[发明专利]一种β-SiAlON:Eu;M荧光粉及其制备方法

说明书

本发明提供一种β‑SiAlON:Eu,M荧光粉及其制备方法，所述β‑SiAlON:Eu,M荧光粉的化学通式为Si_6‑zAl_zO_zN_8‑z:xEu,yM，其中0＜z≤4.2、0＜x≤0.20，0＜y≤0.40，x为Eu的掺杂摩尔比，y为M的掺杂摩尔比；所述M为过渡金属离子，优选为Mn、Co、Zn、Fe、Ti、Zr、Cu和Ni中的至少一种。

技术领域

本发明涉及一种β-SiAlON:Eu,M荧光粉及其制备方法，属于荧光粉体制备领域。

背景技术

与传统照明光源相比，被誉为第四代照明光源的白光LED是一种发光强度高、耗电小、使用寿命长的绿色、节能的环保材料。目前，白光LED主要采用LED芯片激发红、绿、蓝混合荧光粉。采用荧光粉制备LED，会使光色变得更加柔和，生动和鲜艳。

近年，氮氧化物荧光粉以其优良的化学稳定性，优异的发光性能和可靠性受到了广泛的关注。其中，稀土离子掺杂的β-sialon基荧光粉就是一大研究热点。β-sialon化合物属于六方晶系，是β-Si₃N₄的固溶体，其中部分Si、N原子被Al、O原子取代。在β-sialon晶体结构中，平行于c轴的方向存在连续的“孔道”结构特征，提供了掺杂离子进入和存留的通道。稀土离子掺杂β-sialon基荧光粉的化学通式为：Si_6-zAl_zO_zN_8-z:xRE，其中RE为掺杂稀土离子，通过改变Al和O原子的取代值z值和稀土离子掺杂浓度x值，不仅可以增强β-SiAlON荧光粉的发射光强度，还可调控它的发射光谱峰位，或为单峰的蓝光和绿光发射，或者是双峰位的蓝-绿光共存状态。例如，文献1报道了一种β-SiAlON:Eu²⁺荧光粉，其可发射绿光。文献2中报道了一种β-sialon:Eu荧光粉，该β-sialon:Eu荧光粉可发射蓝-绿光，并且在较低的Eu离子掺杂浓度时，仅发射蓝光。文献3中认为，β-sialon基质中存在两种Eu²⁺发光格位，分别对应富氧环境和富氮环境，随着z值的变化，两种配位的比例以及不同配位环境之间离子的键长也会产生变化，从而引起发射光峰位的改变。基于上述分析，β-sialon基荧光粉具有光谱可调、LED色温可控的特性，预示了良好的应用前景。但是在目前研发阶段，几乎所有的研究都致力于通过引入不同浓度的稀土Eu掺杂离子或者改善荧光粉的制备条件来调控荧光光谱。但是，荧光粉的发射光强度并无明显提高，例如文献4。

参考文献：

文献1：Naoto Hirosaki,RongJun Xie,Koji Kimoto,等.Characterization andproperties of green-emittingβ-SiAlON:Eu²⁺powder phosphors for white light-emitting diodes[J].Applied Physics Letters,2005,86(21):211905-211905-3.；

文献2：Yang H,Liu Q,Wei Q,et al.Eu-Dopedβ-SiAlON Phosphors:Template‐Assistant Low Temperature Synthesis,Dual Band Emission,and High-ThermalStability[J].Journal of the American Ceramic Society,2015,97(10):3164-3169.；