[发明专利]一种氮化物红色长余辉荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光粉，具体涉及一种可被紫外或紫光有效激发的氮化物红色长余辉荧光粉及其制备方法。

背景技术

稀土长余辉荧光粉是一种新型节能环保材料，它能吸收太阳光或者灯光的能量后，将部分能量储存起来，然后再缓慢的以可见光的形式释放出来。这一特性可广泛应用于照明、指示以及装饰等领域，近年来又逐渐扩展到信息存储、辐射探测以及成像显示等高科技领域。

人们研究较早的长余辉发光材料是以Cu或Ag作为激活剂的硫化物材料，如碱土硫化物、硫化锌等。但是硫化物长余辉发光材料存在着明显的缺点，如发光亮度低、发光时间短、化学稳定性差、易潮解等。随后，Eu激活的长余辉发光材料陆续问世，比如Eu²⁺激活的SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy²⁺，Eu³⁺激活的Y₂O₂S:Eu³⁺,Ti⁴⁺,Mg²⁺等。

从三基色原理的角度考虑，将红、绿、蓝的长余辉荧光粉按一定比例混合，就可以获得任意颜色的长余辉材料。稀土离子掺杂的碱土铝酸盐绿色和蓝色长余辉荧光粉已经进入应用阶段，而红色长余辉荧光粉则一直无法满足应用的需求，主要是因为发光亮度以及余辉时间等指标与黄绿色以及蓝色长余辉荧光粉存在较大差距。

发明内容

本发明在于提供一种化学稳定性好、发光效率高、余辉时间长的氮化物红色长余辉荧光粉及其制备方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种氮化物红色长余辉荧光粉，其化学结构式如下：

L_2-x-y-zSi_mN_n:xEu,yR1,zR2        （1）

式中，0.001≤x≤0.1，0.001≤y≤0.05，0.001≤z≤0.05，4≤m≤6，7≤n≤9，L选自Ca、Sr、Ba中的一种，R1为Lu或Tm，R2选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb中的一种或两种以上任意组合。

上述氮化物红色长余辉荧光粉的制备方法，包括如下步骤：

1）以Ca、Sr、Ba、Si的氮化物，Lu、Tm、Eu、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb的氮化物或者氧化物，并按结构式（1）的化学式的组成及化学计量比称取所需原料；

2）将上述原料在氮气或者氩气的气氛中进行充分混合；

3）将上述混合物原料在保护气氛中进行焙烧；

4）再经后处理，即可制成一种氮化物红色长余辉荧光粉。

步骤2）是在手套箱中进行混合，氮气或者氩气气氛中氧含量和水含量均小于0.1ppm。

步骤3）中，保护气氛为纯氮气气氛，气氛压力为常压。

步骤3）中，保护气氛为氮氢混合气气氛，氢气与氮气的体积比为5:95~75:25，气氛压力为常压。

步骤3）中的焙烧是在管式炉进行。

步骤3）中，焙烧采用一段焙烧，焙烧温度为1400-1700℃，焙烧时间为5-15小时。

步骤3）中，焙烧采用分段焙烧，第一段焙烧温度为600-1000℃，焙烧时间为1-8小时，第二段的焙烧温度为1200-1800℃，焙烧的时间是3-15小时

步骤4）中，所述的后处理包括研磨、过筛以及水洗。

在本发明的制备过程中，掺杂了三种或三种以上的稀土元素，制备得到的红色长余辉荧光粉在激发光源停止激发后，余辉时间比稀土双掺杂的氮化物荧光粉有明显提高，并且具有化学稳定性好，无污染等特点，一种新型的红色长余辉发光材料，其具有如下优点：

1、余辉时间明显延长：掺杂R2以后，由于R2和L的半径以及电荷不同，两者之间发生了不等价取代，导致陷阱能级深度产生变化，使得余辉时间大大延长；

2、激发光谱非常宽，在紫光、紫外和蓝光范围内的激发效果都非常好；

3、制备方法简单，易于操作，无污染。

附图说明

图1为实施例1的激发光谱图；

图2为实施例1的发射光谱图；

图3为实施例1的XRD图谱。

具体实施方式

以下实施例中，手套箱中的氮气或者氩气气氛的氧含量和水含量均小于0.1ppm。

实施例1