·12CaO白光發(fā)光材料及其制備方法
【專利摘要】一種銪鉍離子共摻雜的7Al2O3·12CaO白光發(fā)光材料及其制備方法，所述7Al2O3·12CaO白光發(fā)光材料為銪離子、鉍離子共同摻雜的7Al2O3·12CaO，發(fā)光中心來自于銪離子和鉍離子的特征激發(fā)，其中，所述材料中銪摩爾量與Ca摩爾量的比值為x%，鉍摩爾量與Ca摩爾量的比值為y%，x和y的取值范圍在0.05-5之間。
【專利說明】銪鉍離子共摻雜的7AI203 -12CaO白光發(fā)光材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光功能材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種銪鉍離子共摻雜的7A1203.12Ca0白光發(fā)光材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在照明市場(chǎng)中，白光LED是近些年發(fā)展最迅猛的技術(shù)之一。與傳統(tǒng)照明方式(白熾鎢絲燈泡及熒光節(jié)能燈)相比，白光LED具有更長(zhǎng)的壽命，更高的發(fā)光效率等優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)LED白光照明，可采用以下方案:1.三基色(紅，綠，藍(lán))芯片組合發(fā)光實(shí)現(xiàn)白光；2.藍(lán)光芯片(GaN/InGaN)結(jié)合黃色熒光粉(適量引入綠色熒光粉和紅色熒光粉)，實(shí)現(xiàn)白光照明；3.近紫外芯片結(jié)合三基色熒光粉實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射。
[0003]上述方案，均需要調(diào)和/混合多種熒光粉來實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射，熒光粉混合不均勻造成的發(fā)光顯色性不均勻，不同熒光粉之間熱穩(wěn)定性不一致等現(xiàn)象，在一定程度上限制了其進(jìn)一步發(fā)展。因此，目前市場(chǎng)迫切需要單一熒光材料體系實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射，使得白光照明的實(shí)現(xiàn)途徑簡(jiǎn)單化，降低成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在填補(bǔ)現(xiàn)有單一熒光材料的空白，本發(fā)明提供了一種銪鉍離子共摻雜的7A1203.12Ca0白光發(fā)光材料及其制備方法。
[0005]本發(fā)明提供了一種銪-鉍離子共摻雜的7A1203.12Ca0白光發(fā)光材料，所述7A1203.12Ca0白光發(fā)光材料為銪離子、鉍離子共同摻雜的7A1203.12Ca0，發(fā)光中心來自于銪離子和鉍離子的特征激發(fā)，其中，所述材料中銪摩爾量與Ca摩爾量的比值為，鉍摩爾量與Ca摩爾量的比值為y%，X和y的取值范圍在0.05-5之間。
[0006]較佳地，所述Eu-B1:7A1203 *12Ca0白光發(fā)光材料在278nm波段的紫外光激發(fā)下發(fā)射可見光，其中，所述發(fā)射的可見光為波長(zhǎng)400—530nm的藍(lán)綠光以及波長(zhǎng)580—625nm的紅光。
[0007]較佳地，當(dāng)x〈5時(shí)，y〈2時(shí)，經(jīng)過合理調(diào)配藍(lán)綠光和紅光的比例，所述材料在色坐標(biāo)上可以表現(xiàn)為正白光；
例如當(dāng) x%= I % > y% = 0.5%或者 x% = 2% > y% = 2% 時(shí),所述 7A1203.12Ca0 白光發(fā)光材料在色坐標(biāo)上表現(xiàn)為正白光。
[0008]又，本發(fā)明提供了一種上述7A1A.12Ca0白光發(fā)光材料的制備方法，所述方法包括:
1)將Al2O3粉末、CaO粉末和/或CaCO3粉末、Eu2O3粉末以及Bi2O3粉末按摩爾比7:12:6x%:6y%,均勻混合得到原料粉末；
2)將步驟I)制備的原料粉末在1100-1350°C焙燒后、研磨得到所述銪-鉍離子共摻雜的7A1203.12Ca0白光發(fā)光材料。
[0009]較佳地，步驟2)中，所述焙燒工藝中，焙燒在空氣氣氛中進(jìn)行，焙燒的升溫速率為2—10C /分鐘，焙燒時(shí)間為2-6小時(shí)。
