本發(fā)明屬于led用熒光粉制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉，本發(fā)明還涉及該摻鐠紅色熒光粉的制備方法。

背景技術(shù)：

白光led作為第四代綠色照明光源，是如今的照明光源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。藍(lán)光或紫外光led半導(dǎo)體芯片與黃光熒光粉或紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉分別組合實(shí)現(xiàn)白光的模式更是如今實(shí)現(xiàn)白光led的主流方案。目前實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的藍(lán)光led半導(dǎo)體芯片與黃光熒光粉yag:ce³⁺(y3al5o12:ce³⁺)組合形成的白光，由于其紅光發(fā)射波段較弱，導(dǎo)致其顯色性指數(shù)較低(ra<80)，相關(guān)色溫較高(cct>7000k)，僅可滿足普通的照明要求。

由于熒光材料的發(fā)光性能將對(duì)白光led的發(fā)光亮度、光效、使用壽命、色度等性能指標(biāo)產(chǎn)生重要的影響。且市場(chǎng)上缺少能與藍(lán)光或紫外光led半導(dǎo)體芯片匹配的、高效率的熒光材料，故為了提供近紫外或者藍(lán)光激發(fā)的紅色熒光粉，使其解決現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射光譜中紅色成分少而出現(xiàn)的問題，以進(jìn)一步提高熒光粉的顯色性和光效率，滿足更多照明要求的場(chǎng)所使用，開發(fā)新型、高效且可以與藍(lán)光或紫外光led半導(dǎo)體芯片匹配的紅色熒光粉具有重要的研究和實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉，解決現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射光譜紅色成分少而導(dǎo)致的色溫高，顯色指數(shù)低的問題，以進(jìn)一步提高熒光粉的顯色性和光效率。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉的制備方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，以磷酸鹽為基質(zhì)，化學(xué)通式為ca3gd1-xna(po4)3f:xpr，其中0.02≤x≤0.1。

本發(fā)明所采用的另一個(gè)技術(shù)方案是，以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、按按化學(xué)通式ca3gd1-xna(po4)3f:xpr的摩爾配比，其中0.02≤x≤0.1，分別稱取含ca化合物、含gd化合物、含na的氟化合物、含p化合物和含pr化合物作為原料；

步驟2、將步驟1中稱取的所有原料混合后研磨，形成混合料；

步驟3、將經(jīng)步驟2得到的混合料于空氣氣氛下煅燒3h～5h，煅燒溫度為750℃～950℃，煅燒完成后隨爐冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；

步驟4、將步驟3得到的煅燒產(chǎn)物研磨，得到以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉。

本發(fā)明另一種技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于，

在步驟1中：含ca化合物為caco3，含gd化合物為gd2o3，含na的氟化合物為naf，含p化合物為nh4h2po4，含pr化合物為pr6o11。

步驟2中研磨時(shí)間為20min～40min。

步驟3中升溫速率為3℃/min～10℃/min。

步驟4中研磨時(shí)間為20min～40min。

本發(fā)明的有益效果是，

本發(fā)明以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉，以磷酸鹽為基質(zhì)，通過摻雜激活離子pr³⁺，制備得到以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉，該紅色熒光粉的激發(fā)光譜在400nm～500nm，幾個(gè)主要激發(fā)峰在448nm、472nm、485nm附近，其發(fā)射光譜在500nm～700nm，主峰在613nm附近，能夠在近紫外或藍(lán)光激發(fā)下發(fā)出紅光，發(fā)光強(qiáng)度高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，發(fā)光性能好，解決現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射光譜中紅色成分少而出現(xiàn)的問題，以進(jìn)一步提高熒光粉的顯色性和光效率；

本發(fā)明以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉的制備方法，基于固相合成法來制備，操作性強(qiáng)，在空氣氣氛下制備，升溫過程簡(jiǎn)單，方法簡(jiǎn)單易行，重現(xiàn)性好，制備周期短。

附圖說明

圖1是實(shí)施例2制備得到的ca3gd0.98na(po4)3f:0.02pr紅色熒光粉的x射線衍射圖譜與ca5(po4)3f標(biāo)準(zhǔn)卡片(pdf#15-0876)擬合圖；

圖2是實(shí)施例3制備得到的ca3gd0.94na(po4)3f:0.06pr紅色熒光粉的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜；

圖3是實(shí)施例3制備得到的ca3gd0.94na(po4)3f:0.06pr紅色熒光粉的cie色坐標(biāo)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉，以磷酸鹽為基質(zhì)，化學(xué)通式為ca3gd1-xna(po4)3f:xpr，其中0.02≤x≤0.1。

本發(fā)明以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、按化學(xué)通式ca3gd1-xna(po4)3f:xpr的摩爾配比，其中0.02≤x≤0.1，分別稱取caco3、gd2o3、naf、nh4h2po4和pr6o11作為原料；

步驟2、將步驟1中稱取的所有原料混合后研磨20min～40min，形成混合料；

步驟3、將經(jīng)步驟2得到的混合料于空氣氣氛下煅燒3h～5h，煅燒溫度為750℃～950℃，升溫速率為3℃/min～10℃/min，煅燒完成后隨爐冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；

其中，煅燒時(shí)按照以下化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行合成：

caco3+(1-x)/2gd2o3+naf+nh4h2po4+x/6pr6o11→ca3gdna(po4)3f+co2；

步驟4、將步驟3得到的煅燒產(chǎn)物研磨20min～40min，得到以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉。

