一种Eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉及其制备方法

本发明属于发光材料，具体涉及一种eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉及其制备方法。

背景技术：

1、白光发光二极管(w-led)具有发光效率高、能耗低、环保、使用寿命长等优点，被广泛应用于各个照明领域。到目前为止，市场上最受欢迎的w-led是荧光粉转换led，它通常由蓝色的芯片和黄色的荧光粉y3al5o12:ce3+(yag:ce3+)组成。然而，ce:yag的发射光谱，光颜色比例失调，缺乏足够的红光成分，封装的w-led面临着显色性能较差(cri～60)，光色品质低下的难题。近来，近紫外激发型白光led的方案备受青睐。该方案采用三基色(红、绿、蓝)混合荧光粉涂在能产生近紫外发射的芯片上，三基色荧光粉全部吸收芯片的发射并被激发出红、绿、蓝发射光，从而复合得到白光。发光性能只由荧光粉本身所决定，因此其显色指数高，色温低，稳定性好。

2、然而当前市场上的青绿色荧光粉发光效率比较低，例如商用(ba,sr)2sio4:eu2+绿色荧光粉的量子效率为70％左右，要达到同样的发光要求，就必须加入更多的绿色荧光粉，增加了生产成本。因此，寻找一种与近紫外芯片匹配良好，发光效率高的绿色荧光粉，降低近紫外激发型白光生产成本，成为本领域的技术人员函需解决的一个问题。

技术实现思路

1、本发明的目的之一是提供一种eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉，利用eu2+作为发光离子，采取高浓度掺杂，实现eu2+占据堇青石孔道位置实现高效发光，以解决现有技术中青绿色荧光粉发光效率低，发光亮度低的问题。

2、本发明的目的之二是提供上述eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉的制备方法，环保节能，易于实现工业化生产。

3、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

4、一种eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉，所述青色荧光粉的化学组成为：

5、(mg1-xeux)2al4si5o18；

6、其中，x为eu2+掺杂mg2+位的摩尔百分数，0.05≤x≤0.13。

7、本发明提供的青色荧光材料在紫外光激发下发射青光，发射波长范围在400～700nm之间，荧光材料量子效率能达到90.2％。

8、本发明还提供eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉的制备方法，具体包括以下步骤：

9、(1)按照化学式(mg1-xeux)2al4si5o18，0.05≤x≤0.13中各元素的化学计量比分别称取二氧化硅、氧化铝、氧化镁和氧化铕作为原料粉体，并加入氧化镧作为烧结助剂；

10、(2)将步骤(1)称取的各原料粉体依此加入玛瑙研磨钵中，研磨直至混合均匀；

11、(3)将步骤(1)研磨后的粉体置于还原性气氛下煅烧，烧结温度为1250～1400℃，保温时间为3h～8h；将烧结体冷却后研磨成为粉末，即得到所述青色荧光粉。

12、优选的，步骤(1)中所述烧结助剂氧化镧的添加量为原料粉体总质量的1wt％～8wt％。

13、优选的，步骤(2)中所述的研磨时间为40min～100min。

14、优选的，步骤(3)中所述的还原性气氛为10-20vol％h2与80-90vol％n2的混合气体。

15、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

16、1.本发明的eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉、激发和发射范围较宽，在近紫外波段有较宽的强激发，在与近紫外芯片组装后可以实现近白光led器件，能够在较大程度上满足产业需求。

17、2.本发明的制备方法简单、易于操作、设备成本低且无污染；可产生巨大的社会效益和经济效益，适合普遍推广使用；

18、3.本发明的eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉与现有技术中的红色荧光粉组合，在近紫外激发下可获得高质量的白光，能够满足通用照明领域对于不同类型光源的需求。

技术特征：

1.一种eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉，其特征在于，所述青色荧光粉的化学组成为：

2.一种权利要求1所述的eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述烧结助剂氧化镧的添加量为原料粉体总质量的1wt％～8wt％。

4.根据权利要求2所述的eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的研磨时间为40min～100min。

5.根据权利要求2所述的eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的还原性气氛为10-20vol％h2与80-90vol％n2的混合气体。

技术总结
本发明公开了一种Eu<supgt;2+</supgt;掺杂高量子效率青色荧光粉。青色荧光粉的化学组成为：(Mg<subgt;1‑</subgt;<subgt;x</subgt;Eu<subgt;x</subgt;)<subgt;2</subgt;Al<subgt;4</subgt;Si<subgt;5</subgt;O<subgt;18</subgt;，其中，x为Eu<supgt;2+</supgt;掺杂Mg<supgt;2+</supgt;位的摩尔百分数，0.05≤x≤0.13。以二氧化硅、氧化铝、氧化镁和氧化铕作为原料粉体，通过固相烧结法制得。本发明提供的青色荧光材料通过对发光离子铕离子进行高浓度掺杂，促使铕离子进入孔道内部，实现高效发光。其在紫外光激发下发射青光，发射波长范围在400～700nm之间，荧光材料量子效率能达到90.2％。与现有技术中的红色荧光粉SrAlSiN<subgt;3</subgt;:Eu<supgt;2+</supgt;,CaAlSiN<subgt;3</subgt;:Eu<supgt;2+</supgt;等组合，在紫外光激发下可获得高质量的白光，能够满足通用照明领域对于不同类型光源的需求。

技术研发人员：张乐,林生辉,陈航,周春鸣,李延彬,周天元,桑鹏飞,魏聪,陈浩
受保护的技术使用者：江苏师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15