一种蓝青光铝酸盐荧光粉及其复合荧光玻璃

本发明属于荧光材料领域，特别涉及一种蓝青光铝酸盐荧光粉及其复合荧光玻璃。

背景技术：

1、白光发光二极管(white light emitting diodes,wleds)作为一种新型固态光源，与传统的白炽钨丝灯泡、荧光灯相比，具有体积小、寿命长、响应速度快、绿色环保等优点。白光led可平面封装，易开发成轻薄、便携的产品，已经逐步替代传统照明光源，被誉为第四代照明光源。作为一种复合光，白光可以由红、绿、蓝三基色或者由其他颜色组合获得。目前，获得白光的途径主要有：三基色led芯片组合、蓝光led芯片结合y3al5o12:ce3+(yag)黄色荧光粉、近紫外led芯片结合红绿蓝三色荧光粉。其中三基色led芯片组合型存在控制电路复杂，对封装技术要求高和随使用时间延长容易出现光色漂移等问题，不适用于室内照明。蓝光led芯片结合yag黄色荧光粉是目前商业主流的白光实现方式。该组合具有光转化效率高、热稳定性好、封装工艺简单等优点，但由于此类组合缺少红光组分，导致其色温偏高，显色指数较低，长期使用会对人类的睡眠和各类生理活动带来影响，难以满足室内照明或宽色域显示的要求。相比之下，近紫外led芯片结合红绿蓝三色荧光粉能够获得显色效果好，色温可调的白光，较好解决了蓝光led芯片结合yag黄色荧光粉中蓝光溢出的问题，适用于室内照明和高色彩还原度要求的照明环境，所以近年来的研究呈上升态势。在众多体系的荧光粉中，青光区域(480-520nm)发光的缺失日益明显。在白光固态照明中，青光的缺失经常造成白光均匀性降低，不利于显色指数的提高，这种现象俗称为青光缺失(cyan gap)。所以，为了获得接近太阳光谱的全光谱照明白光led，开发近紫外激发的青光荧光材料至关重要。

2、目前，传统的led照明主要使用荧光粉和硅胶/环氧树脂混合的固化物作为光转化材料，这种工艺虽然已经产业化，但存在大功率下发光阈值低的问题：硅胶/环氧树脂长期暴露在热源和光辐射环境下发生严重老化影响产品性能。为了解决这个问题，荧光粉常被封装在物理化学稳定性更好的玻璃或陶瓷基体中。其中，玻璃基体具有透过率高、制备工艺简单和组分可调等优点，使得复合荧光玻璃成为固态照明光转换材料的研究热点。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种蓝青光铝酸盐荧光粉及其复合荧光玻璃，该荧光粉和荧光玻璃能够被(近)紫外光(360-420nm)有效激发，适合作为蓝、青色荧光材料用于近紫外光激发的全光谱照明中。

2、本发明提供了一种蓝青光铝酸盐荧光粉，所述荧光粉具有如下通式：axbyeukalhcgo34+δ；其中a为na、k、rb、cs中的一种或者几种；b为ba、sr、ca、mg中的一种或者几种；c为ga、b、in中的一种或者几种；x、y、k、h、g、δ为摩尔系数，0≤x≤2.6，0≤y≤2.6，0≤k≤0.6，0≤h≤22，0≤g≤22，δ根据电中性法则变化数值。

3、进一步的，所述荧光粉发射峰值波长在450nm-500nm的蓝青光。

4、本发明还提供了一种蓝青光铝酸盐荧光粉的制备方法，包括如下步骤：

5、(1)按照化学计量比称取相应比例的反应物原料；

6、(2)将上述各反应物原料研磨均匀，得到混合粉体，将混合粉体转移到坩埚中；

7、(3)将上述坩埚放置于卧式管式炉中，在还原气氛下于1300-1400℃下保温4-6h，反应结束后依次粉碎、研磨后得到蓝青光铝酸盐荧光粉。

8、进一步的，所述步骤(3)中的还原气氛由体积分数10％-20％的h2和80％-90％的n2组成。

9、本发明还提供了一种蓝青光铝酸盐复合荧光玻璃，由所述的蓝青光铝酸盐荧光粉与介孔氧化硅分子筛混合烧结而得。

10、进一步的，所述介孔氧化硅分子筛为fdu-12、sba-15、mcm-41、msn和zsm-5中的一种或者几种。

11、进一步的，所述复合荧光玻璃发射峰值波长在443nm的蓝光。

12、本发明还提供了一种蓝青光铝酸盐复合荧光玻璃的制备方法，包括如下步骤：

13、(1)将蓝青光铝酸盐荧光粉与介孔氧化硅分子筛研磨均匀得到混合粉体，将粉体装入模具中；

14、(2)将模具置于放电等离子体烧结炉中进行烧结，其中所述烧结的工艺参数为：烧结温度为910-1000℃，升温速率为100～600℃/min，压力为50-60mpa，保温时间为1-3min，真空烧结；(3)将步骤(2)得到的荧光玻璃块体通过双面打磨、抛光，即得蓝青光铝酸盐复合荧光玻璃。

