[发明专利]非稀土离子激活的白光荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及荧光粉及其制备方法，具体地说是一种非稀土离子激活的发白光的荧光粉及其制备方法。

背景技术

荧光粉，也被称为夜光粉，是一种在紫外线、可见辐射和电场作用下引起发光的物质，其具有多种颜色，可广泛应用于日光灯、节能灯、LED灯、显示屏、仪表以及应急指示牌等多个领域。目前，荧光粉发白光主要通过以下两种方式实现：1、利用蓝光芯片激发黄色荧光粉发白光；2、利用紫外光源去激发一定配比的红、绿、蓝三基色荧光粉耦合发白光。此外，也有采用近紫外激发单一基质生成白光的，如CN103087712A公开了一种近紫外激发白光 LED 的单一基质白光荧光粉，其化学表达式为 ：(Sr_yBa_1-x-y)(Mg_mZn_1-m-p-q)₂(PO₄)₂ : xEu, pMn, qTb，其中 0<x<0.1，0<y<1，0<m<1，0<p<0.1，0<q<0.1；同时还公开了该白光荧光粉的制备方法：按化学式中的化学计量比分别称取Sr、Ba、Mg、Zn、Eu、Tb、Mn的氧化物或碳酸盐以及磷酸二氢铵；将上述氧化物或碳酸盐以及磷酸二氢铵在丙酮溶剂中混合，研磨30-120 min；将混合均匀的粉末在还原气氛下于900-1100℃下焙烧1-10 h后得到所述荧光粉。该荧光粉颗粒细小均匀，被350-410nm近紫外光激发后能够发射出红、绿、蓝三个波段的谱带，可以在近紫外激发下生成能用于LED灯的白光。但是该荧光粉制备工艺略显复杂，且制备过程中同样需要添加稀土原料。可见，现有的白光荧光粉在使用中虽具有很好的发光效果，但其制备必须依赖添加稀土离子，故稀土资源消耗较大，成本较高；而且稀土离子在基质中存在浓度淬灭现象及能量传递的问题，因此，制备工艺中稀土离子配比要求十分严格，工业生产中操作稳定性较差。

发明内容

本发明的目的就是提供一种非稀土离子激活的白光荧光粉及其制备方法，以解决现有发白光的荧光粉的制备需要添加消耗稀土资源、材料成本较高、制备工艺复杂、生产控制性差的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种非稀土离子激活的白光荧光粉，该荧光粉为在弱还原气氛下高温固相反应生成的固溶体，其是由以下摩尔比的物质组成：

 物质A              1-2

Y₂O₃                      1

物质B          0.1-10

其中物质A为Ca²⁺的碳酸盐、氧化物中的一种或两种任意比例的混合物，物质B为Zn²⁺的碳酸盐、氧化物中的一种或两种任意比例的混合物，当为混合物时，阳离子按等价替代，其摩尔份数总和按化学计量比保持不变。

本发明所述固溶体中物质A、Y₂O₃、物质B混合的摩尔比优选1-2 : 1 : 5-8，在此条件下制备的荧光粉发光相对更明亮。

本发明所述的荧光粉是通过以下步骤制备的：将所述物质A、Y₂O₃和物质B按上述比例混合，在900-1350℃的高温及弱还原气氛中反应0.5-5小时，即得发白光的荧光粉固溶体。

本发明所述物质A为BaCO₃、BaO或两者任意比例的混合物；所述物质B为ZnO、ZnCO₃或两者任意比例的混合物。

本发明所述高温固相反应的温度优选1250-1350℃，其优选的意义在于在此温度下制备的荧光粉在保证发光性能的前提下，节约制备能耗，使用时也便于研磨。

本发明所述弱还原气氛是指在碳粒包埋或H₂、N₂混合形成的弱还原气氛，此外，该弱还原气氛还包括本领域内普通技术人员可以想到的其他常规弱还原气氛，如CO、NH₃以及其混合气体在一定温度下提供的还原气氛。