[发明专利]稀土离子Dy3+掺杂的Bi4Si3O12白光LED荧光粉材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，涉及一种稀土离子Dy³⁺掺杂的Bi₄Si₃O₁₂白光LED荧光粉材料及其制备方法，具体说，是涉及一种适合各种白光LED照明领域应用的掺杂稀土Dy³⁺的硅酸铋（Bi₄Si₃O₁₂）基荧光粉材料及其制备方法。

背景技术

白光LED是照明市场上的一种新兴产品。与白炽钨丝灯泡及荧光灯相比，LED具有体积小、发热量低、能耗小、寿命长、可平面封装、易开发成轻薄短小产品等诸多优点，是未来10年内可替代传统照明器具的一大潜力商品。白光通常通过三基色的调配复合而成：

1、用紫外光或紫光LED（如绿粉(Ce,Tb)MgAl₁₁O₁₉、蓝粉(Ba,Mg,Eu)₃Al₁₆O₂₇和红粉Y₂O₃∶Eu³⁺）＋RGB（红绿蓝）三基色荧光粉来合成LED。

2、用蓝光LED（如商业用的YAG粉体）＋红绿荧光粉或者蓝光LED＋黄光荧光粉来构成白光。

但现阶段研制的白光LED依然存在一些问题：光电转换效率较低，成本较高，白光显色性差。所以对白光LED新材料的研究和开发具有重大实际意义和商业价值。不久前，本发明研究团队曾研制了一种紫外激发的白光荧光粉材料（Eu离子掺杂的Bi₄Si₃O₁₂基荧光粉材料），但Eu的氧化物价格相对较贵，而且粉体在温度高于100°C时显色性和光强度下降很快，不够理想。为了进一步提高荧光粉的性价比，最近，本发明人又研制出一种新型的Dy离子掺杂的Bi₄Si₃O₁₂基荧光粉材料，其在高温时显色性和光产额都有所改善，在一定程度上提高了荧光粉的性价比。

发明内容

针对上述现有白光LED技术存在的问题，本发明的目的是提供一种稀土离子Dy³⁺掺杂的Bi₄Si₃O₁₂白光LED荧光粉材料及其制备方法，该荧光粉显色性好，且在较高温度下依然保持较好的显色性和光强，可满足白光LED照明领域的应用要求。

为实现上述发明目的，本发明提供一种稀土离子Dy³⁺掺杂的Bi₄Si₃O₁₂白光LED荧光粉材料，所述荧光粉材料是掺杂稀土Dy³⁺离子的硅酸铋（Bi₄Si₃O₁₂）基材料。

在本发明一个实施方式中，所述稀土离子Dy³⁺部分代替Bi³⁺，所述Dy³⁺的掺杂量在所述粉体材料中占1～9mol%。

在本发明一个实施方式中，所述荧光粉体由氧化铋(Bi₂O₃)、二氧化硅(SiO₂)和氧化镝(Dy₂O₃)制成，其中，各组分的质量百分比如下：

Bi₂O₃                             77.7～83.13%；

SiO₂                              16.2%；

Dy₂O₃                             0.67～6.1%；

各组成的质量百分比之和为100%。

本发明另一方面提供一种制备所述白光LED荧光粉材料的制备方法，所述方法包括：

将构成硅酸铋（Bi₄Si₃O₁₂）的前驱体原料和掺杂原料按配比溶于醇水混合溶剂中，搅拌，干燥；

在空气气氛下于400～800℃的预烧温度下进行预烧，冷却取出研磨；

在空气气氛下于750～900℃的煅烧温度下进行煅烧，然后随炉冷却到室温，并研磨成荧光粉材料。