具有负热猝灭行为的
荧光粉ba3eu
1-x
re
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al
2-ymyo7.5
及其制备方法
技术领域
1.本发明属于无机发光材料领域，具体涉及具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
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2-ymyo7.5
及其制备方法。
背景技术：
2.三价稀土离子激活的无机发光材料在光激发下可以发射不同波段的发射光，根据材料的性能在不同领域中发挥着重要的作用。其中热淬灭是评价荧光粉热稳定性的重要参数之一。大部分荧光材料都表现出不同程度的热猝灭，即发光强度随着温度的升高而下降。这是由于随着温度的升高无辐射弛豫概率增大，导致能量大量损失，降低了发射强度。因此，在实际应用中这些荧光粉还存在发射光颜不稳定的问题。这些缺陷会严重限制荧光粉的应用和发展领域。因此，开发一种制备方法简单、发光性能稳定、具有优异热稳定性能的荧光粉具有非常重要的实际意义。
技术实现要素：
3.为解决上述问题，本发明提供了具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
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2-ymyo7.5
及其制备方法。
4.本发明所采用的技术方案如下：
5.具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
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2-ymyo7.5
，其特征在于，属于单斜晶系，空间为p2/c，晶胞参数是其中，re为la、lu、y、gd中的一种，m为ga或si；当x＝0时，y＝0.01～0.02；当y＝0时，x＝0.01～0.05。
6.进一步地，所述荧光粉ba3eu
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x
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2-ymyo7.5
在uv-nuv(紫外-近紫外)光激发下，在30～300℃的温度内具有负热猝灭行为。
7.具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
1-x
re
x
al
2-ymyo7.5
的制备方法，其特征在于，包括以下
步骤：
8.步骤1：按元素ba、eu、re、al、m的摩尔比为3：(1-x)：x：(2-y)：y的比例称取原材料baco3、eu 2
o3、re2o3、al(oh)3和m2o3；其中，re为la、lu、y、gd中的一种，m为ga或si；当x＝0时，y＝0.01～0.02；当y＝0时，x＝0.01～0.05；
9.步骤2：在步骤1称取好的所有
原料中加入无水乙醇，搅拌研磨后得到
悬浊液；
10.步骤3：将步骤2所得悬浊液在空气中静置，直到上清液与沉淀物明显分层，干燥后得到混合原料；
11.步骤4：将步骤3所得混合原料压制成圆片状；
12.步骤5：将步骤4压制好的圆片放入高温马弗炉中，升温至1400～1500℃烧结250～420min，降温至室温后取出，研磨所得粉末即为荧光粉ba3eu
1-x
re
x
al
2-ymyo7.5
。
13.进一步地，步骤1中各原材料的纯度大于99.9％。
14.进一步地，步骤1中原材料可以被替换为其他可代替的材料，例如al(oh)3可替代
为al2o3。
15.进一步地，步骤2中悬浊液的容器为玛瑙研钵或玻璃烧杯。
16.进一步地，步骤2中悬浊液的浓度为每毫升无水乙醇中有0.23～0.55g原料。
17.进一步地，步骤3中干燥的温度设置为40～70℃，以避免由于无水乙醇沸腾而导致成分偏离理论值，干燥时间为5～8h，保证无水乙醇完全蒸发。
18.进一步地，步骤4中压制的压力设置为20～30mpa，维持15～30min以保证混合原料被充分压实。
19.本发明的有益效果为：
20.本发明提出的具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
1-x
re
x
al
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，在uv/nuv光激发下可发射较强的橙红光，并在30～300℃之内具有随着温度的升高，发光颜稳定且发光强度逐渐增大的负热猝灭行为特性，制备方法采用的工艺简单，产率高，重复性高。
附图说明
21.图1为本发明所述荧光粉ba3eu
1-x
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2-ymyo7.5
与标准卡片的粉末x射线衍射谱对比图；
22.图2为本发明所述荧光粉ba3eu
