儀(USB2000+，0cean Optics)記錄實施例4的長余輝發(fā)光光譜如圖2所示，每條譜線分別為關(guān)閉光源1~lOmin后， 每間隔lmin測得的長余輝發(fā)光光譜。
[0032] 實施例1與實施例2使用不同的Si3N4/Si02作為原料，均可獲得發(fā)射紅色發(fā)光和紅 色長余輝發(fā)光的材料，但實施例2獲得的材料發(fā)光較弱。
[0033]實施例3~5中，采用共摻不同的三價稀土元素 Ln，獲得的樣品的發(fā)光與實施例1相 仿，但是長余輝發(fā)光強(qiáng)度和余輝時間不同。其中實施例4共摻Ho2〇3之后獲得的材料相對于實 施例1長余輝發(fā)光強(qiáng)度約提高2個數(shù)量級，如圖3所示。
[0034] 實施例6與實施例7,分別加入20mol%Ca與20mol%Ba取代Sr，可獲得相同晶體結(jié) 構(gòu)（ICSD標(biāo)準(zhǔn)卡片#17-2877)的紅色長余輝發(fā)光材料。與實施例1相比，實施例6與實施例7獲 得的樣品發(fā)光均略微往長波長移動。
[0035]實施例8與實施例9,分別采用更低的發(fā)光中心離子濃度與共摻劑離子濃度，均可 相同晶體結(jié)構(gòu)的紅色長余輝發(fā)光材料，但長余輝發(fā)光強(qiáng)度相對于實施例4有所下降。
[0036]實施例10中使用Al2〇3替代SrF2作為燒結(jié)助劑，可獲得相同晶體結(jié)構(gòu)的紅色長余輝 發(fā)光材料。實施例10獲得的樣品更為致密，但長余輝發(fā)光強(qiáng)度較實施例4較弱，余輝時間較 短。
[0037] 實施例1~10對應(yīng)的原料組成參見表1。
[0038] 表1
[0039]
[0040] 實施例11
[0041 ]按照SrC〇3:9.6mmol、Si3N4:5·8mmol、Si〇2:2· 5mmol、Yb2〇3:〇 · lmmol、H〇2〇3:〇 · lmmol 分別稱取原料，并加入上述原料總質(zhì)量1%的燒結(jié)助劑SrF2,在大氣中使用瑪瑙研磨棒和研 缽充分研磨30min。將上述混合物填充入Al 2〇3坩堝中，然后置于氮氣和氫氣的混合氣流通 (氮氣和氫氣比例為90:10、流量約為lOOmLPM)的管式爐中。經(jīng)1550°C灼燒6h后，自然冷卻至 室溫取出，粉碎過篩后得到長余輝發(fā)光材料。樣品外觀為橙黃色粉末。
[0042]使用X射線衍射儀(D8，Bruker)對上述制備方法獲得的樣品進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)衍射分 析，衍射花樣與ICSD標(biāo)準(zhǔn)卡片(#17-2877)相符，沒有可見的雜峰出現(xiàn)。
[0043]采用峰值波長位于395nm的LED光源照射樣品5min，樣品呈現(xiàn)明亮的紅色發(fā)光;關(guān) 閉上述395nm的LED光源后，可見微弱紅色長余輝發(fā)光;使用峰值波長位于455nm的LED光源 照射樣品5min后關(guān)閉LED光源，同樣可見微弱紅色長余輝發(fā)光。
[0044] 對比實施例11與實施例4,不同還原氣氛下獲得的樣品的晶體結(jié)構(gòu)和發(fā)光特性無 明顯差別。
[0045] 實施例12
[0046] 按照SrC〇3:9 ·6mmol、Si3N4:5·8mmol、Si〇2:2· 5mmol、Yb2〇3:0 · lmmol、H〇2〇3:0 · lmmol 分別稱取原料，并加入上述原料總質(zhì)量1%的燒結(jié)助劑SrF2,在大氣中使用瑪瑙研磨棒和研 缽充分研磨30min。將上述混合物填充入Al 2〇3坩堝中，然后置于氮氣和氫氣的混合氣流通 (氮氣和氫氣比例為95:5、流量約為lOOmLPM)的管式爐中。經(jīng)1400°C灼燒6h后，自然冷卻至 室溫取出，粉碎過篩后得到長余輝發(fā)光材料。樣品外觀為橙黃色粉末。
[0047]使用X射線衍射儀(D8，Bruker)對上述制備方法獲得的樣品進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)衍射分 析，衍射花樣與ICSD標(biāo)準(zhǔn)卡片(#17-2877)相符，沒有可見的雜峰出現(xiàn)。
[0048]采用峰值波長位于395nm的LED光源照射樣品5min，樣品呈現(xiàn)明亮的紅色發(fā)光;關(guān) 閉上述3 9 5nm的LED光源后，可見紅色長余輝發(fā)光;使用峰值波長位于4 5 5nm的LED光源照射 樣品5min后關(guān)閉LED光源，同樣可見紅色長余輝發(fā)光。
[0049] 對比實施例12與實施例4,采用較低燒結(jié)溫度獲得的樣品發(fā)光強(qiáng)度和長余輝發(fā)光 強(qiáng)度較弱。
[0050] 實施例13
[0051 ]按照SrC〇3:9 · 6mmol、Si〇2:4 · Ommol、Yb2〇3:0 · lmmol、H〇2〇3:0 · lmmol分別稱取原料， 在大氣中使用瑪瑙研磨棒和研缽充分研磨30min。將上述混合物填充入Ah〇3坩堝中，然后置 于氮氣和氫氣的混合氣流通(氮氣和氫氣比例為95: 5、流量約為lOOmLPM)的管式爐中，經(jīng) 1300Γ灼燒3h后，自然冷卻至室溫取出，粉碎后得到淡黃色外觀粉體。使用X射線衍射儀 (D8，Bruker)表征，上述粉體主要為-Sr2Si〇4與_Sr2Si〇4相。獲得的粉體與5.3mmol Si3N4混 合，并加入上述原料總重lwt%的燒結(jié)助劑SrF2,填充入Al2〇3坩堝中，然后置于同樣氣流的 管式爐中，經(jīng)1550Γ灼燒6h后，自然冷卻至室溫取出，粉碎過篩后得到長余輝發(fā)光材料。樣 品外觀為橙黃色粉末。
