一种led用硅酸盐荧光粉的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于湿化学法制备荧光粉技术领域，具体涉及一种LED用硅酸盐荧光粉的制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，稀土发光材料已经成为信息显示、照明光源、光电器件等领域的核心材料。其中，应用最为广泛的是可被紫外光-蓝光(200?500nm)激发而产生不同发光颜色的荧光粉材料。荧光粉的高色纯度、高发光强度以及分布均匀的颗粒尺寸能明显改善LED器件的使用性能。目前荧光粉基体材料主要包括铝酸盐、硅酸盐、钨酸盐、氮化物、氟化物以及硅酸盐等，但不同体系的荧光粉的发光性能存在差异。
[0003]2011年，黄彦林等人以碱土碳酸盐、Si02、Eu203等为原料，在还原气氛条件下于1000?1500°C下煅烧I?15h，即得Ca7-7x—7yM7yEu7x(Si04)4绿光荧光粉。发现该荧光粉在紫外近紫外光激发下可发射出绿光，发光效率高、激发波长宽的特点。2012年，陈雷等人以纳米-微米Si02、Eu203以及碱土金属碳酸盐、碱土金属氧化物等为原料，在氢气、氮气混合气氛下，于1400?1700°C下煅烧4?20h，即得(Aei—xEux)3Si05红光荧光粉，在460nm蓝光激发下，焚光粉发射出波长为600nm的红光，荧光粉的发光强度高、化学稳定性好。
[0004]目前，已报道的硅酸盐荧光粉的制备方法多为高温固相法，经高温煅烧后粉体中激活剂混合不均匀，导致荧光粉的显色性能差。同时，高温固相法所得荧光粉颗粒粒径大小不均匀，极大的影响了荧光粉在器件中的实际使用性能。
【发明内容】
[0005]为此，本发明所要解决的技术问题在于克服传统固相法所得荧光粉材料由于直接进行高温煅烧，所得荧光粉中激活剂混合不均匀，荧光粉的显色性能差，同时荧光粉颗粒粒径大小不均匀的技术瓶颈，从而提出一种LED用硅酸盐荧光粉的制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明的公开了一种LED用硅酸盐荧光粉的制备方法，其中，所述方法为:
[0007]I)按照元素摩尔比为M:Al:Si = l:1:1的比例，称取相应量的Al(NO3)3.9出0或Al2O3中的一种、Μ2θ或MOH或MNO3中的一种，以及S12或Si (OC2H5)4中的一种;其中，M元素可以为1^、他、1(、08、厶8中的至少一种；
[0008]按照RE: M = (O?0.2):1的元素摩尔比，称取相应量的RE元素的稀土化合物;其中，1^元素为06、？1'、则、？111、3111411、6(1、1'13、07、!10 41'、1'111、￥13中的至少一种；
[0009]2)将步骤I)中的称取的各物质共同置于HNO3溶液中，保温处理，获得澄清的混合溶液；
[0010]3)按照摩尔比为C6H8O7: Ti (SO4)2 = (0.4?5.0):1，称取相应量的C6H8O7.H2O置于步骤2)所得的混合溶液中，混合搅拌，获得透明溶胶体；
[0011 ] 4)将步骤3)所得透明溶胶体混合搅拌，获得湿凝胶体；
[0012]5)将步骤4)所得湿凝胶体置于烘箱中，陈化处理，然后冷却至室温，得到干凝胶块；
[0013]7)将步骤5)所得干凝胶块进行梯度升温处理，温至至600?900°C，
[0014]然后冷却至室温后研磨得到1^13丨04^1^3+荧光粉，即硅酸盐荧光粉;其中0<1<
0.2。
[0015]优选的，所述的制备方法，其中，步骤2)所述的RE元素的稀土化合物
[0016]可以为RE2O3、RE (NO3) 3、RECI3SRE4O7 中的一种。
[0017]优选的，所述的制备方法，其中，所述步骤2)中，HNO3溶液的浓度为5?35%。
[0018]优选的，所述的制备方法，其中，所述步骤2)中，保温的温度为50?70°C，时间为35?90mino
[0019]优选的，所述的制备方法，其中，所述步骤3)中，混合搅拌所用到的搅拌器为磁力搅拌器，磁力转子转速为80?320rpm，搅拌时间为15?60min。
