[发明专利]铕掺杂碱土正硅酸盐基绿色荧光粉体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光粉体制备领域，特别涉及铕激活碱土正硅酸盐基荧光粉体及制备方法。

背景技术

碱土正硅酸盐(Me₂SiO₄)具有原料丰富、成本低、热稳定性好、适用温度范围广、耐高能射线轰击(紫外、近紫外、蓝光)、化学性质稳定、不吸潮的特性.碱土离子与稀土离子半径接近，稀土离子容易实现取代掺杂，在光学基体中分布系数理想，其粉体材料在紫外、真空紫外、X射线、LED芯片紫光/近紫光/蓝光激发下发射可见光，有望应用于阴极射线管(CRT)、场发射平板显示器(FED)、等离子平板显示器、LED灯等领域，以提高器件分辩率。

碱土正硅酸盐由于碱土离子的不同，可分别为四方、正交、单斜、三斜晶系(James A Fields，Paul S Dear，et al.Journal of the American Ceramic Society，1972，55:585-588)；且热处理不当时容易出现杂质相，如MeSiO₃、Me₃Si₂O₄；还原气氛不足时，Eu²⁺容易被氧化Eu³⁺；其荧光的发光性能(主激发、主发射、发光亮度)受组分、制备影响大。2006年Intematix公司采用溶胶凝胶法在1200～1400℃煅烧制备A₂SiO₄:Eu²⁺，D黄绿荧光粉，其中A为Sr、Ca、Ba、Mg、Zn、Cd，D为F、Cl、Br、P、S、N(Wang Ning,Dong Yi,et al.Novel silicate-based yellow-green phosphors.US patent,No.20060028122)，同年将该荧光粉用于LED白光显示(Wang Ning,Dong Yi,et al.Novel phosphor systems for a white light emitting diode(LED).US patent,No.20060027781)。Yoshinori Y等人在2％H₂～98％N₂气氛下、以NH₄Cl为助熔剂、固相法1100℃煅烧4小时制备了A₃MgSi ₂O₈:Eu²⁺单斜晶系镁蔷薇辉石(Merwinite-type)或三斜晶系钾芒硝型(Glaserite-type)绿色荧光粉，其中A为Sr、Ca、Ba；，制备了主激发波段为254nm，在405nm附近的宽发射的绿色荧光粉(Yoshinori Y,Takei T,et al.Journal of Luminescence2008,128:1507-1514)。Zhiyong Mao等人采用溶胶凝胶法(Zhiyong Mao,Jingjing Chen,et al.Materials Research Bulletin 2015,70:908–913)在A₃MgSi ₂O₈:Eu²⁺基础上添加Mn²⁺，发现该荧光粉依旧为镁蔷薇辉石(Merwinite-type)或三斜晶系钾芒硝型(Glaserite-type)，但主激发波段为350nm，且在原有发射峰基础上出现620nm发射峰；Li-sheng Cao等人发现微波加热烧结可以使得颗粒粒径在10um以内，且颗粒分布粒径范围窄。Wen Pan等人采用纳米包裹和固相法制备Sr₃MgSi₂O₈:Eu²⁺，Dy ³⁺(Wen Pan，Guiling Ning.Sensors and Actuators A,2007,139:318–322)，发现纳米包裹主激发波段在400nm和410nm而固相法制备的主激发波段为350nm，发射均在460nm左右。

发明内容

本发明的目的是提出一种铕掺杂碱土正硅酸盐基绿色荧光粉体及其制备方法。

本发明所述的一种铕掺杂碱土正硅酸基荧光粉体的化学表达式如下：

(Ba_1-xMe_x)_2-ySiO₄：yEu²⁺