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x
al
2-ymyo7.5
在室温下的激发光谱图；
23.图3为本发明所述荧光粉ba3eu
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al
2-ymyo7.5
在室温、272nm光激发下的发射光谱图；
24.图4为本发明所述荧光粉ba3eu
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re
x
al
2-ymyo7.5
在室温、391nm光激发下的发射光谱图；
25.图5为本发明实施例1所得荧光粉ba3eual
1.99
ga
0.01o7.5
在uv光(272nm)激发下，在30～300℃内，发光强度随温度变化的积分图；
26.图6为本发明本发明实施例1所得荧光粉ba3eual
1.99
ga
0.01o7.5
在nuv光(392nm)激发下，在30～300℃内，发光强度随温度变化的积分图；
27.图7为本发明本发明实施例2所得荧光粉ba3eu
0.99
gd
0.01
al2o
7.5
在uv光(272nm)激发下，在30～300℃内，发光强度随温度变化的积分图；
28.图8为本发明本发明实施例2所得荧光粉ba3eu
0.99
gd
0.01
al2o
7.5
在nuv光(392nm)激发下，在30～300℃内，发光强度随温度变化的积分图；
29.图9为本发明本发明实施例3所得荧光粉ba3eu
0.99
la
0.01
al2o
7.5
在uv光(272nm)激发下，在30～300℃内，发光强度随温度变化的积分图；
30.图10为本发明本发明实施例3所得荧光粉ba3eu
0.99
la
0.01
al2o
7.5
在nuv光(392nm)激发下，在30～300℃内，发光强度随温度变化的积分图。
具体实施方式
31.结合以下具体实施例，对本发明所采取的技术手段做进一步的描述。
32.实施例1
33.本实施例提出了具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eual
1.99
ga
0.01o7.5
，属于单斜晶系，具体制备步骤如下：
34.步骤1：将纯度大于99.9％的原材料baco3、eu2o3、ga2o3、al(oh)3按摩尔比称取，具
体分别称取2.6049g的baco3、0.7039g的eu2o3、0.0037g的ga2o3和0.6209g的al(oh)3；
35.步骤2：将步骤1称好的所有原料一并放入玛瑙研钵中，加入30ml的无水乙醇作为分散介质，充分研磨混合均匀，得到悬浊液；
36.步骤3：将步骤2所得悬浊液静置一段时间后放入干燥箱中，设定干燥温度为60℃，干燥8h使无水乙醇完全蒸发，得到混合原料；
37.步骤4：再次研磨步骤3所得混合原料，使得各成分之间混合更加均匀，然后用粉末压片机将混合原料压制成圆片状，压力为30mpa，维持15min；
38.步骤5：将步骤4压制好的圆片放入氧化铝坩埚中，然后置于高温马弗炉中，升温至1450℃保温300min，保证原料充分反应，之后随炉降温至室温后取出样品，研磨后即可得到ba3eual
1.99
ga
0.01o7.5
粉末材料。
39.实施例2
40.本实施例提出了具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
0.99
gd
0.01
al2o
7.5
，属于单斜晶系，具体制备步骤如下：
41.步骤1：将纯度大于99.9％的原材料baco3、eu2o3、gd2o3、al(oh)3按摩尔比称取，具体分别称取2.6049g的baco3、0.6968g的eu2o3、0.0073g的gd2o3和0.6240g的al(oh)3；
42.步骤2：将步骤1称好的所有原料一并放入玛瑙研钵中，加入30ml的无水乙醇作为分散介质，充分研磨混合均匀，得到悬浊液；
43.步骤3：将步骤2所得悬浊液静置一段时间后放入干燥箱中，设定干燥温度为60℃，干燥8h使无水乙醇完全蒸发，得到混合原料；
44.步骤4：再次研磨步骤3所得混合原料，使得各成分之间混合更加均匀，然后用粉末压片机将混合原料压制成圆片状，压力为30mpa，维持15min；
45.步骤5：将步骤4压制好的圆片放入氧化铝坩埚中，然后置于高温马弗炉中，升温至1500℃保温300min，保证原料充分反应，之后随炉降温至室温后取出样品，研磨后即可得到ba3eu
0.99
gd
0.01
al2o
7.5
粉末材料。
46.实施例3
47.本实施例提出了具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
0.99
la
0.01
al2o
7.5
，属于单斜晶系，具体制备步骤如下：
48.步骤1：将纯度大于99.9％的原材料baco3、eu2o3、la2o3、al(oh)3按摩尔比称取，具体分别称取2.6049g的baco3、0.6968g的eu2o3、0.0065g的la2o3和0.6240g的al(oh)3；
