一種用于近紫外白光led的鈮酸鹽熒光粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于近紫外白光LED的鈮酸鹽熒光粉，并提供了該熒光粉的制備方法，屬于發(fā)光材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著科技的進(jìn)步，能源的短缺，節(jié)能材料越來越受到人們的關(guān)注。白光LED以其壽命長(zhǎng)、無污染、體積小，效率高，低能耗等顯著優(yōu)點(diǎn)，在照明領(lǐng)域具有廣闊的前景，被稱為第四代照明能源，是二十一世紀(jì)最具發(fā)展前景的技術(shù)之一。當(dāng)前白光LED的實(shí)現(xiàn)方式主要有以下三種:第一種是藍(lán)光芯片激發(fā)YAG:Ce黃色熒光粉獲得白光；第二種是紅、綠、藍(lán)三基色LED芯片組裝在一起，通過控制三基色芯片的電流大小實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射；第三種是近紫外LED芯片激活紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉獲得白光。上述三種方法中第一種已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的商業(yè)化，但是此方法由于缺少了紅色區(qū)域發(fā)射，且藍(lán)光激發(fā)效率較低，從而導(dǎo)致了白光的顯色指數(shù)偏低并且會(huì)有高溫猝滅等缺點(diǎn)。第二種方法由于不同芯片的輸出電壓及光衰程度不同，在電路上設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，芯片溫度偏高，并且此類LED價(jià)格較為昂貴。第三種方法相對(duì)于第一種方法熒光粉的激發(fā)效率有了很大的提高，但是由于不同熒光粉之間配比和顏色再吸收的問題，使得色彩還原度和發(fā)光效率受到很大程度的限制。為了克服以上三種方法的缺點(diǎn)，尋找能夠被近紫外激發(fā)并且獲得白光的單基質(zhì)熒光粉成為了研宄熱點(diǎn)，并且具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]如中國專利CN 2012103768358公開了一種以碳酸鈣為單一基質(zhì)的CaCO3: xDy: yEu白光熒光粉，該熒光粉在320nm?390nm和450nm有強(qiáng)吸收峰，但是該熒光粉不穩(wěn)定，易分解。如中國專利CN201410184750.9公開了一種Dy和Ce共摻的Zn2_x_yP207: xCe, yDy焦磷酸鋅單基質(zhì)白光熒光粉，這種熒光粉須在95% N 2/H2還原氣氛下反應(yīng)，自然冷卻后的產(chǎn)物可以在紫外照射下發(fā)白光，此種熒光粉的制備工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備要求較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于近紫外白光LED的鈮酸鹽熒光粉，該熒光粉激發(fā)光譜范圍為350nm?450nm，發(fā)射光譜范圍為470nm?680nm ;化學(xué)式為M1aM2bLa1TyNb5O15: xDy，yLn ;其中:M 1 為 Na、K、Li 中的一種，M2為 Sr、Ba 中的一種，Ln 為Ce、Eu、Tb 中的一種，a、b、x、y 為摩爾系數(shù)，其范圍是:a+2b = 2,0^a^2,0^b^ 1，0.005 ^ X ^ 0.1,0.005 彡 y 彡 0.15。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于近紫外白光LED的鈮酸鹽熒光粉的制備方法，其具體步驟為:
[0006](I)按照化學(xué)式M1aM2bLamNb5O15: xDy，yLn，按各元素的摩爾配比稱取原材料及助熔劑，將上述原材料及助熔劑在瑪瑙研缽中充分研磨；
[0007](2)將研磨后的原料及助熔劑過200目篩；
[0008](3)將過篩后的原料粉體裝入剛玉坩禍，在高溫固相爐中800°C?1000°C焙燒I?6h，然后升溫至1200°C?1400°C，再焙燒6?10小時(shí)，冷卻后研磨過篩，得到最終產(chǎn)品。
