專利名稱：一種鋁酸鑭發(fā)光材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電材料領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁酸鑭摻雜稀土元素的發(fā)光材料。本發(fā)明還涉及鋁酸鑭發(fā)光材料的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來場發(fā)射器件由于其運(yùn)行電壓低，功耗小，不需偏轉(zhuǎn)線圈，無X射線輻射，抗輻射和磁場干擾等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注，場發(fā)射陰極和發(fā)光材料結(jié)合可以得到高亮度、高顯色的場發(fā)射光源，可以應(yīng)用與顯示、各種指示、普通照明等領(lǐng)域。制備優(yōu)良性能場發(fā)射器件的關(guān)鍵因素之一是高性能熒光粉體的制備。目前場發(fā)射器件所采用的熒光材料主要是一些用于傳統(tǒng)陰極射線管和投影電視顯象管的硫化物系列、氧化物系列和硫氧化物系列熒光粉。 對(duì)于顯示應(yīng)用中，窄帶發(fā)射光譜對(duì)投影電視等的光學(xué)系統(tǒng)提出了較少的嚴(yán)格要求。因此摻雜稀土離子的窄帶發(fā)光材料有較大的優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種鋁酸鑭發(fā)光材料，具有如下化學(xué)通式 La1TyReyLnxAlO3 ；其中，Ln為Tm、Tb、Sm或Eu中的至少一種，Re為Y、Gd或Lu中的至少一種，χ的取值范圍為0. 001 0. 2 ;x的取值范圍優(yōu)選0. 001 0. 15 ；y的取值范圍為l_x的 0 0. 2倍。本發(fā)明還提供上述鋁酸鑭發(fā)光材料的制備方法，制備流程如下按照化學(xué)通式Lai_x_yReyLnxA103中Al的化學(xué)計(jì)量比，提供Al的源化合物并配置成 Al離子水溶液；其中，Ln為Tm(銩)、Tb(鋱)、Sm(釤)或Eu(銪)中的至少一種，Re為 Y(釔)、Gd(釓)或Lu(镥)中的至少一種，χ的取值范圍為0. 001 0. 2，y的取值范圍為 1-x的0 0. 2倍；往上述Al離子水溶液中添加堿溶液，如氨水，調(diào)節(jié)Al離子水溶液的pH值至8，制得納米氧化鋁溶膠；往上述納米氧化鋁溶膠中添加沉降劑(其摩爾用量為Al離子摩爾量的1 1. 5 倍)，如草酸銨，隨后分別滴加含La離子和Ln離子的水溶液，接著加入堿溶液，如氨水，調(diào)節(jié)整個(gè)混合溶液的PH值至9，攪拌、過濾、烘干沉淀物；對(duì)上述沉淀物依次于600 900°C下預(yù)熱處理0. 5 2h，以及1200 1500°C下燒結(jié)處理0. 5 證，冷卻、研磨，制得所述鋁酸鑭發(fā)光材料；其中，預(yù)熱處理是在空氣氛圍下進(jìn)行的，燒結(jié)處理可以在空氣氛圍或還原氛圍下進(jìn)行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供一種制備鋁酸鑭發(fā)光材料及其制備方法，其中，使用該方法制備出來的鋁酸鑭發(fā)光材料在陰極射線激發(fā)下具有較高的發(fā)光亮度，比傳統(tǒng)的鋁酸鑭發(fā)光材料的發(fā)光效率有40%的提高，并可應(yīng)用于場發(fā)射器件中。


圖1為本發(fā)明的鋁酸鑭發(fā)光材料的制備工藝流程圖；圖2是其他方法制備得到的鋁酸鑭發(fā)光材料與實(shí)施例3制備的鋁酸鑭發(fā)光材料的陰極射線發(fā)光光譜對(duì)比圖；其中，曲線11是指實(shí)施例3制備的鋁酸鑭發(fā)光材料，曲線12是飛利浦專利方法制備得到的鋁酸鑭摻Tm發(fā)光材料；圖3是S^ 992SiO4 = Mnatltl8熒光粉與實(shí)施例3制備的鋁酸鑭發(fā)光材料的陰極射線發(fā)光光譜對(duì)比圖；其中，曲線10是指商用彩虹CRT藍(lán)粉aiS:Ag(Cl)熒光粉，曲線11是指實(shí)施例3制備的鋁酸鑭發(fā)光材料；圖4是實(shí)施例5制備的鋁酸鑭發(fā)光材料的陰極射線發(fā)光光譜圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種鋁酸鑭發(fā)光材料，其特征在于，該鋁酸鑭發(fā)光材料具有如下化學(xué)通式=La1^yReyLnxAlO3 ；其中，Ln為Tm、Tb、Sm或Eu中的一種，Re為Y、Gd或Lu，χ的取值范圍為0. 