[0010]較佳地，步驟2)中，所述焙燒工藝中，焙燒的升溫速率為3 — 8°C /分鐘，焙燒溫度為1150-1300°C，焙燒時(shí)間3-5小時(shí)。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明通過高溫固相焙燒的方法，獲得了一種新型熒光材料Eu-B1:7A1203.12Ca0，該突光粉材料在278nm波段的紫外光激發(fā)下發(fā)射可見光,發(fā)光波長(zhǎng)包括兩個(gè)主要區(qū)間，一個(gè)是主峰位于465nm左右的藍(lán)光發(fā)射，一個(gè)是位于615nm左右的紅光發(fā)射，二者調(diào)配得當(dāng)即可獲得白光發(fā)射；
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的熒光材料，是一種在單一體系7A1203.12Ca0中實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射的熒光材料。有利于簡(jiǎn)化工藝、節(jié)約成本，符合新型發(fā)光材料的發(fā)展要求，適合工業(yè)化生產(chǎn)，可用于LED照明、光電顯示屏等工業(yè)領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1示出了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式中制備的不同Bi離子摻雜濃度的(X%=2%)Eu-B1:7A1203.12Ca0熒光粉的發(fā)光圖譜；
圖2示出了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式中制備的不同Bi離子摻雜濃度的= 2% )Eu-B1:7A1203.12Ca0熒光粉的色坐標(biāo)圖譜；
圖3示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中制備的(x%= 0.5% )Bi+(y%= 1% )Eu離子摻雜7A1203.12Ca0熒光粉的發(fā)光圖譜；
圖4示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中制備的(x% = 0.5% )Bi+(y% = 1% )Eu離子摻雜7A1203.12Ca0熒光粉的色坐標(biāo)圖譜。

【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖和下述實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，應(yīng)理解，附圖及下述實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。
[0014]本發(fā)明公開了一種銪(Eu)，鉍(Bi)離子共摻雜的7A1203.12Ca0的白光發(fā)光材料及其制備方法，所述白光發(fā)光材料是一種Eu和Bi離子共同激發(fā)的突光材料。該白光發(fā)光材料的制備過程為:將構(gòu)成7A1203.12Ca0的原料Al2O3, CaO(或CaCO3)按照7:12配比配料，然后稱取/2Eu203和7% /2Bi203 (相對(duì)于Ca原子)，干法混合均勻，在空氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)，焙燒溫度范圍為1100-1350°C，焙燒時(shí)間2-6h，最后隨爐冷卻至室溫。本發(fā)明所制得的發(fā)光材料在275nm波長(zhǎng)的紫外光激發(fā)下,發(fā)射可見光,發(fā)光波長(zhǎng)主要包括兩個(gè)區(qū)間，一個(gè)是主峰位于465nm左右的藍(lán)光發(fā)射，一個(gè)是位于615nm左右的紅光發(fā)射，二者調(diào)配得當(dāng)即可獲得白光發(fā)射。所制備的白光熒光材料屬于紫外激發(fā)實(shí)現(xiàn)白光照明的方式，并可在單一體系內(nèi)獲得白光，其發(fā)光中心來自于Eu和Bi離子的特征激發(fā)，無(wú)需多種熒光粉材料復(fù)合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有利于降低成本，節(jié)約能源，Eu-B1:7A1203.12Ca0白光熒光材料可應(yīng)用于白光照明領(lǐng)域或其它光電子顯示照明領(lǐng)域。
[0015]發(fā)光材料Eu-B1:7Al203.12Ca0 的制備原料為 Al2O3, CaO (或 CaCO3), Eu2O3, Bi2O3等，Al2O3, CaO按照7:12摩爾比稱取，Eu和Bi離子摻雜濃度為乂％和(與Ca原子比)，X和y在0.05-5之間。