15、进一步的，所述蓝青光铝酸盐荧光粉与介孔氧化硅分子筛的质量比为0.01-0.25：1。

16、进一步的，所述的蓝青光铝酸盐荧光粉或所述的蓝青光铝酸盐复合荧光玻璃，被360-420nm的近紫外光有效激发。

17、本发明还提供了蓝青光铝酸盐荧光粉或蓝青光铝酸盐复合荧光玻璃在近紫外光激发的全光谱照明中的应用。

18、有益效果

19、本发明提供的荧光粉和复合荧光玻璃，能被360-420nm的(近)紫外光有效激发。其中，铝酸盐荧光粉能发射出峰值波长为450-500nm的蓝青光；室温时，其荧光量子效率最高可达98.26％；150℃时，其发光强度最高可保持在室温时的86.90％，相较于现有的近紫外激发青色荧光材料具有量子效率高、抗热淬灭性能好的优点；复合荧光玻璃能发射出峰值波长为443nm的蓝光；室温时，其荧光量子效率为79.51％；150℃时，其发光强度最高可保持在室温时的105.6％，展现出反热猝灭性能。上述荧光粉与介孔氧化硅分子筛复合后，其热稳定性有显著的提高。

技术特征：

1.一种蓝青光铝酸盐荧光粉，其特征在于：所述荧光粉具有如下通式：axbyeukalhcgo34+δ；其中a为na、k、rb、cs中的一种或者几种；b为ba、sr、ca、mg中的一种或者几种；c为ga、b、in中的一种或者几种；x、y、k、h、g、δ为摩尔系数，0≤x≤2.6，0≤y≤2.6，0≤k≤0.6，0≤h≤22，0≤g≤22，δ根据电中性法则变化数值。

2.根据权利要求1所述的荧光粉，其特征在于：所述荧光粉发射峰值波长在450nm-500nm的蓝青光。

3.一种如权利要求1-2任一所述的蓝青光铝酸盐荧光粉的制备方法，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的还原气氛由体积分数10％-20％的h2和80％-90％的n2组成。

5.一种蓝青光铝酸盐复合荧光玻璃，其特征在于：由如权利要求1所述的蓝青光铝酸盐荧光粉与介孔氧化硅分子筛混合烧结而得。

6.根据权利要求5所述的复合荧光玻璃，其特征在于：所述介孔氧化硅分子筛为fdu-12、sba-15、mcm-41、msn和zsm-5中的一种或者几种。

7.根据权利要求5所述的复合荧光玻璃，其特征在于：所述复合荧光玻璃发射峰值波长在443nm的蓝光。

8.一种如权利要求5-7任一所述的蓝青光铝酸盐复合荧光玻璃的制备方法，包括如下步骤：(1)将蓝青光铝酸盐荧光粉与介孔氧化硅分子筛研磨均匀得到混合粉体，将粉体装入模具中；(2)将模具置于放电等离子体烧结炉中进行烧结，其中所述烧结的工艺参数为：烧结温度为910-1000℃，升温速率为100～600℃/min，压力为50-60mpa，保温时间为1-3min，真空烧结；(3)将步骤(2)得到的荧光玻璃块体通过双面打磨、抛光，即得蓝青光铝酸盐复合荧光玻璃。

9.如权利要求1所述的蓝青光铝酸盐荧光粉或如权利要求5所述的蓝青光铝酸盐复合荧光玻璃，其特征在于：被360-420nm的近紫外光有效激发。

10.如权利要求1所述的蓝青光铝酸盐荧光粉或如权利要求5所述的蓝青光铝酸盐复合荧光玻璃在近紫外光激发的全光谱照明中的应用。

技术总结本发明涉及一种蓝青光铝酸盐荧光粉及其复合荧光玻璃，所述荧光粉具有如下通式：A<subgt;x</subgt;B<subgt;y</subgt;Eu<subgt;k</subgt;Al<subgt;h</subgt;C<subgt;g</subgt;O<subgt;34+δ</subgt;；其中A为Na、K、Rb、Cs中的一种或者几种；B为Ba、Sr、Ca、Mg中的一种或者几种；C为Ga、B、In中的一种或者几种；x、y、k、h、g、δ为摩尔系数，0≤x≤2.6，0≤y≤2.6，0≤k≤0.6，0≤h≤22，0≤g≤22，δ根据电中性法则变化数值。将荧光粉与介孔氧化硅分子筛混合均匀后置于放电等离子体烧结炉中烧结得到荧光玻璃。本发明的荧光粉和荧光玻璃能够被(近)紫外光(360‑420nm)有效激发，适合作为蓝、青色荧光材料用于近紫外光激发的全光谱照明中。技术研发人员：王连军,潘泽晟,陈海杰,江莞受保护的技术使用者：东华大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17