专利名称：一次烧成灯用cat绿色荧光粉的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种灯用CAT绿色荧光粉的制备方法，特别涉及了采用一次烧成制备灯用CAT绿色荧光粉的方法。
背景技术：
灯用CAT绿色荧光粉，即铝酸镁铈铽，化学式为(CexTlvx)Mg1AlyO19,是铈铽共激活的铝酸盐基质的荧光粉，具有良好的热稳定性，耐紫外辐射，耐离子冲击等特性，同时制灯后具有良好的发光效率和维持率，因而被广泛应用于紧凑型，T5、T8直管型等三基色节能灯。随着三基色节能灯的广泛使用，用于制备三基色节能灯的CAT绿色荧光粉急剧增力口。目前，制备灯用CAT绿色荧光粉方法主要采用两次烧成，首先将配好的原料在1550°C空气气氛下灼烧完成，灼烧后的粉体通过一系列的粉碎处理工序，调整其粒度分布后再置于1400°C的还原气氛中烧成，还原后的粉体再经过球磨、清洗、烘干后得到灯用CAT绿色荧光粉。CN201210229175公布了一种颗粒形貌规则的铝酸盐绿色荧光粉的制备方法，按照(Cea63Tba37)MgAl11O19表达式中各个化学成分的计量比，称取原料；称取H3B03、Li2C0dPAlF3三种助熔剂作为复合助溶剂，加入原料中混合均匀；将该原料混合粉末置于坩埚中煅烧，得到初次煅烧产物；将初次煅烧产物粉碎，再次置于坩埚中，H2/N2气氛中煅烧，得到二次煅烧产物；将二次煅烧产物粉碎，洗涤，过滤，干燥，过筛，得到最终产物。此方法在传统的高温固相法基础上，重点通过调整复合助熔剂中各助熔剂比例获得颗粒形貌规则、粒度均匀，且具有较高相对发光亮度的节能灯用CMAT绿色荧光粉，其制备工艺简单，利于工业化大规模生产。但是，此方法中需对其采用两次烧成，同时第一次灼烧得到的粉体收缩严重，粉体结块发硬，需要采用粉碎，延长了处理工序，同时粉碎会造成粉体损失严重，导致生产效率低下。
CN200610156322公布了一种铝酸盐基绿色荧光粉的制备方法，其制备方法包括配制成镁、铈、铽金属离子混合溶液；将球形碱式碳酸铝铵(AACH)加入草酸和氢氧化钠溶液中配制成悬浮液，将镁、铈、铽金属离子混合溶液加入到AACH悬浮液中；经搅拌，静置沉淀，抽滤，脱水，烘干，得到疏松粉体；将粉体分散于无水乙醇中，加入硼酸进行混合搅拌均匀，然后脱水，烘干，得到疏松粉体；将粉体在还原性气氛中焙烧即可得所需荧光粉。此方法制备出的铝酸盐绿色荧光粉颗粒呈球形，中心粒径3 IOy m。此方法需要进行前驱体合成才能采用一次烧成，同时前驱体合成工序时间过长，不利于大规模生产，同时前驱体合成中使用到钠离子，在后续的清洗工艺需要尽量去除钠离子。
发明内容
本发明的目在于提供一次烧成灯用CAT绿色荧光粉的制备方法，以求缩减工序，提闻生广效率。为了达成上述目的，本发明的技术方案是:一次烧成灯用CAT绿色荧光粉的制备方法，以氧化铝、氧化铈、氧化镁和氧化铽为原料，以硼酸或/和MFx为助熔剂，M=Mg和Al中的一种或两种混合，采用(CexTlvx)Mg1AlyO19配比，各元素以摩尔比计，0.5彡X彡0.7，11彡y彡13，以4N氮气为保护气(4N代表纯度为99.99%,以下相同),米用H2或石墨为还原气氛,在1450°C 1550°C温度下一次烧成,烧成后的粉体直接取出过筛，经球磨、清洗、抽滤、烘干后，制得灯用CAT绿色荧光粉。上述金属氧化物纯度均为4N以上，并且粒度分布D50为4± I ii m所用的原料纯度越高，烧成后所得到化学计量比越准确，所得的相越纯。上述助熔剂中，按Imol的CAT绿粉为基数，硼酸的含量为0.5 4mol%，MFx含量为 0.8 3mol%。上述一次烧成前，先在800°C 1300°C下保温2 5小时后，再升温到1450°C 1550°C保温2 4小时，升温速率为1°C 10°C /min。