[发明专利]一种铕离子掺杂的硅酸盐白光荧光粉及其制备方法

说明书

一种铕离子掺杂的硅酸盐白光荧光粉及制备方法，化学成分为：BaZr_xSi₂O_5+2x：Eu²⁺,Eu³⁺，其中x=0~0.5；（1）以BaCO₃、ZrO₂、SiO₂、Eu₂O₃为原料，按照化学计量比称取上述原料。其中铕离子的摩尔浓度为碱土金属阳离子的1%～6%；（2）将上述原料混合放入清洁、干燥的刚玉内衬的球磨机中球磨均匀后装入刚玉坩埚中；（3）将上述混合物置于马弗炉中在空气气氛中进行1000‑1350℃高温固相反应8‑12h，炉冷至900℃时取出冷却至室温。本发明原材料廉价，安全环保、工艺简单，产品能够在宽的紫外光及近紫外光的激发下发射出强的白光、且色纯度高，可广泛用作于WLED白光荧光粉。

技术领域

本发明属于固体光致发光材料制备技术领域，涉及由紫外光激发的白光荧光粉及其制备方法。

背景技术

白色发光二极管是一种发光效率高、能耗低、寿命长、绿色环保的一种新型光源。目前，白光LED主要通过以下三种方式实现:1）蓝光芯片(In-GaN)激活黄色荧光粉钇铝石榴石(YAG: Ce)，使得蓝光与黄光混合形成白光；2）将红、绿、蓝三基色LED芯片组装在一起，通过控制三基色芯片的电流而实现白光；3）通过近紫外芯片激活红、绿、蓝三基色荧光粉获得白光。方式1）中存在显色指数低、色彩还原性差以及高温猝灭等缺点。方式2）不同芯片的输出电压、温度特性以及光致衰减程度不同，导致控制电路复杂。方式3）三基色混合荧光粉存在配比调控和颜色再吸收的问题，使得发光效率和色彩还原性能受到较大的影响。为了解决显色指数低、色彩还原性差、能量损耗等问题。因此，开发一种制备简单环保、高效单一基质荧光粉是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种铕离子掺杂的BaZr_xSi₂O_5+2x高效白光荧光粉及其制备方法。在空气气氛中部分Eu³⁺高温自还原为Eu²⁺，并通过改变ZrO₂的掺入量，有效调节Eu³⁺/Eu²⁺的相对发光强度从而得到白光荧光粉。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的一种铕离子掺杂的硅酸盐白光荧光粉，主要化学成分为。

BaZr_xSi₂O_5+2x：Eu²⁺,Eu³⁺

其中x=0~0.5，其中铕离子（包括Eu²⁺和Eu³⁺）为激活剂离子，其摩尔浓度为碱土金属阳离子的1%～6%。

本发明所述的一种铕离子掺杂的硅酸盐白光荧光粉的制备方法，包括如下步骤。

（1）荧光材料原料的选择和称取。

以BaCO₃、ZrO₂、SiO₂、Eu₂O₃为原料，按照化学计量比称取上述原料。其中铕离子（Eu²⁺+Eu³⁺）的摩尔浓度为碱土金属阳离子的1%～6%。

（2）将上述原料混合放入清洁、干燥的刚玉内衬的球磨机中（玛瑙球）球磨均匀后装入刚玉坩埚中。

（3）高温自还原过程。

将上述混合物置于马弗炉中在空气气氛中进行1000-1350℃高温固相反应8-12h，炉冷至900℃时取出冷却至室温，即得到样品。