[发明专利]氟硼酸盐白光发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及白光发光材料制造技术，尤其涉及一种供无汞荧光灯用的氟硼酸盐白光发光材料及其制备方法。

背景技术

日光灯和冷阴极荧光灯中的汞，是一种对环境有较大的危害、易挥发的液态重金属，荧光灯的生产和废弃都会造成对环境的污染。2003年2月13日，欧盟地《官方公报》L37期公布了欧洲议会和欧盟部长理事会共同批准的《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质的指令》，要求自2006年7月1日欧盟市场禁止销售含有汞灯六种有害物质的电子电气设备。

因此发展无汞照明是目前照明和背光源的发展方向。就无汞荧光灯而言，目前最有效的路径是用稀有气体Xe代替汞，利用Xe基等离子体放电放出真空紫外光(主要是147nm和172nm)激发三基色荧光粉来实现白光照明，稀有气体放电灯是一种低成本节能环保的照明方式，代表着目前绿色照明的发展方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种无汞激发条件下能发射白光的氟硼酸盐白光发光材料及其制备方法，以解决现有技术中的含汞荧光灯存在重金属汞污染等问题。

解决本发明的技术问题所采用的技术方案是：提供一种氟硼酸盐白光发光材料，所述氟硼酸盐白光发光材料的化学组成式为M_5-2x(BO₃)₅F:Dy_x，R_x；M为碱土金属离子，Dy为三价激活离子，R为碱金属离子，Dy相对于碱金属离子R所占的摩尔百分含量为x，x取值范围为0.01≤x≤0.2。

在本发明氟硼酸盐白光发光材料中，所述M选自Ca，Sr及Ba中的一种。

在本发明氟硼酸盐白光发光材料中，所述R选自Na及K中的一种。

此外，本发明还提供了一种制备上述氟硼酸盐白光发光材料的方法，其包括如下步骤：

步骤一：按照化学计量比选取碱土金属离子的源化合物、硼酸根离子的源化合物、碱金属离子的源化合物、镝离子的源化合物及氟的源化合物，各源化合物的化学计量比是按照结构式M_5-2x(BO₃)₅F:Dy_x，R_x中的相应元素的摩尔比例，其中，x为镝离子相对于碱金属离子R所占的摩尔百分含量，x取值范围为0.01≤x≤0.2；步骤二：将各源化合物研磨混合；步骤三：将混合物置于高温炉中进行烧结，然后冷却，研磨后得到所述氟硼酸盐白光发光材料。

在本发明的制备方法中，所述碱土金属离子的源化合物为碱土金属的碳酸盐及硝酸盐中的一种或几种，所述硼酸根离子的源化合物为硼酸及三氧化二硼中的一种或几种，所述氟的源化合物来自氟化铵和镝离子的源化合物为相对应的稀土氧化物。

在本发明的制备方法中，所述烧结处理的温度为500～1000℃，时间为6～24小时。

与现有技术相比，本发明氟硼酸盐白光发光材料的制备方法简单，所制备得到的发光材料在147nm和172nm的真空紫外光激发下，观测到源于三价稀土金属离子镝离子4f-4f电子跃迁产生的波长为480纳米(⁴F_9/2-⁶H_15/2蓝光峰)和575纳米(⁴F_9/2-⁶H_13/2黄光峰)附近的两个强的发射，蓝光峰和黄光峰的发射组合形成白光发射，色坐标合适，偏向暖白光，另外，本发明氟硼酸盐白光发光材料，只需要一种稀土离子便能实现白光发射，避免了三基色荧光粉需要多种发光离子才能组合出白光的缺点，并且，在利用本发明氟硼酸盐白光发光材料制备的荧光粉中其发光中心为镝，这种稀土金属在我国南方产量大，价格较为低廉，可降低生产成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例7的发光材料在检测发射波长为576nm下的真空紫外激发的激发光谱图；

图2是本发明实施例7的发光材料在147nm真空紫外光激发的发射光谱图；

图3是本发明实施例7的发光材料在172nm真空紫外光激发的发射光谱图；

图4是本发明实施例7所制备的无汞荧光灯用氟硼酸白光发光材料的色坐标在色度图中的位置示意图，其中该位置用“★”表示。

具体实施方式