上述球磨所采用的磨球为氧化招磨球,粉:球:水的质量比为1:2:2，球磨转速为25 40rpm/min,球磨时间为 240 480min。上述清洗采用去离子水清洗，测其清洗液的电导率小于5 y s/cm为止。上述烘干温度为120°C 150°C，干燥时间为8 12小时。本发明的有益效果是:采用一次还原烧成，通过调节助熔剂的搭配，使烧成后的粉体松软，洁白，无结块，无需经过粉碎等工序，所以大大缩减了工序，提高了生产效率。本发明通过调节助熔剂的搭配，获得的粉体颗粒形貌规则，粉体分散性好，在制灯后的初始光效比两次烧成工艺的CAT绿色荧光粉要高，100H的光衰与两次烧成的CAT绿色荧光粉持平。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式配合图1所示，进行本发明的制备。本发明的具体实施一
以(Cea67Tba33)Mg1Al13O19配比称取氧化铝、氧化铈、氧化镁和氧化铽原料，原料纯度均为4N以上，并且粒度分布D50为4± I ii m，称取1.1mo 1%的AlF3为助熔剂，原料及助熔剂混合均匀后置于刚玉坩埚中。采用N2为保护气，石墨还原，在1200°C下保温2个小时后，以1°C 10°C /min速率升温至1550°C保温2个小时，然后自然降温。烧成所得粉体松软，洁白，粉体平均粒径为3.2 ii m左右，中心粒径D50为10-12 u m。采用氧化铝磨球，粉:球:水的质量比=1:2:2，球磨转速为25 40rpm/min,通过球磨300_420min后得到的粉体中心粒径D50为4.5-5.0um,采用去离子水清洗,测其清洗液的电导率小于5 y s/cm为止，然后经过抽滤后在120°C烘干，干燥时间为12小时，烘干的粉体过100目筛得到灯用CAT绿色荧光粉。本发明的具体实施二
以(Cea67Tba33)Mg1Al13O19配比称取氧 化铝、氧化铈、氧化镁和氧化铽原料，原料纯度均为4N以上，并且粒度分布D50为4±liim，称取1.lmol%的AlF3及0.6mol%的硼酸为助熔齐U，原料及助熔剂混合均匀后置于刚玉坩埚中。采用队为保护气，石墨还原，在1200°C下保温2个小时后，以1°C 10°C /min速率升温至1550°C保温2个小时，然后自然降温。烧成所得粉体松软，洁白，粉体平均粒径为4.5 ii m左右，中心粒径D50为14-16 u m。采用氧化招磨球，粉:球:水的质量比=1:2:2，球磨转速为25 40rpm/min,通过球磨300_420min后得到的粉体中心粒径D50为6-7i!m，采用去离子水清洗，测其清洗液的电导率小于5 y s/cm为止，然后经过抽滤后在120°C烘干，干燥时间为12小时，烘干的粉体过100目筛得到灯用CAT绿色荧光粉。本发明的具体实施三
以(Cea67Tba33)Mg1Al13O19配比称取氧化铝、氧化铈、氧化镁和氧化铽原料，原料纯度均为4N以上，并且粒度分布D50为4±liim，称取1.6mol%的AlF3及0.8mol%的硼酸为助熔齐U，原料及助熔剂混合均匀后置于刚玉坩埚中。采用N2为保护气，H2为还原气体，在1200°C下保温2个小时后，以1°C 10°C/min速率升温至1480°C保温2个小时，然后自然降温。烧成所得粉体松软，洁白，粉体平均粒径为4.0 ii m左右，中心粒径D50为12-14 u m。采用氧化招磨球，粉:球:水的质量比=1:2:2，球磨转速为25 40rpm/min,通过球磨300_420min后得到的粉体中心粒径D50为5-6i!m，采用去离子水清洗，测其清洗液的电导率小于5 y s/cm为止，然后经过抽滤后在120°C烘 干，干燥时间为12小时，烘干的粉体过100目筛得到灯用CAT绿色荧光粉。由以上实施例可见，采用本发明制备所得的烧成后粉体松软，可直接过筛后进行球磨、清洗、抽滤、烘干等工序处理，烧成得到的粉体无需粉碎，最终所得粉体分散性好，粉体平均颗粒尺寸为3.0-5.0um,粉体颗粒粒径分布均匀，各案例制备所得的粉体中心粒度分布D50为4.5-7.5 u m,通过XRD检测所得的粉体无杂相。