49.步骤2：将步骤1称好的所有原料一并放入玛瑙研钵中，加入30ml的无水乙醇作为分散介质，充分研磨混合均匀，得到悬浊液；
50.步骤3：将步骤2所得悬浊液静置一段时间后放入干燥箱中，设定干燥温度为60℃，干燥8h使无水乙醇完全蒸发，得到混合原料；
51.步骤4：再次研磨步骤3所得混合原料，使得各成分之间混合更加均匀，然后用粉末压片机将混合原料压制成圆片状，压力为30mpa，维持15min；
52.步骤5：将步骤4压制好的圆片放入氧化铝坩埚中，然后置于高温马弗炉中，升温至1500℃保温300min，保证原料充分反应，之后随炉降温至室温后取出样品，研磨后即可得到ba3eu
0.99
la
0.01
al2o
7.5
粉末材料。
53.实施例4
54.本实施例提出了具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eual
1.98
ga
0.02o7.5
，属于单斜晶系，具体制备步骤如下：
55.步骤1：将纯度大于99.9％的原材料baco3、eu2o3、ga2o3、al(oh)3按摩尔比称取，具体分别称取2.6049g的baco3、0.7039g的eu2o3、0.0075g的ga2o3和0.6178g的al(oh)3；
56.步骤2：将步骤1称好的所有原料一并放入玛瑙研钵中，加入30ml的无水乙醇作为分散介质，充分研磨混合均匀，得到悬浊液；
57.步骤3：将步骤2所得悬浊液静置一段时间后放入干燥箱中，设定干燥温度为60℃，干燥8h使无水乙醇完全蒸发，得到混合原料；
58.步骤4：再次研磨步骤3所得混合原料，使得各成分之间混合更加均匀，然后用粉末压片机将混合原料压制成圆片状，压力为30mpa，维持15min；
59.步骤5：将步骤4压制好的圆片放入氧化铝坩埚中，然后置于高温马弗炉中，升温至1500℃保温300min，保证原料充分反应，之后随炉降温至室温后取出样品，研磨后即可得到ba3eual
1.98
ga
0.02o7.5
粉末材料。
60.实施例5
61.本实施例提出了具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
0.95
la
0.05
al2o
7.5
，属于单斜晶系，具体制备步骤如下：
62.步骤1：将纯度大于99.9％的原材料baco3、eu2o3、la2o3、al(oh)3按摩尔比称取，具体分别称取2.6049g的baco3、0.6687g的eu2o3、0.0326g的la2o3和0.6240g的al(oh)3；
63.步骤2：将步骤1称好的所有原料一并放入玛瑙研钵中，加入30ml的无水乙醇作为分散介质，充分研磨混合均匀，得到悬浊液；
64.步骤3：将步骤2所得悬浊液静置一段时间后放入干燥箱中，设定干燥温度为60℃，干燥8h使无水乙醇完全蒸发，得到混合原料；
65.步骤4：再次研磨步骤3所得混合原料，使得各成分之间混合更加均匀，然后用粉末压片机将混合原料压制成圆片状，压力为30mpa，维持15min；
66.步骤5：将步骤4压制好的圆片放入氧化铝坩埚中，然后置于高温马弗炉中，升温至1500℃保温300min，保证原料充分反应，之后随炉降温至室温后取出样品，研磨后即可得到ba3eu
0.95
la
0.05
al2o
7.5
粉末材料。
67.实施例6
68.本实施例提出了具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
0.95
gd
0.05
al2o
7.5
，属于单斜晶系，具体制备步骤如下：
69.步骤1：将纯度大于99.9％的原材料baco3、eu2o3、gd2o3、al(oh)3按摩尔比称取，具体分别称取2.6049g的baco3、0.6687g的eu2o3、0.0363g的gd2o3和0.6240g的al(oh)3；
70.步骤2：将步骤1称好的所有原料一并放入玛瑙研钵中，加入30ml的无水乙醇作为分散介质，充分研磨混合均匀，得到悬浊液；
71.步骤3：将步骤2所得悬浊液静置一段时间后放入干燥箱中，设定干燥温度为60℃，干燥8h使无水乙醇完全蒸发，得到混合原料；
72.步骤4：再次研磨步骤3所得混合原料，使得各成分之间混合更加均匀，然后用粉末压片机将混合原料压制成圆片状，压力为30mpa，维持15min；
73.步骤5：将步骤4压制好的圆片放入氧化铝坩埚中，然后置于高温马弗炉中，升温至
1500℃保温300min，保证原料充分反应，之后随炉降温至室温后取出样品，研磨后即可得到ba3eu
0.95
gd
0.05
al2o
7.5
粉末材料。
74.对本发明所述荧光粉ba3eu
1-x
re
x
al
2-ymyo7.5
，当x＝0，y＝0.01，m为ga或si时，当y＝0，x＝0.01，re为la、lu、y或gd时，当y＝0，x＝0.05，re为la或gd时，以及当x＝0，y＝0.02，m为ga时，分别对上述粉末材料进行x-射线衍射测试，并与pdf卡片号为37-0291的物相作比较，结果如图1所示，可知上述粉末材料的晶体结构与pdf卡片号为37-0291的物相几乎一致，晶体结构与ba3yal2o
