一種基于紫外激發(fā)下藍(lán)光-白光轉(zhuǎn)換熒光粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種藍(lán)光-白光轉(zhuǎn)換巧光粉及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鶴酸鹽作為一種發(fā)光性能穩(wěn)定，具有優(yōu)良色純度和穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)的自激活巧光材 料，一直受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。隨著白光Lm)技術(shù)的日益成熟，尋找品質(zhì)優(yōu)良的巧 光粉變得越來越重要，W鶴酸鹽為基質(zhì)，稀上離子為發(fā)光中屯、的巧光粉自然成為了研究的 重點(diǎn)。為了研究W鶴酸鎖為基質(zhì)的發(fā)光材料的性質(zhì)，歷史的研究主要集中在Ξ個(gè)方面。第一 是鶴酸鎖本身的性質(zhì)，如閃爍性、晶體的成長機(jī)制及光學(xué)特性、振動(dòng)光譜與熱學(xué)性質(zhì)和合成 控制等，運(yùn)類研究為基質(zhì)的穩(wěn)定性研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第二方面是陽離子滲雜，即鎖離 子部分地被化等其它離子取代，W獲得結(jié)構(gòu)更合理，對發(fā)光中屯、幫助更大或進(jìn)行光控制的 最優(yōu)化基質(zhì)。當(dāng)然，巧光材料的發(fā)光性質(zhì)主要由其發(fā)光中屯、決定，發(fā)光中屯、決定了材料發(fā)光 的顏色、亮度、純度等，稀±陽離子具有未充滿的受外界屏蔽的4巧d電子組態(tài)，4f電子可W 在f-f組態(tài)之內(nèi)或f-d組態(tài)之間躍遷，具有豐富的電子能級和長壽命激發(fā)態(tài)，可W發(fā)射從紫 外到紅外光區(qū)的各種波長的光波，因此，^稀±陽離子為發(fā)光中屯、的研究成為了所有研究 方面中最廣泛的形式。Eu3+發(fā)光主要集中在紅色光區(qū)域，因白光Lm)的需要而受到了多種多 樣的研究，比如用烙鹽法、乙二醇、微波法、固相法、溶膠-凝膠法等對粉體合成。此外，W鶴 酸鎖為基質(zhì)，WTm3+、化3+、？'3+、化3+、刷 3+、51113+等離子為發(fā)光中屯、的發(fā)光材料也得到了研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種單一巧光粉，可W在不同波長紫外光激發(fā)下發(fā)出藍(lán)光 和白光;且所發(fā)的白光、藍(lán)光均具有良好的穩(wěn)定性及發(fā)光特征。
[0004] 本發(fā)明的另一目的旨在提供上述巧光粉的制備方法。
[0005] 本發(fā)明的一種基于紫外激發(fā)下藍(lán)光-白光轉(zhuǎn)換巧光粉，其化學(xué)式為Sri-n(W〇4)i- xChx:址U巧光粉為單相發(fā)光材料，具有W〇42-、Eu2+和Eu3S個(gè)發(fā)光中屯、，η、X為摩爾數(shù)，0 <X <0.03,0.03<n<0.15。
[0006] 本發(fā)明優(yōu)選0.01 <X<0.03。本發(fā)明的優(yōu)選方案還包括0.01 <X< 0.02。
[0007] 本發(fā)明優(yōu)選0.05 <n< 0.1。
[000引本發(fā)明的基于紫外激發(fā)下藍(lán)光-白光轉(zhuǎn)換巧光粉，是在240~260nm的紫外光激發(fā) 下，巧光粉發(fā)藍(lán)光；在266~300nm的紫外光激發(fā)下巧光粉發(fā)白光。更優(yōu)選的實(shí)施過程是 250nm的紫外光激發(fā)下，巧光粉發(fā)藍(lán)光;在294的紫外光激發(fā)下巧光粉發(fā)白光。