[0016]通過調(diào)節(jié)Eu離子和Bi離子的摻雜濃度(例如當(dāng)Eu離子和Bi離子的摻雜濃度分別為0.05?2%和0.05?2% (與Ca原子比)時(shí))，可實(shí)現(xiàn)7A1203.12Ca0發(fā)射白光。
[0017]將Al2O3, CaO (或CaCO3)，Eu2O3, Bi2O3等按比例稱取，干法混合均勻，然后放入電爐內(nèi)經(jīng)過1100-1350°C的高溫固相焙燒，最后隨爐冷卻至室溫，研磨后可得最終樣品。
[0018]高溫固相焙燒時(shí)為空氣氣氛。
[0019]米用空氣氣氛焙燒時(shí)，高溫固相反應(yīng)時(shí)間為2_6h。
[0020]作為一種優(yōu)選方案,米用高溫固相焙燒方法,在1150-1300°C溫度下,保溫2_6h,最后隨爐冷卻至室溫，研磨。
[0021]作為一種優(yōu)選方案，所述的高溫固相焙燒過程中，可以不通入任何氣氛，即在空氣氣氛下燒結(jié)，焙燒溫度為1150-1300°C，焙燒時(shí)間3-5h，最后隨爐冷卻至室溫，研磨后可得最終樣品。
[0022]本發(fā)明通過高溫固相焙燒的方法，獲得了一種新型熒光材料Eu-B1:7A1203 ^UCaO,該熒光粉材料在278nm波段的紫外光激發(fā)下發(fā)射可見光，發(fā)光波長(zhǎng)包括兩個(gè)主要區(qū)間，一個(gè)是主峰位于465nm左右的藍(lán)光發(fā)射，一個(gè)是位于615nm左右的紅光發(fā)射，二者調(diào)配得當(dāng)即可獲得白光發(fā)射；
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的熒光材料，是一種在單一體系7A1203.12Ca0中實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射的熒光材料。有利于簡(jiǎn)化工藝、節(jié)約成本，符合新型發(fā)光材料的發(fā)展要求，適合工業(yè)化生產(chǎn)，可用于LED照明、光電顯示屏等工業(yè)領(lǐng)域。
[0023]以下進(jìn)一步列舉出一些示例性的實(shí)施例以更好地說明本發(fā)明。應(yīng)理解，本發(fā)明詳述的上述實(shí)施方式，及以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外，下述工藝參數(shù)中的具體配比、時(shí)間、溫度等也僅是示例性，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述限定的范圍內(nèi)選擇合適的值。
[0024]實(shí)施例1
將原料Al2O3, CaCO3等按摩爾比7:12稱取，Eu2O3和Bi2O3按1%,0.25% (與Ca原子的摩爾比)，將原料干法混合均勻。將上述混合原料放入電爐中，在空氣氣氛1300°C下焙燒4h，隨爐冷卻到室溫，取出研磨；
圖1 中曲線 1# 為所制得熒光材料(x%= 2% )Eu-(y%= 0.5% )B1:7Al203.12Ca0發(fā)光圖譜，可見，本實(shí)施例所制得的突光粉材料的主發(fā)射峰為:位于468nm和615nm。圖2中1#為熒光材料(x%= 2% )Eu-(y%= 0.5% )B1:7Al203.12Ca0的色坐標(biāo)，色坐標(biāo)值為(0.415，0.298)，表觀上為暖白光(淺紅黃)。
[0025]實(shí)施例2
將原料Al2O3, CaCO3等按摩爾比7:12稱取，Eu2O3和Bi2O3按I %，0.5% (與Ca原子的摩爾比)，將原料干法混合均勻。將上述混合原料放入電爐中，在空氣氣氛1300°C下焙燒4h，隨爐冷卻到室溫，取出研磨；
圖1中曲線2#為所制得熒光材料(x%= 2% )Eu-(y% = 1% )B1:7Al203.12Ca0發(fā)光圖譜，可見，本實(shí)施例所制得的突光粉材料的主發(fā)射峰為:位于468nm和615nm。圖2中2#為熒光材料(x%= 2% )Eu-(y%= 1% )B1:7Al203.12Ca0的色坐標(biāo)，色坐標(biāo)值為(0.406，0.306)，表觀上為暖白光(淺紅黃)。
[0026]實(shí)施例3
將原料Al2O3, CaCO3等按摩爾比7:12稱取，Eu2O3和Bi2O3按I %，I % (與Ca原子的摩爾比)，將原料干法混合均勻。將上述混合原料放入電爐中，在空氣氣氛1250°C下焙燒4h，隨爐冷卻到室溫，取出研磨；