001 0. 2 ;χ的取值范圍優(yōu)選0. 001 0. 15 ；y的取值范圍為l_x的0 0. 2倍；同時(shí)，Lai_x_yReyLnxA103發(fā)光材料中，Al的摩爾量為總摩爾量的1 1. 1倍。制造上述鋁酸鑭發(fā)光材料的方法，如圖1所示，制備流程如下步驟Si、按照化學(xué)通式Lai_x_yReyLnxM03中各元素的化學(xué)計(jì)量比，提供Al元素的源化合物，本發(fā)明中采用硝酸鋁；其中，Ln為Tm、Tb、Sm或Eu中的至少一種，Re為Y、Gd或Lu 中的至少一種，y的取值范圍為1-x的0 0. 2倍(即La可以被Y、Gd或Lu部分替換，最大替換量不超過La摩爾量的20% ) ；χ的取值范圍為0.001 0.2(優(yōu)選0.001 0. 15)；步驟S2、根據(jù)上述提供Al的源化合物，將其溶于去離子水中，配置成Al離子水溶液，且鋁鹽的摩爾用量過量過量0 10% (即Al的摩爾量為Lai_x_yReyLnxyU03總摩爾量的 1 1. 1倍)；步驟S3、35 45°C加熱條件下，往上述Al離子水溶液快速加入堿溶液，如氨水， 攪拌，使Al離子水溶液的pH值調(diào)至8，然后繼續(xù)加熱到70°C下攪拌lh，制得納米氧化鋁溶膠；步驟S4、往上述納米氧化鋁溶膠中添加Al離子摩爾量的1 1. 5倍的沉降劑，如草酸銨，隨后分別滴加含La離子和Ln離子的水溶液，接著加入堿溶液，如氨水，攪拌1 2h，調(diào)節(jié)整個(gè)混合溶液的pH值至9，攪拌、過濾、烘干沉淀物；步驟S5、空氣氛圍下，對(duì)上述沉淀物于600 90(TC (優(yōu)選80(TC )下預(yù)熱處理 0. 5 2h，隨后升溫至1200 1500°C下燒結(jié)處理0. 5 5h，冷卻、研磨，制得所述鋁酸鑭發(fā)光材料；其中，預(yù)熱處理是在空氣氛圍下進(jìn)行的，燒結(jié)處理可以在空氣氛圍或還原氛圍下進(jìn)行。下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例ILatl. 999TmQ.qq1A103首先稱取九水硝酸鋁1. 8756g(5mmol)，溶解到IOml去離子水中，攪拌加熱到35 度，快速加入氨水，調(diào)節(jié)溶液PH到8，繼續(xù)攪拌0. 5h，然后再加熱到70度，繼續(xù)攪拌lh，再加入25ml濃度為0. 3mol/L的草酸銨溶液，滴加4. 995ml濃度為lmol/L的硝酸鑭溶液和 0. 05ml濃度為0. lmol/L的硝酸銩溶液，后滴加氨水，調(diào)節(jié)溶液pH到9，繼續(xù)攪拌lh。最后過濾洗滌烘干沉淀物，在空氣氣氛900度下預(yù)處理0.證，再于空氣氣氛下150(TC保溫?zé)Y(jié) 0. 5h，冷卻至室溫，研磨即得到Laa 999TmacitllAio3S光材料。該材料在陰極射線激發(fā)下可以發(fā)射藍(lán)光，發(fā)光性能好。實(shí)施例2L 9Y0. Q5SmQ. 05Α103首先稱取九水硝酸鋁1. 9507g(5. 2mmol)，溶解到IOml去離子水中，攪拌加熱到40 度，快速加入氨水，調(diào)節(jié)溶液PH到8，繼續(xù)攪拌0. 5h,然后再加熱到70度，繼續(xù)攪拌lh，再滴加4. 5ml濃度為lmol/L的硝酸鑭溶液，0. 25ml濃度為lmol/L的硝酸釔溶液和2. 5ml濃度為0. lmol/L的硝酸釤溶液，后滴加氨水，調(diào)節(jié)溶液pH到9，繼續(xù)攪拌池。最后過濾洗滌烘干沉淀物，在空氣氣氛800度下預(yù)處理lh，再于空氣氣氛下120(TC保溫?zé)Y(jié)5h，冷卻至室溫，研磨即得到IAl9Yaci5Smatl5AlO3發(fā)光材料。該材料在陰極射線激發(fā)下可以發(fā)射橙紅光，發(fā)光性能好，色純度高。實(shí)施例SLEia99TmacilAlO3首先稱取九水硝酸鋁2. 0632g(5. 5mmol)，溶解到20ml去離子水中，攪拌加熱到45 度，快速加入氨水，調(diào)節(jié)溶液PH到8，繼續(xù)攪拌0. 