[0009] 本發(fā)明的基于紫外激發(fā)下藍(lán)白光-白光轉(zhuǎn)換巧光粉的制備方法，所述的巧光粉是 將制備巧光粉的原料在空氣氣氛下通過高溫固相反應(yīng)合成;所述的高溫為800°C~950°C。
[0010] 所述的巧光粉原料為：碳酸鎖、偏鶴酸錠、氯化錠和氧化館，按生成Sri-n(W化)1- xChx: nEu所需的化學(xué)計(jì)量比配制研磨，高溫固相反應(yīng)合成。
[0011 ]本發(fā)明優(yōu)選的高溫固相反應(yīng)時(shí)間為1~4小時(shí)。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果在于：本發(fā)明的Sri-n(W〇4)i-xCl2x:址U巧光粉為單相發(fā)光材 料，顆粒均勻，該發(fā)光材料有W0戶、Eu2+、化個(gè)發(fā)光中屯、，當(dāng)Cr濃度較低時(shí)，Ξ個(gè)發(fā)光中屯、 同時(shí)發(fā)光，在250nm紫外激發(fā)下呈藍(lán)色，巧光粉隨Cr濃度的增加由藍(lán)光向白光區(qū)域靠近，色 溫高;在294nm激發(fā)下發(fā)出品質(zhì)優(yōu)良的白光；當(dāng)X在0.01和0.03之間時(shí)，本體系的巧光粉具有 很好的藍(lán)光和白光發(fā)光效果，特別是在0.01和0.02之間時(shí)，可W保持住最佳的藍(lán)光和白光 發(fā)光效果；當(dāng)X含0.03時(shí)，Eu3+離子濃度不足W顯示其發(fā)射光譜。體系具有Ξ個(gè)發(fā)光中屯、，分 別是W042-、Eu2+和Eu3+，具有優(yōu)秀的發(fā)光品質(zhì)，可W作為特殊用途的藍(lán)光巧光體，也可W單 獨(dú)作為白光LED的潛在替代品。
[OOU]本發(fā)明的制備方法的優(yōu)勢在于，采用高溫固相法合成了 Sri-n(W〇4)l-xCl2x:址U巧光 粉，為單相發(fā)光材料。cr的加入將部分化還原為化，生產(chǎn)過程在空氣氣氛下完成，無需加 入保護(hù)氣體或是還原氣體或是其它還原劑。所得到的巧光粉顆粒均勻，沒有大量粉末團(tuán)聚 現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0014] 圖1為固相法合成的Sro.9日(W〇4)i-xCl2x:0.05化的X畑圖。
[001 引圖 2為N3 號樣品 Sro.9日(W04)o.98C10.04:0.05化的 SEM圖。
[0016] 圖3為N2號樣品的激發(fā)和發(fā)射光譜圖。
[0017] 圖4為不同Cr含量的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜圖。其中（a)是39化m監(jiān)測波長的激發(fā)光 譜，（b)為250nm激發(fā)波長的發(fā)射光譜瀑布圖，（C)為616nm監(jiān)測波長的激發(fā)光譜，（d)是294nm 波長激發(fā)的系列樣品的發(fā)射光譜瀑布圖。
[001引圖5為N5和N6的發(fā)射光譜(λβχ = 281皿)圖。
[0019 ]圖 6本發(fā)明的 Sri-n(W〇4) i-xC 12χ:址U的色度圖：（a) Aex = 250nm(b) Aex = 294nm。
【具體實(shí)施方式】
[0020] W下實(shí)施例旨在說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定。
[0021] 對比例1、實(shí)施例1-5
[0022] 按SrQ.95(W〇4)i-x Cl2x:0.05Eu化學(xué)計(jì)量比稱取碳酸鎖（SrC〇3)、偏鶴酸錠（NH4) 6出Wi2〇40 · η出0(分子量：2956.26)、氯化錠（NH4C1) ( W上均為分析純）和氧化館化U2〇3) (99.99% )，其中X取值依次為0，0.01，0.02，0.03，0.04和0.05，得到對比例1的樣品對應(yīng)編 號記為N1，實(shí)施例1-5的樣品N2，N3，N4，N5，N6。材料的稱取用分析天平，其精度為0.1毫克。 把稱量好的原材料按編號分別置于不同的瑪瑤研鉢中充分研磨1.化使其混合均勻，接著將 研磨好的原材料放入剛玉相蝸，于高溫電阻爐中空氣氣氛下900°C賠燒化。高溫電阻爐溫度 程序設(shè)置為:200°C/30min至800°C，再100°C/30min至900°C。樣品燒結(jié)完成后隨爐冷卻到室 溫即得所需材料。
[0023] 樣品的N1-N6測試與表征
[0024] 用DMAX-2500型X射線衍射儀(XRD)對所燒結(jié)的粉體進(jìn)行粉末X射線衍射分析。測試 參數(shù)為:化化α)祀，管電壓40KV，管電流250mA，掃描范圍5-80°。掃描步長0.02°，掃描速度為 10°/min。
[0025]粉體的形貌、顆粒尺寸、分散性等信息分析在美國FEI公司生產(chǎn)的如anta 200環(huán)境 掃描電子顯微鏡化沈M)上進(jìn)行。
[00%]巧光光譜分析采用日立F-4500型巧光分光光度計(jì)測量所制備巧光粉的激發(fā)光譜 和發(fā)射光譜。測試條件為:氣燈燈源，狹縫寬度lOnm，電壓400V，掃描速度240nm/min。
[0027] 結(jié)果與討論 [002引1、結(jié)構(gòu)分析
[0029] 圖1為固相法合成的Sr日.9日(W〇4) i-xC 12X: 0.0 5Eu的X畑圖。圖1 (a)為N3號樣品（上）與 標(biāo)準(zhǔn)PDF卡(下）（卡片號:PDF#85-0587)的對照圖，從圖中可W看出，N3號樣品與卡片的譜線 完全吻合，沒有出現(xiàn)任何雜峰相。圖1 (b)為N1-N6號樣品的XRD圖，所有譜線的強(qiáng)度和峰位與 標(biāo)準(zhǔn)譜基本一致，可見Cr和化27Eu3+的滲雜對SrW〇4晶體結(jié)構(gòu)影響不大，制備的樣品晶型良 好，物相單一。系列樣品的最強(qiáng)衍射峰均在27.5左右，對應(yīng)于SrW化的（112)晶面，說明合成 的樣品為四方晶系的白鶴礦結(jié)構(gòu)。
[0030] 圖2為N3號樣品Sro.9日(胖04)日.98(：1日.日4:0.05611的沈1圖。圖2(日）為放大2500倍后的效 果圖，固相法燒結(jié)出（來a)的顆粒有團(tuán)聚，但大小基本均勻，無明顯的第二相產(chǎn)生，與XRD結(jié) 果相符。圖2(b)為放大一萬倍的效果圖，與L. S.化valcante等用離子注入法得到的SrW〇4微 晶高倍率FESEM圖基本一致。從圖中可W看出，粉末呈球形顆粒，尺寸大約為2um，團(tuán)聚后的 粉末呈花瓣?duì)?，從?nèi)至外擴(kuò)展。
[0031] 2、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜
[0032] 圖3為N2號樣品的激發(fā)和發(fā)射光譜圖。圖3(a)的激發(fā)光譜其監(jiān)測波長為397nm，激 發(fā)譜為唯一的寬帶譜，其峰值在250nm左右，是Eu2+和化的激發(fā)譜;在25化m紫外的激發(fā)下， 發(fā)射光譜為從350nm至600nm的寬帶發(fā)射，包含化的特征發(fā)射和鶴酸根的寬帶發(fā)射，此外還 有幾條明顯的Eu3+發(fā)射譜線，469nm、590nm、616nm發(fā)射譜分別對應(yīng)Eu3+的咕2 一中o,5D〇 一中1， 5〇〇 一中2躍遷，但其發(fā)射強(qiáng)度都很小。圖3(b)為294nm激發(fā)下的發(fā)射光譜，主要由一段350nm 至550nm的寬帶發(fā)射和616nm處的線狀發(fā)射構(gòu)成