[发明专利]一种新型石榴石基高效黄色荧光粉

说明书

技术领域

本发明属于稀土荧光材料领域，具体涉及一种新型石榴石基高效黄色荧光粉及其制备方法。

背景技术

稀土石榴石由于其良好的化学和光化学稳定性、宽的带隙、高的熔点和辐射转换效率及易于稀土离子掺杂等优点而被广泛应用于荧光材料领域。单稀土元素掺杂的荧光体系YAG:Ce³⁺和YAG:Tb³⁺是非常重要的黄色和绿色荧光粉，在显示成像和医学领域已有广泛应用。但随着科技的不断进步和光学仪器的发展，对荧光粉的性能提出了更高要求。

由于稀土离子具有丰富的能级、能级匹配机会多，在相同或不同稀土离子间均可存在能量传递。不同稀土离子共存时，若施主离子的发射光谱与受主的吸收光谱重叠则可实现能量传递，并因此提高受主稀土离子的发光。钆铝石榴石（GdAG）具有高温热不稳定性，通过Lu 掺杂可以稳定GdAG的晶体结构，使得Tb³⁺/Ce³⁺ 共掺杂GdAG 荧光性能的研究成为可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种性能稳定、发光效率高的黄色荧光粉及制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

本发明提出的新型石榴石基高效绿色荧光粉的制备方法包括以下步骤：

（1）根据该荧光粉的化学式组成，按照化学计量配比称取试剂，所述试剂包括Gd₂O₃(纯度99.99%)，Lu₂O₃(纯度99.99%)，Ce(NO3)3·6H2O（纯度99.99%），Tb₄O₇(纯度99.99%),硫酸铝铵（NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O，纯度>99%），碳酸氢铵（NH₄HCO₃，分析纯）和浓硝酸（HNO₃，分析纯）；

（2）将步骤（1）中的粉状RE₂O₃（RE=Gd，Lu和Tb）溶于热硝酸，并与Ce(NO3)3溶液按照化学计量比混合，配制成稀土硝酸盐溶液；

（3）将步骤（2）获得的稀土硝酸盐溶液与硫酸铝铵溶液按照RE/Al=3:5的摩尔比制备成200mL母盐溶液；

（4）室温下将步骤（3）中制备的母盐溶液滴入320mL的NH₄HCO₃沉淀剂溶液中，产物经离心分离、清洗、烘干得到该系荧光粉的白色前驱体粉末；

（5）将步骤（4）中所得白色前驱体经过煅烧获得该系荧光粉。

步骤（4）中所述的母盐溶液的滴定速率为5mL/min。

步骤（4）中所述的滴定结束后继续搅拌30 min进行时效处理。

步骤（5）中先将前驱体在空气气氛中经600℃煅烧4h，然后在Ar/H₂（5vol.% H₂）气氛中，在不同温度（800-1500℃）下煅烧。

步骤（5）所述煅烧时的加热速率为10℃/min。

本发明所制备的荧光粉，具有如下优点：

（1）该系荧光粉晶体结构稳定，荧光粉颗粒具有良好的分散性；

（2）该系荧光粉存在Gd³⁺→Ce³⁺及Tb³⁺→Ce³⁺两种非辐射能量传递，发光量子效率显著提高；

（3）该系荧光粉可被不同波长（275nm、338nm和）激发，且具有相似的色坐标（0.46,0.51），呈现黄光发射，可作为高效黄色荧光粉应用。

附图说明

图1是在Ar/H₂气氛下经1300℃煅烧4h所得[(Gd_0.8Lu_0.2)_0.99－xCe_0.01Tb_x] Al₅O₁₂系列荧光粉的XRD图谱。