权利要求
1.一次烧成灯用CAT绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:以氧化铝、氧化铈、氧化镁和氧化铽为原料，以硼酸或/和MFx为助熔剂，M=Mg和Al中的一种或两种混合，采用(CexTlvx)Mg1AlyO19配比，0.5彡x彡0.7，11彡y彡13，以4N氮气为保护气，采用H2或石墨为还原气氛，在1450°C 1550°C温度下一次烧成，烧成后的粉体直接取出过筛，经球磨、清洗、抽滤、烘干后，制得灯用CAT绿色荧光粉。
2.如权利要求1所述的一次烧成灯用CAT绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:上述金属氧化物纯度均为4N以上，并且粒度分布D50为4± I ii m。
3.如权利要求1所述的一次烧成灯用CAT绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:上述助熔剂中，按Imol的CAT绿粉为基数，硼酸的含量为0.5 4mol%，MFx含量为0.8 3mol%。
4.如权利要求1所述的一次烧成灯用CAT绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:上述一次烧成前，先在800°C 1300°C下保温2 5小时后，再升温到1450°C 1550°C保温2 4小时，升温速率为1°C 10°C /min。
5.如权利要求1所述的一次烧成灯用CAT绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:上述球磨所采用的磨球为氧化招磨球，粉:球:水的质量比为1:2:2，球磨转速为25 40rpm/min,球磨时间为240 480min。
6.如权利要求1所述的一次烧成灯用CAT绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:上述清洗采用去离子水清洗，测其清洗液的电导率小于5 y s/cm为止。
7.如权利要求1所述的一次烧成灯用CAT绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:上述烘干温度为120°C 150°C，干燥时间为8 12小时。
全文摘要
本发明公开一次烧成灯用CAT绿色荧光粉的制备方法，以氧化铝、氧化铈、氧化镁和氧化铽为原料，以硼酸、MFX为助熔剂，采用(CeXTb1-X)Mg1AlyO19配比，0.5≤x≤0.7，11≤y≤13，以4N氮气为保护气，采用H2或石墨为还原气氛，在1450℃～1550℃温度下一次烧成，粉体直接取出过筛，经球磨、清洗、抽滤、烘干后，制得灯用CAT绿色荧光粉。本发明烧成后粉体松软，洁白，可直接过筛进行后续工序处理，粉体无需粉碎，最终所得粉体分散性好，粉体平均颗粒尺寸为3.0-5.0μm，粉体颗粒粒径分布均匀,制备所得的粉体中心粒度分布D50为4.5-7.5μm，通过XRD检测所得的粉体无杂相。
文档编号C09K11/64GK103102879SQ20131006353
公开日2013年5月15日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者刘杰, 李甜, 林文标 申请人:福建省长汀金龙稀土有限公司