[0052]使用X射線衍射儀(D8，Bruker)對上述制備方法獲得的樣品進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)衍射分 析，衍射花樣與ICSD標(biāo)準(zhǔn)卡片(#17-2877)相符，沒有可見的雜峰出現(xiàn)。
[0053]采用峰值波長位于395nm的LED光源照射樣品5min，樣品呈現(xiàn)明亮的紅色發(fā)光;關(guān) 閉上述3 9 5nm的LED光源后，可見紅色長余輝發(fā)光;使用峰值波長位于4 5 5nm的LED光源照射 樣品5min后關(guān)閉LED光源，同樣可見紅色長余輝發(fā)光。
[0054]相比于實施例4的一步法合成，采用實施例13的二步法合成，可以獲得發(fā)光強(qiáng)度更 大的紅色長余輝發(fā)光材料。
【主權(quán)項】
1. 一種氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料，其特征在于其化學(xué)通式為:Ml-x-ySi2〇2N2 : Ybx, Lny;式中的Μ是Mg、Ca、Sr、Ba中的至少一種;Ln 是?1'、陽、3111、6(1、1'13、〇7、!1〇41'、1'1]1中的至少一 種；式中 0.001 <x<0.1，0<y <0.1。2. 如權(quán)利要求1所述一種氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料，其特征在于0.005 < X < 0.05， 0<y <0.05。3. 如權(quán)利要求1所述一種氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料，其特征在于Μ至少包含Sr元 素。4. 如權(quán)利要求1所述氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于其具體步 驟如下： 在含有M、Si、Yb、Ln的金屬化合物的混合物中加入燒結(jié)助劑，在還原性氣體中燒結(jié)，即 得氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料;或 先合成含有Μ的硅酸鹽，再與含有M、Si、Yb、Ln的金屬化合物混合，并加入燒結(jié)助劑，在 還原性氣體中燒結(jié)，即得氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料。5. 如權(quán)利要求4所述氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于所述金屬 化合物為氧化物、氮化物或碳酸鹽。6. 如權(quán)利要求4所述氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于含有Si的 金屬化合物為Si02和Si 3N4的混合物。7. 如權(quán)利要求4所述氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于所述燒結(jié) 助劑選自5汁2、5^：12、〇&卩2、8&卩2、厶1卩3、順4卩、厶12〇3、1138〇3、1^2邙3、恥2〇)3、1(2〇)3中的至少一 種。8. 如權(quán)利要求4所述氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于所述還原 性氣體采用氮氣和氫氣的混合氣、純氫氣或一氧化碳?xì)怏w。9. 如權(quán)利要求4所述氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于所述燒結(jié) 的溫度為1200~1800 °C，燒結(jié)的時間為2~12h。10. 如權(quán)利要求9所述氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于所述燒結(jié) 的溫度為1400~1600°C。
【專利摘要】一種氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料及其制備方法，涉及稀土發(fā)光材料。氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料的化學(xué)通式為M1-x-ySi2O2N2:Ybx,Lny；M是Mg、Ca、Sr、Ba中的至少一種；Ln是Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm等中的至少一種。制備方法：在含有M、Si、Yb、Ln的金屬化合物的混合物中加入燒結(jié)助劑，在還原性氣體中燒結(jié)，即得氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料；或先合成含有M的硅酸鹽，再與含有M、Si、Yb、Ln的金屬化合物混合，并加入燒結(jié)助劑，在還原性氣體中燒結(jié)，即得氮氧化物紅色長余輝發(fā)光材料。制備方法簡單、化學(xué)性能穩(wěn)定、適用于白光LED或自然光作為激發(fā)光源的應(yīng)用場景。
【IPC分類】C09K11/79
【公開號】CN105567235
【申請?zhí)枴緾N201610093535
【發(fā)明人】莊逸熙, 解榮軍, 李燁, 呂營
【申請人】廈門大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年2月19日