專(zhuān)利名稱:碳還原法合成燈用稀土藍(lán)、綠兩種熒光粉的制作方法
一種稀土三基色熒光粉。使用稀土三基色熒光粉的熒光燈具，其具有光能量高，顯色性好，色溫可調(diào)和熒光燈光衰小，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。然而，稀土蘭、綠兩種熒光粉均系由低價(jià)態(tài)稀土離于激活的鋁酸鹽熒光粉。其化學(xué)式分別為(Ba、Eu)Mg2Al16O27，(蘭色)、(Ce，Tb)MgAl11O19、(綠色)，即它們分別由Eu+2、Ce+3和Tb+3激活形成發(fā)光中心。使用的稀土原料，國(guó)內(nèi)外一般是市售的穩(wěn)定態(tài)的Eu2O3，CeO2和Tb4O7，故在蘭、綠熒光粉的合成中，都要有“還原”步驟。而且由于Al2O3的化學(xué)性質(zhì)，合成稀土鋁酸鹽必須在1400-1600℃下進(jìn)行，這樣才可以獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品，因此，國(guó)內(nèi)外合成方法均采用1400-1600℃下灼燒兩次，每次三小時(shí)左右，然后在1000-1200℃下和H2-N2氣氛中還原3-6小時(shí)以上，這一生產(chǎn)工藝具有周期長(zhǎng)(三次灼燒)，不安全(高溫下氫氣易引起爆炸事故)，成本高。
此外。碳還原法尚有兩個(gè)有待解決的技術(shù)難題，一是高溫下黑色碳粉粒要污染產(chǎn)品二是高溫下碳的還原性過(guò)強(qiáng)，會(huì)使鹽類(lèi)中的金屬離子還原為金屬單質(zhì)(如Ba)會(huì)使產(chǎn)品的發(fā)光亮度下降。
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明研究出一步碳還原法合成燈用稀土蘭，綠熒光粉的新方法，本發(fā)明的特點(diǎn)是只需經(jīng)過(guò)一個(gè)步驟，便可以完成合成還原兩個(gè)操作程序，變?nèi)巫茻秊橐淮巫茻惨?jiàn)附圖1〕，這樣既可縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，又不需要使用氫氣，避免了氫氣爆炸事故，保證了安全生產(chǎn)。
本發(fā)明的另一特點(diǎn)是采用了灼燒坩堝〔見(jiàn)附圖2〕進(jìn)行一步法合成。剛玉園蓋(5)和氧化鋁粉(6)的作用是“擋住”大量的空氣不讓進(jìn)入坩堝，只讓極小量空氣進(jìn)入，“控制”氧氣量，以造成氧氣不足，使碳和氧實(shí)現(xiàn)下列化學(xué)反應(yīng)
而剛玉小園蓋(2)是“擋住”碳粒不讓它污染試料，而剛玉小園蓋(2)和坩堝(7)之間留有縫隙，縫隙間裝填該產(chǎn)品次品，讓CO氣體進(jìn)入試料，使高價(jià)稀土還原為低價(jià)稀土(Eu2+，Ce3+，Tb3+)并可避免再氧化。
本發(fā)明還有一個(gè)特點(diǎn)綠色熒光粉合成中，CeO2和Tb4O7雖可在高溫下還原為Ce3+和Tb3+，但在冷卻過(guò)程中，由于空氣中氧的作用，又有一部分Ce+3和Tb+3要被氧化成高價(jià)，使產(chǎn)品的發(fā)光亮度降低，國(guó)外在冷卻過(guò)程中采用氮?dú)獗Ｗo(hù)，防止氧化，這給生產(chǎn)帶來(lái)不便;可喜的是采用本發(fā)明，園滿地控制了氧氣進(jìn)入試料中。很簡(jiǎn)便地防止了Ce+3和Tb+3再氧化。
本發(fā)明用于生產(chǎn)，采用一個(gè)坩堝生產(chǎn)，每爐產(chǎn)量可成10倍地增加;生產(chǎn)效率提高了兩倍，每生產(chǎn)一公斤產(chǎn)品用電可節(jié)省160度以上;蘭色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度為N2-H2還原法產(chǎn)品的發(fā)光強(qiáng)度的110-120%，而成品率和產(chǎn)率均在95%以上改用分析純Al2O3代替光譜純Al2O3，使生產(chǎn)成本有較大降低。


