粉的顯色性能差。同時，高溫固相法所得熒光粉顆粒粒徑大小不均勻，極大的影響了熒光粉在器件中的實際使用性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服傳統(tǒng)固相法所得熒光粉材料由于直接進行高溫煅燒，所得熒光粉中激活劑混合不均勻，熒光粉的顯色性能差，同時熒光粉顆粒粒徑大小不均勻的技術(shù)瓶頸，從而提出一種LED用鈦酸鹽熒光粉的制備方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的公開了一種LED用鈦酸鹽熒光粉的制備方法，其中，所述方法為:
[0007]I)按照M: Sr = x: 1-x的元素摩爾比，稱取相應(yīng)量的MO或M(OH)2或MCO3中的一種，與Sr(OH)2.8H2O或Sr⑶3或SrO中的一種；將兩者進行混合；其中M元素可以為Mg、Ca、Ba、Zn、&1、卩6、86、]?11、(:0、祖、？13、？(1、0(1、111中的一種或兩種；
[0008]再按照Mx+Sn-x:Ti = 1:1的元素摩爾比稱取相應(yīng)量的Ti(SO4)2.9Η20或T12或C16H36O4Ti 中的一種;
[0009]再按照RE的摩爾=MsSr1-XT13的摩爾為(O?20):100的比例，稱取相應(yīng)量的RE元素的稀土化合物;其中，1^元素為06、？1'、則、?111、3111411、6(1、1'13、07、!10 41'、1'111、￥13中的至少一種；
[0010]2)將步驟I)中稱取的各物質(zhì)共同置于HNO3溶液中，保溫處理，獲得澄清的混合溶液；
[0011]3)按照摩爾比為0^807:!^(304)2 = 0.4?3.8:1，稱取0^807.H2O置于步驟2)所得的混合溶液中，混合攪拌，獲得透明溶膠體；
[0012]4)將步驟3)所得透明溶膠體進行攪拌處理，獲得濕凝膠體；
[0013]5)將步驟4)所得濕凝膠體置于烘箱中，陳化處理，得到干凝膠塊；
[0014]6)將步驟5)所得干凝膠塊進行梯度升溫至600?900°C，然后冷卻至室溫，再研磨得至IjMxSr1-xTi03: yRE3+熒光粉，即鈦酸鹽熒光粉;其中0<1<0.5，0<7<0.2。
[0015]優(yōu)選的，所述的制備方法，其中，步驟I)所述的RE元素的稀土化合物可以為RE203、RE(NO3)3、REC13或RE4O7中的一種。
[0016]優(yōu)選的，所述的制備方法，其中，所述步驟2)中，HNO3溶液的濃度為5-35%。
[0017]優(yōu)選的，所述的制備方法，其中，所述步驟2)中，保溫處理的溫度為50?70°C，時間為35?90min。
[0018]優(yōu)選的，所述的制備方法，其中，所述步驟3)中，混合攪拌所用到的攪拌器為為磁力攪拌器，磁力轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為80?320rpm，攪拌時間為15?60min。
[0019]優(yōu)選的，所述的制備方法，其中，所述步驟4)中，攪拌處理所用到的攪拌器為為磁力攪拌器，磁力轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為25?75rpm，加熱溫度為50?80°C，加熱時間為3?40h。
[0020]優(yōu)選的，所述的制備方法，其中，所述步驟5)中，陳化處理的溫度為80?190°C，時間為I?48h。
[0021]更為優(yōu)選的，所述的制備方法，其中，所述步驟6)中，所述梯度升溫具體為:以10°C/min的升溫速度升溫至320?450°C保溫I?10h，再以5°C/min的升溫速度升溫至600?900°C 煅燒 3 ?30h。
[0022]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:
[0023](I)本發(fā)明采用溶膠-凝膠法，在后期低溫煅燒下(600?900°C)即可獲得MxSr1 一XT13: YRE3+ (O<X < 0.5，O<y < 0.2)熒光粉。與傳統(tǒng)的高溫固相法相比，溶膠-凝膠法所需后期煅燒溫度低，對設(shè)備要求不高，能耗較低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0024](2)本發(fā)明采用溶膠-凝膠法制備 MxSr1-XT i O3: yRE3+(0<X^0.5，0<y^0.2)焚光粉，與傳統(tǒng)固相法相比，溶膠-凝膠法所得熒光粉中的RE3+分散均勻，易進入MxSri—xTi03中實現(xiàn)能量傳遞，所得熒光粉的發(fā)光性能優(yōu)異。
[0025](3)本發(fā)明采用溶膠-凝膠法制 SMsSr1-XT13: yRE3+(0<X^0.5，0<y^0.2)焚光粉，與傳統(tǒng)固相法相比，溶膠-凝膠法所得熒光粉粒徑大小分布均勻，與封裝膠水的均勻混入口 ο
【附圖說明】
[0026]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
[0027]圖1為實施例1制備的CaQ.2Sr0.8Ti03:0.02Eu3+紅光熒光粉的發(fā)射光譜。
【具體實施方式】
[0028]實施例1本實施例公開了一種LED用MxSr1-xTi03:yRE3+熒光粉(即鈦酸鹽熒光粉)的制備方法，具體步驟如下:
[0029](I)按照Ca: Sr: Ti = 0.2: 0.8:1的摩爾比，稱取0.395g的Ca⑶3粉體，2.126g的Sr(OH)2.8H20以及4.021g的Ti(SO4)2.9H20。按照Eu3+的摩爾濃度為4mol % (指Eu3+占基體材料Ca0.2Sr0.8Ti03的摩爾濃度)，稱取0.070g的Eu2O3粉體。
[0030](2)將步驟I)中的CaC03、Sr(0H)2.8H2O,Ti(SO4)2.9H20以及Eu2O3粉體共同置于350mL濃度為1 %的HNO3溶液中，在50 °C下保溫90min，獲得澄清的Ca2+、Sr2+、Ti4+以及Eu3+混合溶液。
[0031](3)按照0^807(檸檬酸):11 = 2.25:1的比例，稱取4.7288的0^807.H2O置于步驟
2)的溶液中，然后將溶液置于磁力攪拌器上，控制磁力轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為240rpm進行攪拌45min，使各反應(yīng)物混合均勻，獲得透明溶膠體。
[0032](4)將步驟3)所得透明溶膠體置于磁力攪拌器上，控制磁力轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為25rpm，攪拌器加熱溫度為80 V下，進行慢速攪拌并加熱12h，獲得濕凝膠體。
[0033](5)將步驟4)所得濕凝膠體置于烘箱中，于150°C下保溫2h進行陳化，隨爐冷卻后取出，得到干凝膠塊。
[0034](6)將步驟5)所得干凝膠塊置于電阻爐內(nèi)，以10°C/min的升溫速度升溫至380°C保溫2h，再以5°C/min的升溫速度升溫750°C煅燒18h，隨爐冷卻后取出，進行研磨，即得Ca0.2Sr0.8Ti03:0.04Eu3+高純紅光熒光粉。
[0035]對制得的熒光粉進行測試，測試結(jié)果如圖1所示，在450nm的藍光芯片激發(fā)下，實施例I制備的CaQ.2Sr0.8Ti03:0.02Eu3+紅光熒光粉以及綠光熒光粉封裝所得LED燈珠的發(fā)射光譜顯示:CaQ.2SrQ.8Ti03:0.02Eu3+熒光粉發(fā)射出波長為631nm的紅光。
[0036]實施例2本實施例公開了一種LED用MxSr1-xTi03:yRE3+熒光粉(即鈦酸鹽熒光粉)的制備方法，具體步驟如下:
[0037](I)按照Mg: Ba: Sr: Ti = 0.1: 0.4: 0.5:1 的摩爾比，稱取0.040g的MgO，0.789gBaCO3 粉體，1.329g 的 Sr(OH)2.8H20 以及 4.021g 的 Ti (SO4)2.9H20。按照 Sm3+的摩爾濃度為
0.5mol % (指Sm3+占基體材料Mg0.1BauSr0.5Ti03的摩爾濃度)，稱取0.009