7.5
材料近似，说明成功制备单斜相的粉末材料。
75.对本发明所述荧光粉ba3eu
1-x
re
x
al
2-ymyo7.5
，当x＝0，y＝0.01，m为ga或si时，以及当y＝0，x＝0.01，re为la、lu、y、gd中的一种时，由图2所示室温下的激发光谱图可知，上述粉末材料监测中心波长为593nm的发射峰可以被272nm和392nm的光激发；由图3和图4所示室温下的发射光谱图可知，上述粉末材料可以被波长为272nm或392nm的uv-nuv光激发，发射较强的橙红光。
76.图5～图6分别为实施例1所得荧光粉ba3eual
1.99
ga
0.01o7.5
在uv光(272nm)和nuv光(392nm)激发下，在30～300℃内，发光强度随温度变化的积分图，图7～图8分别为实施例2所得荧光粉ba3eu
0.99
gd
0.01
al2o
7.5
在uv光(272nm)和nuv光(392nm)激发下，在30～300℃内，发光强度随温度变化的积分图，图9～图10分别为实施例3所得荧光粉ba3eu
0.99
la
0.01
al2o
7.5
在uv光(272nm)和nuv光(392nm)激发下，在30～300℃内，发光强度随温度变化的积分图，可知实施例1～3所得粉末材料在uv(270nm)/nuv(392nm)光激发下，在30～300℃内均表现为负热猝灭行为。尤其在392nm激发下，当温度升到300℃时，发射强度可以增加到初始温度的1.7倍左右。
技术特征：
1.具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
1-x
re
x
al
2-y
m
y
o
7.5
，其特征在于，属于单斜晶系，空间为p2/c，晶胞参数是其中，re为la、lu、y、gd中的一种，m为ga或si；当x＝0时，y＝0.01～0.02；当y＝0时，x＝0.01～0.05。2.根据权利要求1所述具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
1-x
re
x
al
2-y
m
y
o
7.5
，其特征在于，所述荧光粉ba3eu
1-x
re
x
al
2-y
m
y
o
7.5
在uv-nuv光激发下，在30～300℃的温度内具有负热猝灭行为。3.具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
1-x
re
x
al
2-y
m
y
o
7.5
的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：按元素ba、eu、re、al、m的摩尔比为3：(1-x)：x：(2-y)：y的比例称取原材料baco3、eu2o3、re2o3、al(oh)3和m2o3；其中，re为la、lu、y、gd中的一种，m为ga或si；当x＝0时，y＝0.01～0.02；当y＝0时，x＝0.01～0.05；步骤2：在步骤1所有原料中加入无水乙醇，搅拌研磨后得到悬浊液；步骤3：将悬浊液在空气中静置，直到上清液与沉淀物明显分层，干燥后得到混合原料；步骤4：将混合原料压制成圆片状；步骤5：将步骤4压制好的圆片放入高温马弗炉中，升温至1400～1500℃烧结250～420min，降温至室温后取出，研磨所得粉末即为荧光粉ba3eu
1-x
re
x
al
2-y
m
y
o
7.5
。4.根据权利要求3所述具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
1-x
re
x
al
2-y
m
y
o
7.5
的制备方法，其特征在于，将步骤1中al(oh)3替代为al2o3。5.根据权利要求3所述具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
1-x
re
x
al
2-y
m
y
o
7.5
的制备方法，其特征在于，步骤2中悬浊液的浓度为每毫升无水乙醇中有0.23～0.55g原料。6.根据权利要求3所述具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
1-x
re
x
al
2-y
m
y
o
7.5
的制备方法，其特征在于，步骤3中干燥温度为40～70℃，干燥时间为5～8h。7.根据权利要求3所述具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu
1-x
re
x
al
2-y
m
y
o
7.5
的制备方法，其特征在于，步骤4中压制压力为20～30mpa，维持15～30min。
技术总结
本发明公开了具有负热猝灭行为的荧光粉Ba3Eu
技术研发人员：
付浩 边晓敏 王若男
受保护的技术使用者：
电子科技大学
技术研发日：
2022.06.06
技术公布日：
2022/9/23