實(shí)施例1

取x＝0.02，按化學(xué)式ca3gd0.98na(po4)3f:0.02pr的化學(xué)計(jì)量配比，用電子天平分別稱取caco3、gd2o3、naf、nh4h2po4和pr6o11，再另加入混合原料重量7％的naf，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨20min，使原料之間混合均勻，得到混合料；將得到的混合料裝入剛玉坩堝中，并將該剛玉坩堝置于快速升溫電阻爐中，于空氣氣氛下煅燒，期間以3℃/min的升溫速率升至750℃，保溫3h，待煅燒完成后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；取出煅燒后的產(chǎn)物再次研磨20min，即得到以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉。

實(shí)施例2

取x＝0.04，按化學(xué)式ca3gd0.96na(po4)3f:0.04pr的化學(xué)計(jì)量配比，用電子天平分別稱取caco3、gd2o3、naf、nh4h2po4和pr6o11，再另加入混合原料重量7％的naf，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨25min，使原料之間混合均勻，得到混合料；將得到的混合料裝入剛玉坩堝中，并將該剛玉坩堝置于快速升溫電阻爐中，于空氣氣氛下煅燒，期間以5℃/min的升溫速率升至800℃，保溫4h，待煅燒完成后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；取出煅燒后的產(chǎn)物再次研磨30min，即得到以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉。

圖1為利用實(shí)施例2中的制備方法制備的ca3gd0.96na(po4)3f:0.04pr紅色熒光粉的x射線衍射圖譜，從圖1中可看出：物相純度高，結(jié)晶度好。

實(shí)施例3

取x＝0.06，按化學(xué)式ca3gd0.94na(po4)3f:0.06pr的化學(xué)計(jì)量配比，用電子天平分別稱取caco3、gd2o3、naf、nh4h2po4和pr6o11，再另加入混合原料重量7％的naf，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨40min，使原料之間混合均勻，得到混合料；將得到的混合料裝入剛玉坩堝中，并將該剛玉坩堝置于快速升溫電阻爐中，于空氣氣氛下煅燒，期間以10℃/min的升溫速率升至950℃，保溫5h，待煅燒完成后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；取出煅燒后的產(chǎn)物再次研磨40min，即得到以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉。

圖2為利用實(shí)施例3中的制備方法制備的ca3gd0.94na(po4)3f:0.06pr紅色熒光粉的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜。，可以看出：主發(fā)射峰位于613nm附近，幾個(gè)主激發(fā)峰分別位于448nm、472nm和485nm附近；由此可見，該熒光粉可被近紫外光和藍(lán)光有效激發(fā)而發(fā)出紅光，可應(yīng)用于白光led。

圖3是利用實(shí)施例3中的制備方法所制備的ca3gd0.94na(po4)3f:0.06pr紅色熒光粉的cie色坐標(biāo)圖。從圖中可看出，該紅色熒光粉的cie色坐標(biāo)為(x＝0.629，y＝0.371)，與ntsc標(biāo)準(zhǔn)色坐標(biāo)(x＝0.670，y＝0.330)接近。

實(shí)施例4

取x＝0.08，按化學(xué)式ca3gd0.92na(po4)3f:0.08pr的化學(xué)計(jì)量配比，用電子天平分別稱取caco3、gd2o3、naf、nh4h2po4和pr6o11，再另加入混合原料重量7％的naf，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨35min，使原料之間混合均勻，得到混合料；將得到的混合料裝入剛玉坩堝中，并將該剛玉坩堝置于快速升溫電阻爐中，于空氣氣氛下煅燒，期間以9℃/min的升溫速率升至900℃，保溫3h，待煅燒完成后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；取出煅燒后的產(chǎn)物再次研磨25min，即得到以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉。

實(shí)施例5

取x＝0.1，按化學(xué)式ca3gd0.9na(po4)3f:0.1pr的化學(xué)計(jì)量配比，用電子天平分別稱取caco3、gd2o3、naf、nh4h2po4和pr6o11，再另加入混合原料重量7％的naf，其中稀土氧化物的純度為99.99％，其余均為分析純；將上述原料進(jìn)行研磨30min，使原料之間混合均勻，得到混合料；將得到的混合料裝入剛玉坩堝中，并將該剛玉坩堝置于快速升溫電阻爐中，于空氣氣氛下煅燒，期間以6℃/min的升溫速率升至900℃，保溫5h，待煅燒完成后隨爐冷卻，直至冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；取出煅燒后的產(chǎn)物再次研磨25min，即得到以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉。

本發(fā)明以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉，以磷酸鹽為基質(zhì)，摻雜激活離子pr³⁺，正磷酸鹽中的磷酸根(po4^3－)可以有效地吸收uv(紫外線)以及vuv(真空紫外線)光子能量(在uv以及vuv區(qū)域有寬而強(qiáng)的激發(fā)帶)，po4^3－與其中的激活離子pr³⁺有高效率的能量轉(zhuǎn)換，并且有較好的光學(xué)穩(wěn)定性、熱化學(xué)穩(wěn)定性和較長的光學(xué)壽命，制備得到以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉，該紅色熒光粉的激發(fā)光譜在400nm～500nm，幾個(gè)主要激發(fā)峰在448nm、472nm、485nm附近，其發(fā)射光譜在500nm～700nm，主峰在613nm附近，能夠在近紫外或藍(lán)光激發(fā)下發(fā)出紅光，發(fā)光強(qiáng)度高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，發(fā)光性能好，解決現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射光譜中紅色成分少而出現(xiàn)的問題，以進(jìn)一步提高熒光粉的顯色性和光效率；以磷酸鹽為基質(zhì)的摻鐠紅色熒光粉的制備方法，基于固相合成法來制備，操作性強(qiáng)，在空氣氣氛下制備，升溫過程簡(jiǎn)單，方法簡(jiǎn)單易行，重現(xiàn)性好，制備周期短。