[发明专利]一种Mn4+离子掺杂的钛酸盐基红色荧光粉及制备方法

说明书

一种Mn4+离子掺杂的钛酸盐基红色荧光粉及制备方法，属于钛酸盐基红色荧光粉的制备方法及应用。该红色荧光粉材料的化学通式为MgAl₈Ti_6(1‑x)Mn_6xO₂₅，其中x为Mn⁴⁺掺杂的摩尔比，0.0005≤x≤0.025；MgAl₈Ti_6(1‑x)Mn_6xO₂₅的质量百分比为各元素的物质的量比乘以各自摩尔质量获得；所述红色荧光粉在紫外、近紫外或蓝光等激发光源激发时，能发射波长范围在620～750纳米的红色荧光；红色荧光粉制备方法包括：高温固相法和溶胶‑凝胶法，采用所述的两种制备方法，制备具有发光强度高，稳定性好的红色荧光粉，应用于LED照明器件制备。优点：制备方法简单，生产成本低，是一种发光性能好的红色荧光材料，能发射波长范围在620～750纳米的红色荧光，激发光谱范围较宽，且在355纳米处有强吸收，应用于制造紫外光激发的白光LED荧光粉。

技术领域

本发明涉及一种钛酸盐基红色荧光粉及制备方法，特别是一种Mn4+离子掺杂的钛酸盐基红色荧光粉及制备方法。

背景技术

发光二极管(LED)作为效率较高的固体发光器件之一，能够有效地把电能转化成光能。自20世纪60年代问世以来，因为其具有寿命长、能量转化效率高、稳定性良好、价格低廉等优点而被广泛应用于显示和照明领域。特别是自高功率的白光LED成功开发以来，这种具有超高优越性能的“绿色”光源被看作是照明史上的又一场重大革命。白光其实是由多色光混合而成，根据发光学和光度学原理，白光可由红、蓝、绿三基色混合而成。如今实现高功率白光LED的最优方法，就是利用近紫外LED芯片所发出的近紫外光激发三基色荧光粉以得到白光。目前商用的LED分别选取Y₂O₂S:Eu³⁺，BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺和ZnS:(Cu，Al³⁺)作为红、蓝、绿三基色荧光粉。但是其中红色荧光粉Y₂O₂S:Eu³⁺的发光效率不足绿色和蓝色荧光粉的八分之一，因此得到的荧光材料显色性较差。所以，制备出新型高效的能被近紫外光有效激发且稳定性和显色性良好的红色荧光粉成为研究人员研究的热点。

目前稀土离子掺杂的荧光粉得到了广泛地研究，但总所周知，稀土的来源贫瘠，原材料昂贵。近年来，过渡金属离子因其原材料来源丰富，成本低，且在基质材料中可用作荧光掺杂材料，已成为研究者们研究热点。

发明内容

本发明的目的是要提供一种Mn4+离子掺杂的钛酸盐基红色荧光粉及制备方法，实现在紫外、近紫外或蓝光等激发光源激发时，能发射红色荧光的红色荧光粉材料。

本发明的目的是这样实现的：该红色荧光粉材料的化学通式为MgAl₈Ti_6(1-x)Mn_6xO₂₅，其中x为Mn⁴⁺掺杂的摩尔比，0.0005≤x≤0.025；MgAl₈Ti_6(1-x)Mn_6xO₂₅的质量百分比为各元素的物质的量比乘以各自摩尔质量获得；所述红色荧光粉在紫外、近紫外或蓝光等激发光源激发时，能发射波长范围在620～750纳米的红色荧光。

红色荧光粉制备方法包括：高温固相法和溶胶-凝胶法，采用所述的两种制备方法，制备具有发光强度高，稳定性好的红色荧光粉，应用于LED照明器件制备。

所述的高温固相法，包括如下步骤：