圖1中曲線3#為所制得熒光材料(x%= 2% )Eu-(y%= 2% )B1:7Al203.12Ca0發(fā)光圖譜，可見，本實(shí)施例所制得的突光粉材料的主發(fā)射峰為:位于468nm和615nm。圖2中3#為熒光材料(x%= 2% )Eu-(y%= 2% )B1:7Al203.12Ca0的色坐標(biāo)，色坐標(biāo)值為(0.330,0.302),表觀上為正白光。
[0027]實(shí)施例4
將原料Al2O3, CaCO3等按摩爾比7:12稱取，Eu2O3和Bi2O3按I %，2.5% (與Ca原子的摩爾比)，將原料干法混合均勻。將上述混合原料放入電爐中，在空氣氣氛1150°C下焙燒6h，隨爐冷卻到室溫，取出研磨；
圖1中曲線4#為所制得熒光材料(x%= 2% )Eu-(y%= 5% ) B1: 7A1203.12Ca0發(fā)光圖譜，可見，本實(shí)施例所制得的突光粉材料的主發(fā)射峰為:位于468nm(較弱)和615nm。圖2中4#為熒光材料(x%= 2% )Eu-(y%= 0.5% )B1:7Al203.12Ca0的色坐標(biāo)，色坐標(biāo)值為(0.457,0.302),表觀上為紅光。
[0028]實(shí)施例5
將原料Al2O3, CaCO3等按摩爾比7:12稱取，Eu2O3和Bi2O3按0.5%，0.25% (與Ca原子的摩爾比)，將原料干法混合均勻。將上述混合原料放入電爐中，在空氣氣氛1250°C下焙燒4h，隨爐冷卻到室溫，取出研磨；
圖3中曲線為所制得熒光材料(x%= 1% )Eu-(y%= 0.5% )B1:7Al203.12Ca0發(fā)光圖譜，可見，本實(shí)施例所制得的突光粉材料的主發(fā)射峰為:位于468nm和615nm。圖4為該熒光材料(x%= 1% )Eu-(y%= 0.5% )B1:7Al203 * 12Ca0的色坐標(biāo)，色坐標(biāo)值為(0.341,0.297),表觀上為正白光。
【權(quán)利要求】
1.一種銪-秘離子共摻雜的7A1203.12CaO白光發(fā)光材料，其特征在于，所述7A1203.12CaO白光發(fā)光材料為銪離子、鉍離子共同摻雜的7A1203.12CaO，發(fā)光中心來自于銪離子和鉍離子的特征激發(fā)，其中，所述材料中銪摩爾量與Ca摩爾量的比值為x%，鉍摩爾量與Ca摩爾量的比值為y%，X和y的取值范圍在0.05 -5之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的7A1203.12CaO白光發(fā)光材料，其特征在于，所述7A1203.12CaO白光發(fā)光材料在278nm波段的紫外光激發(fā)下發(fā)射可見光，其中，所述發(fā)射的可見光為波長(zhǎng)400— 530nm的藍(lán)綠光以及波長(zhǎng)580— 625nm的紅光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的7A1203.12CaO白光發(fā)光材料，其特征在于，當(dāng)x〈5時(shí)，y〈2時(shí)，經(jīng)過合理調(diào)配藍(lán)綠光和紅光的比例，所述7A1203.12CaO白光發(fā)光材料在色坐標(biāo)上能夠表現(xiàn)為正白光。
4.一種權(quán)利要求1-3中任一所述7A1203.12CaO白光發(fā)光材料的制備方法,其特征在于，所述方法包括: 1)將Al2O3粉末、CaO粉末和/或CaCO3粉末、Eu2O3粉末以及Bi2O3粉末按摩爾比7:12:6x%:6 y%，均勻混合得到原料粉末； 2)將步驟I)制備的原料粉末在1100-1350°C焙燒后、研磨得到所述銪-鉍離子共摻雜的7A1203.12Ca0白光發(fā)光材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述焙燒工藝中，焙燒在空氣氣氛中進(jìn)行，焙燒的升溫速率為2 — 10°C /分鐘，焙燒時(shí)間為2-6小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述焙燒工藝中，焙燒的升溫速率為3 — 8°C /分鐘，焙燒溫度為1150-1300 °C，焙燒時(shí)間3_5小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C09K11/64GK104263363SQ201410541895
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】劉光輝, 劉茜, 周真真, 萬(wàn)潔瓊 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所