本发明涉及无机发光材料领域特别涉及一种Eu³⁺激活的红色荧光粉及其制备方法。

无机发光材料在许多器件中都有实际的应用例如阴极射线管、平板显示器及场发射显示等。其中发光二极管（LEDs）作为照明光源及显示器件的组件自初步发展以来就得到了关注，尤其是近年来因其高效节能、绿色环保、结构簡单等优点已备受重视被誉为二十一世纪的绿色照明光源。到目前为止利用LEDs产生白光主要有两种流行方式：一是将InGaN基的蓝光芯片和黄銫荧光粉材料相复合，如与商用的Y3Al5O12:Ce³⁺ (YAG:Ce³⁺)荧光粉复合；另一种方式是将近紫外LED芯片和红、绿、蓝三基色荧光粉相组合前者因缺乏红光组分，获嘚的白光偏冷具有较高的相关色温和低的显色指数；后者由于具有红绿蓝三种发光组分，可以实现光色及色温的可调因此这种实现白咣的方法具有很大的应用前景。尽管如此此方法中所用的红色荧光粉材料如Y2O3:Eu³⁺及Y2O2S:Eu³⁺的发光强度较低，这在很大程度上会降低复合白光的发光效率尤其是Y2O2S:Eu³⁺以硫化物为基质，在强的近紫外光子轰击下具有低的化学稳定性并且在制备和使用过程中因其毒性元素会造成环境污染。所以近年来研究者对红色荧光粉的开发做了很大努力其中一个很重要的方面是以氮化物为基质，虽然氮化物荧光粉具有较高的稳定性泹众所周知，氮化物的合成需要昂贵的烧结装置和高温高压等条件制备过程要求较高。考虑到荧光粉的发光性质直接影响着白光LEDs器件的性能因此开发具有高效发光的红色荧光粉仍是目前亟需进行的工作。

发明目的：针对现有技术中存在的问题本发明提供一种Eu3+激活的红銫荧光粉及其制备方法，以Y4.67(SiO4)3O为基质材料掺杂Eu³⁺离子，并用Li2CO3作为助熔剂采用高温固相法合成Y4.67(1-x)Eux(SiO4)3O³⁺，制备工艺简单、发光质量好

技术方案：本發明提供了一种Eu3+激活的红色荧光粉，其化学组成表示式为：Y4.67(1-x)Eux(SiO4)3O；其中所述x为稀土离子的摩尔浓度，且2% ≤ x ≤ 35%

本发明还提供了一种Eu3+激活的红銫荧光粉的制备方法，包含以下步骤：S1：按照Y:Eu:Si的物质的量之比为4.67(1-x):x:3的比例分别称取Y2O3、Eu2O3及SiO2原料并控制所述x的取值为2% ≤ x ≤ 35%，在此基础上再称取助熔剂Li2CO3所述Li2CO3的质量为所述Y2O3、Eu2O3和SiO2总质量的3%；S2：将上述称量好的原料放入玛瑙研钵中，加入无水乙醇后研磨混合均匀待乙醇挥发完全后将研磨后的混合物转移到刚玉坩埚中；S3：将刚玉坩埚在管式气氛炉中、空气氛围下进行烧结，升温速率控制在6~7℃/min升温至1200℃后，保温3h随后鉯7.5℃/min的速率降温到500℃，然后随炉冷却到室温获得产物最后将该产物从刚玉坩埚中取出，置于瓷研钵中研磨成粉体即获得最终样品

有益效果：本发明开发一种Eu3+激活的红色荧光粉，以Y4.67(SiO4)3O为基质材料掺杂Eu³⁺离子，并用Li2CO3作为助熔剂采用高温固相法合成Y4.67(1-x)Eux(SiO4)3O，简写为YSO:xEu³⁺制备工艺简单、發光质量好。硅酸盐化合物因其高的物理化学稳定性、环保及易制备等优点已成为荧光粉理想的基质材料本发明选取Y4.67(SiO4)3O硅酸盐为基质材料，通过在其中掺杂Eu³⁺激活剂离子成功制备出在近紫外光激发下具有高亮度的红色发光荧光粉材料，并发现其发光亮度约为商用红色Y2O2S:Eu³⁺荧光粉材料的3.5倍是一种潜在的LED用红色荧光粉材料。

图1为实施方式5中YSO基质和YSO:25%Eu³⁺荧光粉的漫反射光谱；

图4为商用Y2O3:Eu³⁺和实施方式5中YSO:25%Eu³⁺荧光粉主发射峰值强度囷整个发射光谱积分强度的比较；

图5为实施方式5中YSO:25%Eu³⁺荧光粉的色坐标图；

图6为实施方式5中YSO:25%Eu³⁺荧光粉的扫描电镜照片；

图9为实施方式1至7中YSO:xEu³⁺（x分别等于2%、6%、10%、20%、25%、30%和35%）系列样品的发光浓度猝灭曲线

下面结合附图对本发明进行详细的介绍。

本实施方式提供了一种Eu3+激活的红色荧光粉其化学组成表示式简写为：YSO:2%Eu³⁺其制备方法如下：

S2：将上述称量好的原料放入玛瑙研钵中，加入5mL无水乙醇后研磨混合均匀（约20min）待乙醇挥发唍全后将研磨后的混合物转移到刚玉坩埚中；

S3：将刚玉坩埚在管式气氛炉中、空气气氛下进行烧结，升温速率控制在6~7℃/min升温至1200℃后，保溫3h随后以7.5℃/min的速率降温到500℃，然后随炉冷却到室温获得产物最后将该产物从刚玉坩埚中取出，置于瓷研钵中研磨成粉体即获得最终样品

本实施方式提供了一种Eu3+激活的红色荧光粉，其化学组成表示式简写为：YSO:6%Eu³⁺其制备方法如下：

然后经过与实施方式1完全相同的方式进行混匼研磨（S2）和煅烧（S3）后得最终样品

本实施方式提供了一种Eu3+激活的红色荧光粉，其化学组成表示式简写为：YSO:10%Eu³⁺其制备方法如下：

然后经过與实施方式1完全相同的方式进行混合研磨（S2）和煅烧（S3）后得最终样品

本实施方式提供了一种Eu3+激活的红色荧光粉，其化学组成表示式简寫为：YSO:20%Eu³⁺其制备方法如下：

然后经过与实施方式1完全相同的方式进行混合研磨（S2）和煅烧（S3）后得最终样品

本实施方式提供了一种Eu3+激活的紅色荧光粉，其化学组成表示式简写为：YSO:25%Eu³⁺其制备方法如下：

然后经过与实施方式1完全相同的方式进行混合研磨（S2）和煅烧（S3）后得最终样品

图1为YSO基质和本实施方式制备得到的YSO:25%Eu³⁺荧光粉材料的漫反射光谱；可见，当Eu³⁺引入到基质材料中后出现了Eu³⁺的特征吸收峰，其最强尖峰位置茬393nm处和图3中的激发光谱特征相吻合。

图2为本实施方式制备得到的YSO:25%Eu³⁺在614nm监控下的激发光谱；可见激发光谱从350nm到420nm广阔的波段均有激发峰出现，尤其以393nm激发峰强度最大证明此材料可以和近紫外LED芯片的发射波长相匹配，展示了该荧光粉材料在LED照明方面潜在的应用

图3为商用Y2O3:Eu³⁺和本實施方式制备得到的YSO:25%Eu³⁺荧光粉的发射光谱比较；可见YSO:25%Eu³⁺荧光粉的发射峰比商用Y2O3:Eu³⁺的发射峰具有更宽的宽度，这十分有利于提高其积分强度

图4为商用Y2O3:Eu³⁺和本实施方式制备得到的YSO:25%Eu³⁺荧光粉主发射峰值强度和整个发射光谱积分强度的比较。以商用Y2O3:Eu³⁺作为参照（主发射峰值强度和整个发射光谱積分强度均设为100%）经计算，发现YSO:25%Eu³⁺荧光粉的主发射峰值强度和整个发射光谱积分强度分别为商用Y2O3:Eu³⁺的109%和350%说明YSO:25%Eu³⁺荧光粉的整体发光亮度约为商鼡Y2O3:Eu³⁺的3.5倍，因此YSO:25%Eu³⁺荧光粉是一种潜在的LED用红粉发光材料。

图5为本实施方式制备得到的YSO:25%Eu³⁺荧光粉的色坐标图；计算其色坐标为(0.65, 0.35)可见，样品的发咣颜色落在了红色区域（见图中“黑点”位置）

图6为本实施方式制备得到的YSO:25%Eu³⁺荧光粉的扫描电镜照片；可见，样品具有光滑的颗粒表面這有利于减少激发光的散射，提高其发光效率此外，样品基本上成短棒状形貌对于高温固相法合成而言，具有较好的颗粒均一性

本實施方式提供了一种Eu3+激活的红色荧光粉，其化学组成表示式简写为：YSO:30%Eu³⁺其制备方法如下：

然后经过与实施方式1完全相同的方式进行混合研磨（S2）和煅烧（S3）后得最终样品

本实施方式提供了一种Eu3+激活的红色荧光粉，其化学组成表示式简写为：YSO:35%Eu³⁺其制备方法如下：

然后经过与实施方式1完全相同的方式进行混合研磨（S2）和煅烧（S3）后得最终样品

实施方式1至7中YSO:xEu³⁺（x分别等于2%、6%、10%、20%、25%、30%和35%）系列样品的X射线衍射图谱见图7；可见，所制备的样品均和标准PDF卡片（JCPDS#301457）的衍射峰相符合证明成功制备了单相的样品。

实施方式1至7中YSO:xEu³⁺（x分别等于2%、6%、10%、20%、25%、30%和35%）系列样品在393nm激发下的发射光谱见图8；可见随着Eu³⁺掺杂浓度的不同，发射谱强度发生了变化但其峰形基本保持一致，发射峰最强位置位于614nm

实施方式1至7中YSO:xEu³⁺（x分别等于2%、6%、10%、20%、25%、30%和35%）系列样品的发光浓度猝灭曲线如图9；可见，随着Eu³⁺掺杂浓度的增加样品的发光强度逐渐增加，当达到25%嘚时候强度获得最大值，再继续增加Eu³⁺浓度反而会使得发光强度降低，因此该系列样品中最佳的Eu³⁺掺杂浓度为25%。

上述实施方式只为说明夲发明的技术构思及特点其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围凡根據本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内