[发明专利]一种新型石榴石基光色可控荧光粉

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于照明及显示等领域的光色可控荧光粉。

背景技术

稀土石榴石(LnAG)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:Eu³⁺和YAG:Tb³⁺是非常重要的红色和绿色荧光粉，并在显示成像和医学领域已有广泛应用。但科技的不断进步及光学仪器的不断发展对材料功能性的需求加剧、对荧光粉体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。在Eu、Tb共存体系中，Eu以+3价的形式作为发光中心而Tb³⁺作为敏化剂将能量传递给Eu并增强其发光；而在Ce、Tb共掺杂体系中，Ce³⁺通常可通过能量传递敏化Tb³⁺的发光。

发明内容

本发明提供了一种新型石榴石基光色可控荧光粉(Gd_0.8Lu_0.2)_0.9-xTb_0.1Eu_x]AG及制备方法，该荧光粉较传统的YAG系荧光粉具有明显优势。该荧光粉的发光色随Eu含量的增加而从黄绿光区向黄光区、再到橙黄光区逐渐转变，通过改变Tb³⁺/Eu³⁺相对含量可实现对发光色的有效调控；其次，Gd³⁺对Tb³⁺以及Gd³⁺和Tb³⁺对Eu³⁺的能量传递可以提高Tb³⁺与Eu³⁺的荧光发射，且通过该方法所制备的荧光颗粒具有较好的分散性。

为实现上述目的，本发明采取以下方案：

一种新型石榴石基光色可控荧光粉，制备方法包括以下步骤：

(1)将稀土氧化物（Gd₂O₃、Lu₂O₃、Tb₂O₃和Eu₂O₃）分别溶于热硝酸配成稀土硝酸盐溶液；

(2)按Gd³⁺离子:Lu³⁺离子:Tb³⁺离子:Eu³⁺离子:Al³⁺离子摩尔比0.64-0.72:0.16-0.18:0.1:0-0.1:5，量取稀土硝酸盐，Al(NO₃)₃溶液进行混合，配成体积为200mL的母盐溶液；

(3)取步骤(2)所得母盐溶液在室温下以5mL/min的速度滴入320mL的NH₄HCO₃沉淀剂溶液中，滴定结束后继续搅拌30min进行时效处理；

(4)将步骤(3)所得产物经离心、清洗、干燥得到白色前驱体粉末；

(5)将步骤(4)所得前驱体粉末在空气气氛中经600℃煅烧4h，后在Ar/H₂(5vol.%H₂)气氛中于1300℃下煅烧4h最终获得[(Gd_0.8Lu_0.2)_0.9-xTb_0.1Eu_x]AG光色可控的石榴石荧光粉。

附图说明

图1[(Gd_0.8Lu_0.2)_0.9-xTb_0.1Eu_x]AG碳酸盐前躯体在Ar/H₂气氛下经1300°C煅烧4h所得粉体的XRD图谱。G代表石榴石相。图中未标记的衍射峰隶属石榴石相。

图2经1300°C煅烧所得[(Gd_0.8Lu_0.2)_0.9-xTb_0.1Eu_x]AG的晶格参数随Eu含量的变化。