[0009]上述方法中M1采用的是Na2C03、K2C03、Li2C03中的一種，M2采用的是SrCO 3、BaC03*的一種，La采用的是La2O3, Nb采用的是Nb2O5, Dy采用的是Dy2O3, Ln采用的是Ce02、Eu2O3.Tb2O3中的一種。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0011]以鈮酸鹽為基質(zhì)，原料較易獲得，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；設(shè)備簡(jiǎn)單，易操作；可以與近紫外芯片配合也可以與藍(lán)光芯片配合使用；可以用單一熒光粉獲得白光。
【附圖說明】
[0012]圖1是具體實(shí)施例9中制備的Ka2Sra9Laa87Nb5O15: 0.05Dy 3+，0.08Eu3+樣品的激發(fā)和發(fā)射光譜。
[0013]圖2是具體實(shí)施例1中制備的SrLaa99Nb5O15: 0.005Dy 3+，0.005Ce3+樣品的XRD圖
■]並曰O
【具體實(shí)施方式】
[0014]結(jié)合實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不限于所述內(nèi)容。
[0015]實(shí)施例1:
[0016]分別稱取0.984g SrCO3,1.097g La2O3,4.475g Nb2O5,0.006g Dy203，0.003g CeO2,0.328gH3B03，放入瑪瑙研缽中充分研磨，混合均勻后，經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，裝入剛玉坩禍，置于高溫固相爐中，900 0C，焙燒3h，然后升溫至1300°C，再焙燒8h，冷卻后粉碎，過篩，即得化學(xué)式為 SrLa0.99Nb5015: 0.005Dy 3+，0.005Ce3+的熒光材料。
[0017]實(shí)施例2:
[0018]分別稱取0.738g SrCO3,0.178g Na2CO3,1.097g La2O3,4.475g Nb2O5,0.05g Dy2O3,0.059g Eu2O3,0.329g助熔劑H3BO3，放入瑪瑙研缽中充分研磨，混合均勻后，經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，裝入剛玉坩禍，置于高溫固相爐中，9000C，焙燒3h，然后升溫至1300°C，再焙燒8h，冷卻后粉碎，過篩，即得化學(xué)式為Naa5Sra75Laa91Nb5O15: 0.04Dy 3+，0.05Eu3+的熒光材料。
[0019]實(shí)施例3:
[0020]分別稱取0.492g SrCO3,0.357g Na2CO3,1.097g La2O3,4.475g Nb2O5,0.1g Dy2O3,0.123g Tb2O3,0.289g助熔劑H3BO3，放入瑪瑙研缽中充分研磨，混合均勻后，經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，裝入剛玉坩禍，置于高溫固相爐中，9000C，焙燒3h，然后升溫至1300°C，再焙燒8h，冷卻后粉碎，過篩，即得化學(xué)式為NaSra5Laa82Nb5O15: 0.08Dy 3+，0.1Tb3+的熒光材料。
[0021]實(shí)施例4:
[0022]分別稱取0.714g Na2CO3,1.097g La2O3,4.475g Nb2O5,0.126g Dy2O3,0.178g Eu2O3,0.294g助熔劑H3BO3,放入瑪瑙研缽中充分研磨，混合均勻后，經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，裝入剛玉坩禍，置于高溫固相爐中，900 °C，焙燒3h，然后升溫至1300 °C，再焙燒8h，冷卻后粉碎，過篩，即得化學(xué)式為Na2Laa75Nb5O15: 0.1Dy 3+，0.15Eu3+的熒光材料。
[0023]實(shí)施例5:
[0024]分別稱取1.329g BaCO3,1.097g La2O3,4.475g Nb2O5,0.063g Dy2O3,0.061g Tb2O3,0.351g助熔劑H3BO3，放入瑪瑙研缽中充分研磨，經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，裝入剛玉坩禍，置于高溫固相爐中，9000C，焙燒3h，然后升溫至1300°C，再焙燒8h，冷卻后粉碎，過篩，即得化學(xué)式為 BaLa0 9Nb5O15: 0.05Dy 3+，0.05Tb3+的熒光材料。
[0025]實(shí)施例6:
[0026]分別稱取0.598g BaCO3,0.071g Na2CO3,1.097g La2O3,4.475g Nb2O5,0.125gDy2O3,0.046g CeO2,0.321g助熔劑H3BO3，放入瑪瑙研缽中充分研磨，經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，裝入剛玉坩禍，置于高溫固相爐中，9000C，焙燒3h，然后升溫至1300°C，再焙燒8h，冷卻后粉碎，過篩，即得化學(xué)式為Naa2Ba0.9La0.82Nb5015: 0.08Dy 3+，0.15Ce3+的熒光材料。
[0027]實(shí)施例7:
[0028]分別稱取0.664g BaCO3,0.357g Na2CO3,1.097g La2O3,4.475g Nb2O5,0.1g Dy2O3,0.178g Eu2O3,0.328g助熔劑H3BO3，放入瑪瑙研缽中充分研磨，混合均勻后，經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，裝入剛玉坩禍，置于高溫固相爐中，9000C，焙燒3h，然后升溫至1300°C，再焙燒8h，冷卻后粉碎，過篩，即得化學(xué)式為NaBaa5Laa77Nb5O15: 0.08Dy 3+，0.15Eu3+的熒光材料。
[0029]實(shí)施例8:
[0030]分別稱取0.591g SrCO3,0.372g K2CO3,1.097g La2O3,4.475g Nb2O5,0.038g Dy2O3,0.006g Tb2O3,0.328g助熔劑H3BO3，放入瑪瑙研缽中充分研磨，混合均勻后，經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，裝入剛玉坩禍，置于高溫固相爐中，9000C，焙燒3h，然后升溫至1300°C，再焙燒8h，冷卻后粉碎，過篩，即得化學(xué)式為Ka8Sra6Laa 965Nb5O15: 0.03Dy 3+，0.005Tb3+的熒光材料。
[0031]實(shí)施例9:
[0032]別稱取0.886g SrCO3,0.093g K2CO3,1.097g La2O3,4.475g Nb205，0.063g Dy2O3,0.095g Eu2O3,0.335g助熔劑H3BO3，放入瑪瑙研缽中充分研磨，混合均勻后，經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，裝入剛玉坩禍，置于高溫固相爐中，9000C，焙燒3h，然后升溫至1300°C，再焙燒8h，冷卻后粉碎，過篩，即得化學(xué)式為Ka2Sra9Laa87Nb5O15: 0.05Dy 3+，0.08Eu3+的熒光材料。
[0033]實(shí)施例10:
[0034]分別稱取0.931g K2CO3,1.097La203，4.475g Nb2O5,0.088Dy203，0.058Ce02，0.332g助熔劑H3BO3,放入瑪瑙研缽中充分研磨，混合均勻后，經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，裝入剛玉坩禍，置于高溫固相爐中，900 0C，焙燒3h，然后升溫至1300°C，再焙燒8h，冷卻后粉碎，過篩，即得化學(xué)式為 K2Laa83Nb5O15: 0.07Dy 3+，0.ICe3+的熒光材料。
[0035]實(shí)施例11:
[0036]分別稱取1.063g BaCO3,0.186g K2CO3,1.097g La2O3,4.475g Nb2O5,0.075g Dy2O3,0.04g CeO2,0.347g助熔劑H3BO3,放入瑪瑙研缽中充分研磨，混合均勻后，經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，裝入剛玉坩禍，置于高溫固相爐中，9000C，焙燒3h，然后升溫至1300°C，再焙燒8h，冷卻后粉碎，過篩，即得化學(xué)式為Ka4Baa8Laa87Nb5O15: 0.06Dy 3+，0.07Ce3+的熒光材料。
[0037]實(shí)施例12:
[0038]分別稱取0.066g BaCO3,0.419g K2CO3,1.097g La2O3,4.475g Nb2O5,0.113g Dy2O3,0.142g Eu203，0.316g助熔劑H3BO3，放入瑪瑙研缽中充分研磨，混合均勻后，經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，裝入剛玉坩禍，置于高溫固相爐中，9000C，焙燒3h，然后升溫至1300°C，再焙燒8h，冷卻后粉碎，過篩，即得化學(xué)式為K2Baa05Laa79Nb5O15: 0.09Dy 3+，0.12Eu3+的熒光材料。
[0039]實(shí)施例13:
[0040]分別稱取0.997g BaCO3,0.233g K2CO3,1.097g La2O3,4.475g Nb2