5h,然后再加熱到70度，繼續(xù)攪拌lh，再加入IOml濃度為0. 3mol/L的草酸銨溶液，滴加4. 95ml濃度為lmol/L的硝酸鑭溶液和0. 5ml 濃度為0. lmol/L的硝酸銩溶液，后滴加氨水，調(diào)節(jié)溶液pH到9，繼續(xù)攪拌池。最后過濾洗滌烘干沉淀物，在空氣氣氛600度下預(yù)處理池，再于空氣氣氛下1400°C保溫?zé)Y(jié)lh，冷卻至室溫，研磨即得到Laa99TmatllAlO3發(fā)光材料。該材料在陰極射線激發(fā)下可以發(fā)射藍(lán)光，發(fā)光性能好。圖2是其他方法制備得到的鋁酸鹽發(fā)光材料與實(shí)施例3制備的鋁酸鹽發(fā)光材料的陰極射線發(fā)光光譜對(duì)比圖；其中，曲線11是指實(shí)施例3制備的鋁酸鹽發(fā)光材料，曲線12是飛利浦專利方法制備得到的鋁酸鑭摻Tm發(fā)光材料。圖3是商用彩虹CRT藍(lán)粉SiS = Ag(Cl)熒光粉與本實(shí)施例制備的鋁酸鹽發(fā)光材料的陰極射線發(fā)光光譜對(duì)比圖，其中，曲線11是指本實(shí)施例制備的鋁酸鹽發(fā)光材料，曲線10 是指商用彩虹CRT藍(lán)粉aiS:Ag(Cl)熒光粉。如圖3所示，本實(shí)施例制備得到的發(fā)光材料的藍(lán)色發(fā)光峰值強(qiáng)度是aiS:Ag(Cl)熒光粉的430%，本實(shí)施例的發(fā)光材料具有穩(wěn)定性好、發(fā)光效率高的特點(diǎn)。實(shí)施例4Lei。. 7Gd0. !Eu0.2A103首先稱取九水硝酸鋁2. 0257g(5. 4mmol)，溶解到15ml去離子水中，攪拌加熱到45 度，快速加入氨水，調(diào)節(jié)溶液PH到8，繼續(xù)攪拌0. 5h,然后再加熱到70度，繼續(xù)攪拌lh，再加入5ml濃度為0. 3mol/L的草酸銨溶液，滴加3. 5ml濃度為lmol/L的硝酸鑭溶液，0. 5ml濃度為lmol/L的硝酸釓溶液和Iml濃度為lmol/L的硝酸銪溶液，后滴加氨水，調(diào)節(jié)溶液pH 到9，繼續(xù)攪拌lh。最后過濾洗滌烘干沉淀物，在空氣氣氛800度下預(yù)處理1. 5h，再于空氣氣氛下1300°C保溫?zé)Y(jié)3h，冷卻至室溫，研磨即得到LEia7GdaiEua2AlO3發(fā)光材料。該材料在陰極射線激發(fā)下可以發(fā)射紅光，發(fā)光性能好，色純度高。實(shí)施例SLEia9TbaiAlO3首先稱取九水硝酸鋁2. 0632g(5. 5mmol)，溶解到25ml去離子水中，攪拌加熱到40 度，快速加入氨水，調(diào)節(jié)溶液PH到8，繼續(xù)攪拌0. 5h,然后再加熱到70度，繼續(xù)攪拌lh，再滴加4. 5ml濃度為lmol/L的硝酸鑭溶液和Iml濃度為0. 5mol/L的硝酸鋱溶液，后滴加氨水，調(diào)節(jié)溶液PH到9，繼續(xù)攪拌1. ！。最后過濾洗滌烘干沉淀物，在空氣氣氛800度下預(yù)處理 2h，再于還原氣氛下1400°C保溫?zé)Y(jié)lh，冷卻至室溫，研磨即得到LEia9TbaiAlO3發(fā)光材料。 該材料在陰極射線激發(fā)下可以發(fā)射綠光，發(fā)光性能好，色純度高。圖4是本實(shí)施例制備得到的發(fā)光材料在陰極射線激發(fā)下的發(fā)光光譜。實(shí)施例61^. 65Lu0. 2Tb0.15A103首先稱取九水硝酸鋁1. 9132g(5. lmmol)，溶解到15ml去離子水中，攪拌加熱到45 度，快速加入氨水，調(diào)節(jié)溶液PH到8，繼續(xù)攪拌0. 5h,然后再加熱到70度，繼續(xù)攪拌lh，再加入15ml濃度為0. 3mol/L的草酸銨溶液，滴加3. 25ml濃度為lmol/L的硝酸鑭溶液，Iml濃度為lmol/L的硝酸镥溶液和1. 5ml濃度為0. 5mol/L的硝酸鋱溶液，后滴加氨水，調(diào)節(jié)溶液 ph到9，繼續(xù)攪拌池。最后過濾洗滌烘干沉淀物，在空氣氣氛800度下預(yù)處理池，再于還原氣氛下1300°C保溫?zé)Y(jié)4h，冷卻至室溫，研磨即得到Liia65Luci2Tbai5AlO3發(fā)光材料。該材料在陰極射線激發(fā)下可以發(fā)射綠光，發(fā)光性能好，色純度高。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的表述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種鋁酸鑭發(fā)光材料，其特征在于，該鋁酸鑭發(fā)光材料具有如下化學(xué)通式 La1TyReyLnxAlO3 ；其中，Ln為Tm、Tb、Sm或Eu中的至少一種，Re為Y、Gd或Lu中的至少一種，χ的取值范圍為0. 001 0. 2，y的取值范圍為1-x的0 0. 2倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁酸鑭發(fā)光材料，其特征在于，χ的取值范圍為0.001 0. 15。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁酸鑭發(fā)光材料，其特征在于，所述化學(xué)通式 La1^yReyLnxAlO3中，Al的摩爾量為La1TyReyLnxAlO3總摩爾量的1 1. 1倍。
4.一種鋁酸鑭發(fā)光材料的制備方法，包括如下步驟按照化學(xué)通式Lai_x_yReyLnxA103*Al的化學(xué)計(jì)量比，提供Al的源化合物并配置成Al離子水溶液；其中，Ln為Tm、Tb、Sm或Eu中的至少一種，Re為Y、Gd或Lu中的至少一種，χ的取值范圍為0. 001 0. 2，y的取值范圍為1-x的0 0. 2倍；往上述Al離子水溶液中添加堿溶液，調(diào)節(jié)Al離子水溶液的pH值至8，制得納米氧化鋁溶膠；往上述納米氧化鋁溶膠中添加沉降劑，隨后分別滴加含La離子和Ln離子的水溶液，接著加入堿溶液，調(diào)節(jié)整個(gè)混合溶液的PH值至9，攪拌、過濾、烘干沉淀物；對(duì)上述沉淀物依次進(jìn)行預(yù)熱處理和燒結(jié)處理，冷卻、研磨，制得所述鋁酸鑭發(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，χ的取值范圍為0.001 0. 15。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述Al離子水溶液配置過程中，Al 的源化合為硝酸鋁，所述硝酸鋁的摩爾用量為Lai_x_yReyLnxM03總摩爾量的1 1. 1倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述堿溶液為氨水。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述沉降劑為草酸銨，所述草酸銨的摩爾用量為Al離子摩爾量的1 1. 5倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述預(yù)熱處理過程中，預(yù)熱處理溫度為600 900°C，預(yù)熱時(shí)間為0. 5 2h ；所述燒結(jié)處理中，燒結(jié)處理溫度為1200 1500°C， 燒結(jié)時(shí)間為0. 5 證。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述預(yù)熱處理過程中，預(yù)熱處理溫度為800°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于發(fā)光材料領(lǐng)域，其公開了一種鋁酸鑭發(fā)光材料及其制備方法；該鋁酸鑭發(fā)光材料具有化學(xué)通式La1-x-yReyLnxAlO3；其中，Ln為Tm、Tb、Sm或Eu中的一種，Re為Y、Gd或Lu，x的取值范圍為0.001～0.2；y的取值范圍為1-x的0～0.2倍。本發(fā)明提供的制備鋁酸鑭發(fā)光材料，比傳統(tǒng)的鋁酸鑭發(fā)光材料的發(fā)光效率有40％的提高，并可應(yīng)用于場發(fā)射器件中；同時(shí)，使用本法方法制備出來的鋁酸鑭發(fā)光材料在陰極射線激發(fā)下具有較高的發(fā)光亮度。
文檔編號(hào)C09K11/80GK102477299SQ20101056755
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者周明杰, 時(shí)朝璞, 馬文波 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司