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(xué)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(lán)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(qiáng)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、Tm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(qiáng)度。同年，趙捷等人以納米級(jí)的SrC03、In3O3J12以及Pr(NO3)3為原料，通過(guò)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(bào)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(dǎo)致熒光粉的顯色性能差。同時(shí)，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(shí)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(wèn)題在于克服傳統(tǒng)固相法所得熒光粉材料由于直接進(jìn)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(shí)熒光粉顆粒粒徑大小不均勻的技術(shù)瓶頸，從而提出一種鈦酸鹽熒光粉的制備方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)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(jìn)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)，共同置于高壓容器中；向高壓容器中加入一定量的C2H5O和H2O，待Sr(OH)2.8出0或SrCO3或SrO充分溶解后，形成Sr(OH)2溶液；
[0011]3)將步驟2)中的高壓容器置于進(jìn)行攪拌處理，使各反應(yīng)物充分混合，得到混合物質(zhì)；
[0012]5)將步驟3)中的混合物質(zhì)進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，得到溶劑熱產(chǎn)物；
[0013]5)將步驟4)中所得的所述溶劑熱產(chǎn)物進(jìn)行干燥處理、研磨處理；
[0014]6)將步驟5)中所得的產(chǎn)物進(jìn)行梯度升溫處理至600?1000°C，再冷卻至室溫后研磨，得到MxSr1-xTi03: yRE3+熒光粉，即鈦酸鹽熒光粉;其中0<“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、RECl 3或RE4O7 中的一種。
[0016]優(yōu)選的，所述的制備方法，其中，步驟I)中所述的RE(NO3)3占所述高壓容器容積的比例為10%?80%。
[0017]優(yōu)選的，所述的制備方法，其中，步驟I)中所述的無(wú)水乙醇與蒸餾水的體積比為0.1 ?0.6:1。
[0018]優(yōu)選的，所述的制備方法，其中，步驟I)中所述的的Sr(OH) 2溶液的濃度為0.05?1.0mol/Lo
[0019]優(yōu)選的，所述的制備方法，其中，步驟3)中所述的攪拌處理所用的攪拌器為磁力攪拌器，磁力轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為240rpm，溫度為50°C，加熱時(shí)間為30min。
[0020]優(yōu)選的，所述的制備方法，其中，步驟4)中的溶劑熱反應(yīng)具體為:先升溫處理，升溫速度為5°(:/1^11，升溫至100?200°(:，時(shí)間為1?611;再進(jìn)行緩慢降溫處理，降溫速度為0.1?
0.3°C/min，降溫至80°C。
[0021]優(yōu)選的，所述的制備方法，其中，步驟5)所述的干燥處理的溫度為60°C。
[0022]優(yōu)選的，所述的制備方法，其中，所述步驟6)中，所述梯度升溫處理具體為:以5°C/min的升溫速度升溫至300?400°C，保溫I?12h;再以2°C/min的升溫速度升溫至600?10000C，煅燒3?24h。
[0023]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(diǎn):
[0024](I)本發(fā)明采用溶劑熱法，在后期低溫煅燒下(600?1000 °C)即可獲得MxSr1-xTi03:yRE3+(0<x <0.5,0<y < 0.2)熒光粉。與傳統(tǒng)的高溫固相法相比，溶劑熱法所需后期煅燒溫度低，對(duì)設(shè)備要求不高，能耗較低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0025](2)本發(fā)明采用溶劑熱法制SMsSr1-XT13:yRE3+(0<x < 0.5,0<y < 0.2)熒光粉，與傳統(tǒng)固相法相比，溶劑熱法所得熒光粉中的RE3+分散均勻，易進(jìn)入MxSri—xTi03中實(shí)現(xiàn)能量傳遞，所得熒光粉的發(fā)光性能優(yōu)異。
[0026](3)本發(fā)明采用溶劑熱法制備 MxSr1-XT i O3: yRE3+(0<X^0.5，0<y^0.2)熒光粉，與傳統(tǒng)固相法相比，溶劑熱法所得熒光粉粒徑大小分布均勻，形貌可控。與封裝膠水混合均勻。
【具體實(shí)施方式】
[0027]實(shí)施例1本實(shí)施例公開了一種LED用MxSr1-xTi03:yRE3+焚光粉(即鈦酸鹽熒光粉)的制備方法，具體步驟如下:
[0028](I)按照Ba: Sr: Ti =0.5: 0.5: I的摩爾比，稱取0.987g的Ba⑶3粉體，I.329g的Sr(OH)2.8H20以及4.021g的Ti(SO4)2.9H20。按照Tm3+的摩爾濃度為15mo% (指Tm3+占基體材料BaQ.5Sr0.5Ti03的摩爾濃度)，稱取0.289g的Tm2O3粉體。
[0029](2)將步驟I)中的BaC03、Sr(0H)2.8H2O,Ti(SO4)2.9H20以及Tm2O3粉體共同置于高壓容器中(高壓容器材質(zhì)為聚四氟乙烯內(nèi)襯、不銹鋼外殼，壓力范圍為O?1Mpa)中，按填充比為1 % (指溶劑體積占高壓容器容積的比例)，C2H5O (無(wú)水乙醇):H2O (蒸餾水)=0.45?I的體積比，向高壓容器中加入2.5mL的C2H5O和5.5mL的H2O JfSr(OH)2.8H20顆粒充分溶解后，在高壓容器中形成濃度為0.63mol/L的Sr(OH)2溶液(指Sr2+占C2H5O和H2O混合溶液總體積的濃度)；
[0030](3)將步驟2)的高壓容器置于磁力攪拌器上，控制磁力轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為240rpm，溫度為50 °C下，攪拌并加熱30min，使各反應(yīng)物充分混合。
[0031](4)將步驟3)中的高壓容器置于烘箱中，以5°C/min的升溫速度，升溫至190°C，保溫3h。再以0.25°C/min的緩慢降溫速度，降溫至80°C，然后隨爐冷卻至室溫后取出。
[0032](5)將步驟4)所得溶劑熱產(chǎn)物于60°C下，大氣氣氛中進(jìn)行干燥，然后置于研缽中研磨均勻，即得到溶劑熱前驅(qū)體。
[0033](6)將步驟5)所得溶劑熱前驅(qū)體置于電阻爐內(nèi)，以5°C/min的升溫速度升溫至370°C保溫9h，再以2°C/min的升溫速度升溫至800°C煅燒6h，隨爐冷卻后取出，進(jìn)行研磨，即得Ba0.5Sr0.5Ti03:0.15Tm3+藍(lán)光焚光粉。
[0034]實(shí)施例2本實(shí)施例公開了一種LED用MxSr1-xTi03:yRE3+焚光粉(即鈦酸鹽熒光粉)的制備方法，具體步驟如下:
[0035](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5mol % (指Sm3+占基體材料Mg0.1BaojSr0.5Ti03的摩爾濃度)，稱取0.090g的Sm2O3粉體。
[0036](2)將步驟I)中的Mg0、BaC03、Sr(0H)2.8H20、Ti(S04)2.9H20以及Sm2O3粉體共同置于高壓容器中(高壓容器材質(zhì)為聚四氟乙烯內(nèi)襯、不銹鋼外殼，壓力范圍為O?1Mpa)中，按填充比為30 % (指溶劑體積占高壓容器容積的比例)，C2H5O(無(wú)水乙醇):H2O(蒸餾水)=0.25?I的體積比，向高壓容器中加入4.8mL的C2H5O和19.2mL的H2O,待Sr(OH