附圖1、系稀土三基色蘭色和緣色熒光粉合成工藝流程圖
附圖2、為蘭色，綠色熒光粉灼燒樣品的裝置圖;
圖中1、蘭色或綠色熒光粉的試料;
2、剛玉小園蓋，用以隔開(kāi)碳粒和試料;
3、本產(chǎn)品的次品，使CO能進(jìn)入試料;
4、碳粒;用以與O2反應(yīng)得CO;
5、剛玉大園蓋;
6、氧化鋁粉，用以控制空氣進(jìn)入量;
7、剛玉坩堝。
實(shí)施例1按常規(guī)比例稱取Eu2O3、4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O、BaCO3、Al2O3和MgF2，球磨混合均勻，按圖2裝料，室溫進(jìn)爐，1400-1600℃下灼燒3-6小時(shí)，1200℃以上出爐，冷卻，選粉，過(guò)篩得到蘭色熒光粉。
實(shí)施例2按常規(guī)比例準(zhǔn)確稱取Tb4O7、CeO2、Al2O3、MgO和B2O3，球磨混合均勻，按圖裝料、室溫進(jìn)爐，1400-1600℃下灼燒3-6小時(shí)，出爐，冷卻，選粉，過(guò)篩得到綠色熒光粉。
權(quán)利要求
1、一種燈用稀土三基色熒光粉；本發(fā)明的特征在于；按設(shè)計(jì)的灼燒裝置裝填試料，采用一次灼燒，一步實(shí)現(xiàn)固相合成和還原，生產(chǎn)出稀土蘭、綠兩種熒光粉；
2、按權(quán)項(xiàng)1所述的一步固相合成法的工藝流程的特征在于將按比例混好的試料球磨均勻;在坩堝中一次灼燒，進(jìn)行合成和還原;再經(jīng)選粉，過(guò)篩后得到熒光粉;
3、按權(quán)項(xiàng)1或2所述本發(fā)明的特征是;一次灼燒，實(shí)現(xiàn)合成和還原的技術(shù)條件是;溫度1400-1600℃灼燒3-6小時(shí)左右;
4、按權(quán)項(xiàng)1所述本發(fā)明使用的裝料的坩堝的結(jié)構(gòu)特征在于
(1)在坩堝內(nèi)試料(1)和碳粒(4)之間，有一塊剛玉園蓋將試料(1)和碳粒(4)分隔開(kāi);
(2)在剛玉園蓋(2)和坩堝(7)面向坩堝口的接縫處，裝填一圈該產(chǎn)品的次品(3)以達(dá)到CO氣體能進(jìn)入試料(1);
(3)在坩堝的開(kāi)口，加有一塊與坩堝相接觸的剛玉蓋(5);
(4)在剛玉蓋(5)與坩堝(7)接觸處，加有氧化鋁粉(6);
(5)按權(quán)項(xiàng)1或2或3，本發(fā)明的特征在于，蘭色熒光粉的主原料Al2O3為分析純Al2O3。
專(zhuān)利摘要
發(fā)明描述了碳還原法合成燈用稀土藍(lán)、綠兩種熒光粉的方法，將常用的三次灼燒改為一次灼燒，并用設(shè)計(jì)的灼燒裝置裝填試料，來(lái)實(shí)現(xiàn)一步合成和還原；并避免了Ce+3和Tb+3的再氧化。生產(chǎn)藍(lán)、綠熒光粉的方法簡(jiǎn)便，安全，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)量增加10倍；藍(lán)色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度是N2-H2還原法產(chǎn)品的發(fā)光強(qiáng)度的110-120％，生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)C09K11/77GK85100242SQ85100242
公開(kāi)日1986年10月15日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者何喜慶, 蔣昌武, 吳琳琍, 陳純, 孫聚堂 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan