一种铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉及其应用

本发明属于无机发光材料，具体涉及一种铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉及其应用。

背景技术：

1、在全球城市化发展愈演愈烈的趋势下，农业长期发展的关键在于如何更有效的利用耕地、劳动力和现代化技术。室内植物工厂是未来园艺生产和解决高密度人口城市食物供应的一个重要解决方案。无论在城市地区还是工厂中，人造光源在农业生产越来越起到举足轻重的作用，自20世纪60年代甚至更早以来，人造光就被用于农业以改善作物生长，同时又不会降低其营养。植物照明用的光谱需要考虑叶绿素以及光敏色素的吸收位置，控制植物生长形态的光敏色素pr和pfr的吸收范围在550～700nm之间，其中光敏色素pfr的最佳吸收范围在700-740nm的深红色区域。

2、发光二极管(led)作为新一代照明光源正在彻底改变普通照明，然而与一般照明用led相比，当前用于植物生长的led技术还有待进步。led器件的性能主要取决于所使用的发光材料，但是目前所用于植物照明的荧光粉均具有一定的缺点和不足。eu3+激活的发光材料是一种常用的植物生长用红光材料，通常具有发光效率高、性能稳定等优点。传统的eu3+激活无机发光材料的发光波长以小于630nm的橙红光(5d0→7f1、5d0→7f2)为主，但是当eu3+占据低对称性非反演中心的晶体格位时，其5d0→7f4跃迁的可能性将大大增加，可得到比橙红光更强的远红光(>700nm)发射，从而更加有利于植物生长调节。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题就是提供一种铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉及其应用，所述荧光粉可应用于植物生长照明，还可应用于紫外led芯片激发的红光-深红光转换材料、眼睛哺光仪、高能射线探测、发光防伪识别等领域。

2、采用的技术方案为：

3、一种铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉，所述荧光粉的化学组成表示式为：eu2(1-x)la2xcainga3zro12，其中0≤x＜1；所述荧光粉可被250～300nm之间的宽带、300～410nm之间的窄带和x-射线激发，发射最强峰为710nm。

4、优选的，所述荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

5、(1)称量：按化学组成分别称取含有铕、镧、钙、铟、镓和锆元素的原料，其化学计量比为2-2x：2x：1：1：3：1，其中0≤x＜1；

6、(2)研磨：研磨混合均匀，放入反应容器中；

7、(3)烧结：在空气气氛中进行烧结，后冷却到室温，研磨即得所述荧光粉。

8、优选的，所述的含有铕元素的原料选自氧化铕、草酸铕、碳酸铕和硝酸铕中的一种或多种的混合；

9、所述的含有镧元素的原料选自氧化镧、草酸镧、碳酸镧和硝酸镧中的一种或多种的混合；

10、所述的含有钙元素的原料选自碳酸钙、碳酸氢钙和草酸钙中的一种或多种的混合；

11、所述的含有铟元素的原料选自氧化铟；

12、所述的含有镓元素的原料选自氧化镓；

13、所述的含有锆元素的原料选自氧化锆。

14、优选的，所述烧结过程中，以3～7℃/min的速率从室温升温至1100～1250℃，然后保持温度恒定。

15、优选的，烧结过程升温后保持温度恒定3～4h，最优选为3.5h。

16、优选的，所述荧光粉伴有575～650nm橙至红光的多峰窄带发光。

17、优选的，所述荧光粉在x-射线辐照结束后发光仍能持续，余辉发光时间为20s。

18、上述的一种铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉在口腔红光治疗仪、紫外led芯片激发的红光-深红光转换材料、植物生长照明、眼睛哺光仪、高能射线探测、发光防伪识别领域的应用。

19、本发明的荧光粉利用eu3+在石榴石中的八配位格位环境，特殊的对称性使得eu3+离子在eu2(1-x)la2xcainga3zro12中表现强烈的红光-深红色发光。

20、与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

21、(1)本发明铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉可被250～300nm之间的宽带、300～410nm之间的窄带和x-射线激发，具有发光亮度高、荧光寿命可调等优点，可用作口腔红光治疗仪、紫外led芯片激发的红光-深红光转换材料。

22、(2)本发明铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉最强发射主峰出现在710nm深红光，伴有575～650nm橙至红光的多峰窄带发光。可用于眼睛哺光仪、高能射线探测和辅助植物生长照明等领域。

23、(3)本发明铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉在温度低至1100℃条件下经一步烧结，仅需反应3.5h成相，相较于传统铝、硅基的石榴石同构体系而言，其固相合成的反应温度大幅度下降，合成时间短，且合成过程无特定压强、气氛要求，制备过程简便、所需能耗低等优点。

24、(4)本发明铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉在x-射线辐照结束后发光仍能持续，余辉发光时间为20s，可用于高能射线探测及发光防伪识别领域。通过调整煅烧温度和时间，可对余辉发光时间进行调整，调整范围在5～30s。

技术特征：

1.一种铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉，其特征在于，所述荧光粉的化学组成表示式为：eu2(1-x)la2xcainga3zro12，其中0≤x＜1；所述荧光粉被被250～300nm之间的宽带、300～410nm之间的窄带和x-射线激发，发射最强峰为710nm。

2.根据权利要求1所述的一种铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉，其特征在于，所述荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉，其特征在于，所述的含有铕元素的原料选自氧化铕、草酸铕、碳酸铕和硝酸铕中的一种或多种的混合；

4.根据权利要求2所述的一种铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉，其特征在于，所述烧结过程中，以3～7℃/min的速率从室温升温至1100～1250℃，然后保持温度恒定。

5.根据权利要求4所述的一种铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉，其特征在于，烧结过程升温后保持温度恒定3～4h。

6.根据权利要求1所述的一种铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉，其特征在于，所述荧光粉在x-射线辐照结束后发光仍能持续，余辉发光时间为20s。

7.根据权利要求1所述的一种铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉，其特征在于，所述荧光粉伴有575～650nm橙至红光的多峰窄带发光。

8.如权利要求1-7中任一所述的一种铕钙铟镓锆石榴石基红光-深红光荧光粉在口腔红光治疗仪、紫外led芯片激发的红光-深红光转换材料、植物生长照明、眼睛哺光仪、高能射线探测、发光防伪识别领域的应用。

技术总结本发明属于无机发光材料技术领域，具体涉及一种铕钙铟镓锆石榴石基红光‑深红光荧光粉及其应用。所述荧光粉的化学组成表示式为：Eu<subgt;2(1‑x)</subgt;La<subgt;2x</subgt;CaInGa<subgt;3</subgt;ZrO<subgt;12</subgt;，其中0≤x＜1，其合成过程无特定压强、气氛要求，具有合成时间短、制备过程简便、所需能耗低等优点。本发明的荧光粉，可被250～300nm之间的宽带、300～410nm之间的窄带和X‑射线激发，最强发射主峰出现在710nm深红光，伴有575～650nm橙至红光的多峰窄带发光，可应用于口腔红光治疗仪、紫外LED芯片激发的红光‑深红光转换材料、植物生长照明、眼睛哺光仪等领域。技术研发人员：张海兵,冯婉玲受保护的技术使用者：广州医科大学附属口腔医院（广州医科大学羊城医院）技术研发日：技术公布日：2024/5/12