[发明专利]一种新型发光晶体材料K6

说明书

本发明公开了一种新型发光晶体材料K₆Bi_(13‑x)Eu_x(PO₄)₁₅及其制备方法和应用。其化学组成式为K₆Bi_(13‑x)(PO₄)₁₅:xEu³⁺，其中x为Eu³⁺离子替换Bi³⁺的摩尔百分比系数，1≤x≤13。其制备过程包括以下步骤：（1）新型荧光基质材料磷酸铋钾K₆Bi₁₃(PO₄)₁₅单晶的制备；该晶体采用高温溶液法合成，化学式为K₆Bi₁₃(PO₄)₁₅，属于单斜晶系，空间群C2，单胞参数为a=1.765nm，b=0.693nm，c=2.240nm，α=γ=90°，β=104°，Z=2，V=2.654nm³。（2）化合物K₆Bi₁₃(PO₄)₁₅纯相粉末及Eu³⁺掺杂荧光粉K₆Bi_(13‑x)(PO₄)₁₅:xEu³⁺(x=2,4,6,8,10)的制备。该发光材料采用高温固相法合成，合成的发光材料可在394nm光下激发并发射出强烈的红色荧光，可用于荧光发光材料和电子器件显示领域。且本发明工艺条件稳定可靠，材料具有良好的物理化学稳定性。

技术领域

本发明属于稀土发光材料技术领域，具体涉及的是一种新型发光晶体材料K₆Bi_(13-x)Eu_x(PO₄)₁₅及其制备方法和应用。

背景技术

与传统的照明光源相比较，发光二极管（LED）因具有工作电压低、耗电量小、发光效率高、发光响应时间短、光色纯、结构牢固、重量轻和体积小等一系列特性而被广泛关注，已在世界各国掀起了一场巨大的科技革命。目前实现白光的通常组合有蓝光 LED 芯片+黄色荧光粉和紫外 LED 芯片+三基色荧光粉。但其中红色荧光粉的效率最低，显色指数不高，导致所封装的白光 LED 色温偏高。目前实现白光 LED 的主要技术瓶颈是缺乏合适的红色荧光粉。因此，开发能够被近紫外光和蓝光有效激发的红色荧光粉成了一项迫切的任务。三价稀土离子具有未完全充满的4 f电子壳层，因此具有丰富的能级。稀土的发光就是由于稀土的4 f电子在不同能级之间的跃迁而产生的，基态Eu³⁺的电子组态为[Xe] 4f⁶，其电子组态能级数目多达295条，其发射谱线通常处于红色区，这些谱线对应于4f⁶电子组态内从激发态⁵D₀能级到⁷F_J（J = 0、1、2、3、4、5、6）能级的跃迁发射。