專利名稱：一種磷酸鹽紅色發光材料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于材料技術領域，具體涉及ー種以磷酸鹽為基質的、由三價銪激活的、可將激發光轉換為紅色光的發光材料及其制備方法。
背景技術：
磷礦資源是國家的重要戰略資源，其開發利用對世界經濟發展具有重要影響。我國磷礦資源儲量十分豐富，具有顯著的資源優勢，但是消費結構十分不合理、產品單一，絕大部分用以生產磷肥等低附加值化學品，并不具有產品優勢。目前國家正以“磷礦資源整合、資源高效利用”為主線積極開發磷礦資源，提高磷資源綜合利用率將成為主流，開發高附加值磷產品也將成為重點。 發光材料(熒光粉)一般指受到外界激發時可以發射可見光的固體材料，是ー類廣泛應用于照明、顯示、檢測、標識等領域的高附加值功能材料。其中以磷酸鹽為基質的發光材料具有發光效率高、物理化學性質穩定、原料易得且價格低廉、制備溫度低適合エ業生產等優點。顯然，磷酸鹽發光材料的開發利用對于提高磷資源應用價值具有重要意義。然而由于國外技術壟斷以及國內投入的研究較少，目前發光材料產品仍以鋁酸鹽、硅酸鹽、硫化物等類居多，關于磷酸鹽發光材料新產品及其發光性質的研究報道較少，實用的磷酸鹽發光材料種類極其有限，進ー步提高磷酸鹽發光材料品質也是迫切需要解決的關鍵問題。中國發明專利200710028070. 8公開了ー種稀土焦磷酸鹽熒光粉及其合成方法；中國發明專利200810026063. 9報道了ー種無汞熒光燈用發白光堿金屬稀土四偏磷酸鹽發光材料及其制備方法；中國發明專利200910157359. 9公開了ー種摻雜鈰的稀土磷酸鹽發光材料及其制備方法，該發光材料的化學組成為\V ,Cei_x_,P04，其中X和Xi為稀土元素La、Y、Gd中的ー種；中國發明專利201010203408. O公開了ー種AB1^PO4 = Eu' Pr3+,型堿金屬堿土金屬磷酸鹽熒光粉極其制備方法；中國發明專利201010292808. 3公開了磷酸鹽發光材料的一種制備方法，未涉及新材料；中國發明專利201110324833. X公開了ー種A3^(PO4)2:xEu2+,^B型磷酸鹽長余輝發光材料，該材料以ニ價銪為主激活劑，以ー種或幾種高價態的金屬離子為輔助激活劑，可發射藍緑色、藍色或紫色的長余輝。上述發明均未涉及本發明所提供的以磷酸鹽為基質的、由三價銪激活的A3_X_,B,(PO4)2^Eu3+ (A為堿土金屬離子Ca2+、Sr2+或Ba2+中的ー種或幾種；B為堿金屬離子Li+、Na+或K+的ー種或幾種；0〈 z彡I ;0彡ァ彡I)型發光材料。
發明內容
本發明所要解決的問題是針對上述現有技術而提出ー種新的發光材料，該材料以磷酸鹽為基質，以三價銪為激活劑，可將激發光轉換成紅色光。本發明的另ー個目的是提供上述磷酸鹽紅色發光材料的制備方法。本發明為解決上述提出的問題所采用解決方案為ー種磷酸鹽紅色發光材料，其具有如下化學式組成Α3_χ_Λ(PO4)2iEu3+，其中，元素A為堿土金屬離子Ca2+、Sr2+或Ba2+中的ー種或幾種，元素B為堿金屬離子Li+、Na+或K+的ー種或幾種，且O〈 z < 1，0 <ァ<
Ioー種磷酸鹽紅色發光材料的制備方法，其特征在于，包括有以下步驟
1)根據化學式A3_x_,B,(PO4) 2 :xEu3+組成，按化學計量比分別精確稱取A元素的碳酸鹽或氧化物、B元素的碳酸鹽或氧化物、磷酸鹽和氧化銪原料，其中，元素A為堿土金屬離子Ca2+、Sr2+或Ba2+中的ー種或幾種，元素B為堿金屬離子Li+、Na+或K+的ー種或幾種，且O く x く1，0 < ァ < I ;
2)將步驟I)的原料混合研磨均勻，直接在空氣中于80(Tl30(TC下煅燒2 12小時，或先在30(T80(TC下預燒2 6小時，冷卻至室溫，再次研磨后，在空氣中于80(Tl30(TC下煅燒2^12小吋，自然冷卻到室溫，然后將所得產物磨細即得最終產品。按上述方案，所述的原料煅燒的優選溫度為100(Γ1200で。按上述方案，所述的原料煅燒的優選時間為3飛小吋。本發明通過引入額外的ー價堿金屬離子B對ニ價堿土金屬離子A進行不等價取代，來補償由三價激活離子Eu3+對ニ價堿土金屬離子A的不等價取代所引起的電荷差。Eu3+取代ニ價堿土金屬離子Α，為了保持電荷平衡，將產生帶負電荷的缺陷
權利要求
1.一種磷酸鹽紅色發光材料，其具有如下化學式組成A3_x_,B,(P04)2:zEu3+，其中，元素A為堿土金屬離子Ca2+、Sr2+或Ba2+中的一種或幾種，元素B為堿金屬離子Li+、Na+或K+的一種或幾種，且O
2.權利要求I所述的磷酸鹽紅色發光材料的制備方法，其特征在于，包括有以下步驟 1)根據化學式A3_x_,B,(PO4) 2 IXEu3+組成，按化學計量比分別精確稱取A元素的碳酸鹽或氧化物、B元素的碳酸鹽或氧化物、磷酸鹽和氧化銪原料，其中，元素A為堿土金屬離子Ca2+、Sr2+或Ba2+中的一種或幾種，元素B為堿金屬離子Li+、Na+或K+的一種或幾種，且O < x (1,0 ^ ^ I ； 2)將步驟I)的原料混合研磨均勻，直接在空氣中于80(Tl300°C下煅燒2 12小時，或先在30(T800°C下預燒2 6小時，冷卻至室溫，再次研磨后，在空氣中于80(Tl30(TC下煅燒2^12小時，自然冷卻到室溫，然后將所得產物磨細即得最終產品。
3.按權利要求2所述的磷酸鹽紅色發光材料的制備方法，其特征在于所述的原料煅燒的溫度為1000 1200。。。
4.按權利要求2或3所述的磷酸鹽紅色發光材料的制備方法，其特征在于所述的原料煅燒的優選時間為3 6小時。
全文摘要
本發明涉及一種磷酸鹽紅色發光材料及其制備方法，具有如下化學式組成A3-x-yBy(PO4)2:xEu3+，其中，元素A為堿土金屬離子Ca2+、Sr2+或Ba2+中的一種或幾種，元素B為堿金屬離子Li+、Na+或K+的一種或幾種，且0<x≤1，0≤y≤1。與現有技術相比，本發明具有如下優點1)以磷酸鹽為基質，結晶溫度低且穩定性好，原料廉價、易得，生產成本低，產品無放射性，不會對人和環境造成危害；2)發光材料在電荷補償后的發光強度相對電荷補償前有顯著增強；3)可以被短波紫外、長波紫外及465nm可見光有效激發，可應用于熒光燈、發光二極管；4)本發明的制備方法簡單，易于操作。
文檔編號C09K11/71GK102618272SQ201210069490
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月16日 優先權日2012年3月16日
發明者劉恒, 張占輝, 陳力, 黃志良 申請人:武漢工程大學