[0020]优选的，所述的制备方法，其中，所述步骤4)中，混合搅拌所用到的搅拌器为磁力搅拌器，磁力转子转速为25?75rpm，温度为50?80°C，并加热时间为3?40h。
[0021]优选的，所述的制备方法，其中，所述步骤5)中，陈化处理的温度为80?190°C，时间为I?48h。
[0022]更为优选的，所述的制备方法，其中，所述步骤6)中，所述梯度升温煅烧处理具体为:将步骤5)所得的干凝胶块置于电阻炉内，以10°C/min的升温速度升温至320?450°C保温I?1h，再以5 °C /min的升温速度升温至600?900 V煅烧3?30h。
[0023]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0024](I)本发明采用溶胶-凝胶法，在后期低温煅烧下(600?900°C)即可获得MAlS14:xRE3+(0 < X < 0.2)荧光粉。与传统的高温固相法相比，溶胶-凝胶法所需后期煅烧温度低，对设备要求不高，能耗较低，适合工业化生产。
[0025](2)本发明采用溶胶-凝胶法制备MAl S14: xRE3+ (0<x<0.2)荧光粉，与传统固相法相比，溶胶-凝胶法所得荧光粉中的RE3+分散均匀，易进入MAlS14中实现能量传递，所得荧光粉的发光性能优异。
[0026](3)本发明采用溶胶-凝胶法制备MAl S14: xRE3+ (0<x<0.2)荧光粉，与传统固相法相比，溶胶-凝胶法所得荧光粉粒径大小分布均匀，与封装胶水的均匀混合。
【具体实施方式】
[0027]实施例1本实施例公开了一种LED用MAlSi04:xRE3+焚光粉(即硅酸盐荧光粉)的制备方法，具体步骤如下:
[0028](I)按照K: Al: Si = 1:1:1的摩尔比，称取0.8018的腿(:03、3.0Olg的Al(NO3)3.9H20和1.667g的Si(0C2H5)4。按照pr3+的摩尔浓度为1.0mol% (指Pr3+占基体材料KAlS14的摩尔浓度)，称取0.016g的Pr2O3粉体。
[0029](2)将步骤I)中的KH⑶3、A1(N03)3.9H20、Si(0C2H5)4)以及Pr2O3粉体共同置于10mL浓度为35%的HNO3溶液中，在50°C下保温90min，获得澄清的K1+、Al3+、Si4+以及Pr3+混合溶液。
[0030](3)按照C6H807(柠檬酸):Si = 2.25:l的比例，称取3.78g的C6H8O7.H2O置于步骤2)的溶液中，然后将溶液置于磁力搅拌器上，控制磁力转子转速为240rpm进行搅拌45min，使各反应物混合均匀，获得透明溶胶体。
[0031](4)将步骤3)所得透明溶胶体置于磁力搅拌器上，控制磁力转子转速为25rpm，搅拌器加热温度为80 V下，进行慢速搅拌并加热12h，获得湿凝胶体。
[0032](5)将步骤4)所得湿凝胶体置于烘箱中，于150°C下保温2h进行陈化，随炉冷却后取出，得到干凝胶块。
[0033](6)将步骤5)所得干凝胶块置于电阻炉内，以10°C/min的升温速度升温至380°C保温2h，再以5 °C/min的升温速度升温750°C煅烧18h，随炉冷却后取出，进行研磨，即得KAlS14:0.0lPr3+红光荧光粉。
[0034]实施例2本实施例公开了一种LED用MAlSi04:xRE3+焚光粉(即硅酸盐荧光粉)的制备方法，具体步骤如下:
[0035](1)按照1^:似:厶1:51 = 0.5:0.5:1:1的摩尔比，称取0.3528的1^0!1.H20、0.336g的他0!1、6.3028的厶1(勵3)3.9H20和3.450g的Si(0C2H5)4。按照Er3+的摩尔浓度为0.5mol%(指Er3+占基体材料LiQ.5Na0.5AlSi04的摩尔浓度)，称取0.015g的Er2O3粉体。
[0036](2)将步骤I)中的L1H.H20、Na0H、Al(NO3)3.9H20、Si(OC2H5)4)以及Er2O3粉体共同置于300mL浓度为10%的HNO3溶液中，在50°C下保温90min，获得澄清的Li+、Na+、Al3+、Si4+以及Er3+混合溶