一种Tm3+调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉及其制备方法和应用

本申请涉及稀土离子发光，尤其是涉及一种tm3+调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉及其制备方法和应用。

背景技术：

1、白光发光二极管(wled)是基于传统的led发展出来的一种发白光的新型led照明器件。它因具有寿命长、低耗、低热、亮度高、防水、防震、光束集中、维护简便等优点，被誉为第四代绿色照明光源，对节能环保具有重要意义。

2、目前，实现wled的方法主要有三种：第一种是采用蓝色led 芯片激发黄色荧光粉，由芯片发射的蓝光和荧光粉发射的黄光组合得到白光；第二种通过蓝色led芯片激发绿色和红色荧光粉，配合产生白光；第三种是以近紫外led芯片激发蓝色、绿色、红色三基色荧光粉得到白光。虽然上述三种方法都能得到白光，但是依然存在色温偏低、光源的显色性差、结构复杂、多种荧光粉间存在配比调控和老化速率不同的弊端，导致照明效率易受影响，所得的wled 达不到使用要求。

3、基于以上分析，本发明拟保护一种铥离子(tm3+)调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉。据调研，目前国内外尚未有铥离子(tm3+)调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉的报道。

技术实现思路

1、本发明的目的是，针对提供一种tm3+调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉，能够有效的实现吸收近紫外光并高效发射白光。同时公开其制备方法和应用。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种tm3+调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉材料，化学表达式为cady0.02tmxla0.98-xga3o7，其中，0<x≤0.03。

3、经过试验优选后，得到具有最佳发光性能的铥离子(tm3+)调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉材料为: cady0.02tmxla0.98-xga3o7，其中，x＝0.01。为了便于该荧光粉的制备和实施，现提供一种铥离子(tm3+)调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉材料的制备方法，该方法为高温固相烧结法，具体步骤如下：

4、s1：用分析天平按照化学表达式cady0.02tmxla0.98-xga3o7中各元素的化学计量比准确称量caco3、la2o3、ga2o3、dy2o3和tm2o3原料，放入玛瑙研中，混合均匀后，用压片机压成圆片状，将上述圆状块体材料盛放在刚玉坩埚中；

5、s2：将步骤s1的刚玉坩埚置于马弗炉中，在空气气氛下一次煅烧，一次煅烧温度为1100～1200℃，煅烧时间为24～36小时，自然冷至室温得一次煅烧产物。将上述煅烧产物用玛瑙研钵研磨成粉末，再次用压片机压成圆片状，将上述圆状块体材料盛放在刚玉坩埚中并置于马弗炉中，在空气气氛下二次煅烧，二次煅烧温度为1200～1300℃，二次煅烧时间为36～48小时，自然冷至室温得二次煅烧产物；s3：将步骤s2中的二次煅烧产物用玛瑙研钵研磨成粉末，得到铥离子(tm3+)调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉产品。优选地，所述钙源是纯度为99.98%的caco3；所述镧源是5n级的la2o3；所述镓源是4n级的ga2o3；所述镝源是5n级的dy2o3；所述铥源是5n级的tm2o3。

6、进一步，为了便于该荧光粉的应用实施和推广，现提出铥离子(tm3+)调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉的应用，将其应用于wled照明领域。

7、本申请的有益效果包括但不限于：

8、（1）本发明白色荧光粉是在dy3+: calaga3o7中掺入tm3+，通过调节tm3+的掺杂浓度，调节黄/蓝光的发光强度之比，从而实现白光发射；

9、（2）本发明的cady0.02tmxla0.98-xga3o7白光荧光粉可有效吸收近紫外光并高效发射白光，使得该荧光粉成为一种wled荧光粉；

10、（3）本发明采用高温固相烧结法制备cady0.02tmxla0.98-xga3o7白光荧光粉，整个制备过程工艺简化，生产周期短，生产效率高，环境友好，利于实现材料器件一体化和集成化设计，具有产业化和批量生产的潜力；

11、（4）本发明的产品具备无毒、无污染、物理化学稳定性高，在近紫外光激发下释放出较强的白光，更大的拓宽了离子掺杂镓酸镧钙基多功能材料的应用领域。

技术特征：

1.一种tm3+调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉，其特征在于：所述荧光粉的化学式为：

2.根据权利要求1所述的一种tm3+调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉，其特征在于：所述荧光粉在355 nm近紫外光激发下，镝和铥均作为发光中心，分别发射峰值中心波长位于574nm 和 454 nm的黄光和蓝光。

3.一种如权利要求1-2任意一项所述的tm3+调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：将含有钙源、镧源、镓源、镝源和铥源的原料通过高温固相烧结法制备得到白光荧光粉。

4.根据权利要求3所述的一种tm3+调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

5.根据权利要求3所述的一种tm3+调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉的制备方法，其特征在于：所述钙源是纯度为99.98%的caco3；所述镧源是5n级的la2o3；所述镓源是4n级的ga2o3；所述镝源是5n级的dy2o3；所述铥源是5n级的tm2o3。

6.一种如权利要求1至2所述的tm3+调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉的应用，其特征在于，所述tm3+调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉用于led照明领域。

技术总结
本发明公开了一种Tm<supgt;3+</supgt;调节镝激活镓酸镧钙白光荧光粉及其制备方法和应用，涉及稀土离子发光技术领域。具体的公开了一种化学式为CaDy<subgt;0.02</subgt;Tm<subgt;x</subgt;La<subgt;0.98‑x</subgt;Ga<subgt;3</subgt;O<subgt;7</subgt;的镓酸镧钙白光荧光粉，其中，0<x≤0.03。在355 nm近紫外光激发下，该荧光粉中的Dy<supgt;3+</supgt;和Tm<supgt;3+</supgt;可分别作为实现560‑600 nm黄光和440‑470 nm蓝光的发光中心。进一步，通过调节Tm<supgt;3+</supgt;的掺杂浓度，调节黄/蓝光的发光强度之比，最终实现白光发射。该荧光粉制备工艺简单，发光效率高，稳定性好，可以满足各类照明光源的需求。

技术研发人员：刘云云,黄传鑫,王猛,马殿国,高炬
受保护的技术使用者：枣庄学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15