[发明专利]非稀土离子激活的蓝色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蓝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，人们使用的发蓝光的荧光粉的制备方法主要有以下几种：1、用Eu²⁺、Ce³⁺稀土离子激活硫化物制备的BaMgAl₁₀O₁₇荧光粉；2、用Eu²⁺或Ce³⁺激活的硅酸盐制备的荧光粉；3、用Eu²⁺激活磷酸盐制备的荧光粉。但是，这些荧光粉均使用贵重稀土离子激活剂激活基质达到稀土能级跃迁而实现发光的，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问题，因此稀土离子配比要求严格，制备工艺比较复杂，工业生产中操作稳定性较差。因此，不含稀土离子激活剂的蓝色荧光粉是目前行业内积极探索的课题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种非稀土离子激活的蓝色荧光粉及其制备方法，以解决现有蓝色荧光粉依靠稀土资源，材料成本高、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蓝色荧光粉，其特征在于，该荧光粉为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        0.5-2

Y₂O₃                1

物质B         0.1-10

其中物质A为Sr²⁺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的摩尔比为1-2 : 1 : 1，在此优选条件下，制备的荧光粉其发蓝光更为明亮。

本发明所述蓝色的制备方法为：将所述物质A、Y₂O₃和物质B混合，在900-1350℃的高温及弱还原气氛中反应1-5小时即可。

本发明所述物质A为SrCO₃、SrO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优选温度为1250-1350℃，其意义在于在优选温度条件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。

本发明中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还原气氛，如CO、NH₃在一定温度下提供的还原气氛。

本发明通过选择适宜的非稀土原料、独特的配方比例，在弱还原气氛下利用氧化锌、碳酸锌或二者混合物激活SrY₂O₄，制备了在紫外250-320nm激发下发出明亮蓝光的荧光粉。该制备方法摆脱了传统蓝色荧光材料必须依赖稀土离子激活才能发光的困境，减小稀土资源的消耗，简化了加工工艺，降低了原材料成本，而且通过实现证明，本发明制备的荧光粉发光性能良好，亮度高，重复性好，易操作控制，环境友好，易于工业化生产及推广应用。

附图说明

图1是本发明实施例1制备的荧光粉样品的X射线衍射图，经和PDF#74-0264标准卡比对，说明本发明成功制备了晶体构型为SrY₂O₄的荧光粉。

图2是本发明实施例1所制备的荧光粉的激发和发射光谱图，可见激发主峰在272nm，发射峰在470nm。

图3是本发明实施例1所制备的荧光粉样品在紫外激发下的发光及色坐标图，在紫外250-320nm激发下，发出明亮的蓝光，色坐标为（0.182,0.238），色温11500K。

具体实施方式

下面实施例用于进一步详细说明本发明，但不以任何形式限制本发明。

实施例1