新型稀土磷酸盐体系绿色荧光粉的研究

工艺技术

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第26卷　第1期1997年　2月稀有金属材料与工程

Vol126,No11

新型稀土磷酸盐体系绿色荧光粉的研究

于广聪

(西北有色金属研究院,西安　710016)

摘　要　研究了一种磷酸盐体系绿色稀土荧光粉,(La1-a-b

a)2O3

xP2O5 yB2O3,其中a>0,b>0,011≤a+b≤8,01x≤11,1≤y130。

La,Tb,Ce1200℃灼烧是适宜的。1　前　言

1974年,荷兰菲利浦公司VerstegenJMPJ首

高,这又是很多制灯厂家所盼望的,因此有必要对这

种体系的粉进行更深入的研究。

先研制成了稀土三基色铝酸盐体系荧光粉,并制成了紧凑型荧光灯。这种体系的荧光粉是由发射主峰在455nm处的蓝色粉BaMg2Al16O27∶Eu、发射主峰在545nm处的绿色粉CeMgAl11O19∶Tb

+3+2

2　实　验

211　实验设计

和发

射主峰在611nm处的红色粉Y2O3∶Eu+3组成,将其按不同比例配混,可以得到从2500K到7500K的不同色温荧光粉。近10年来,已经得到了广泛的应用,这主要是由于稀土三基色荧光粉的发射光谱属窄带光谱,光效高,显色指数好,特别节电,同样发光效率比普通白炽灯节电80%,而且寿命长。因此,人们不但对用这种粉的灯深入地进行研究,而且对这种性能的荧光粉的研究也越来越多,目的是进一步提高发光效率,寻找稀土代用品,降低成本,以及研究其它体系的荧光粉等等。

磷酸盐体系绿色稀土荧光粉是诸多体系荧光粉之一,在日本已替代了铝酸盐体系荧光粉并应用于制灯中,国内也有个别单位从事了这项探索性研究,但未能实用。主要问题是发光效率、光亮度达不到实用要求,而且工艺不易控制。但磷酸盐体系所用原料总体价格低,高温反应温度较低,氧化铝坩埚、电炉加热材料消耗大大减少,成本大大下降,每公斤成品粉,成本可下降50元～100元。加之用该体系粉制灯时光衰明显优于铝酸盐体系粉,制灯性能大大提

采用了以Tb4O7为激活剂,CeO2为敏化剂,La2O3为基质,将其在高温固相反应过程中与磷的化合物形成一种(LaCeTb)2O3 P2O5 B2O3体系荧光粉,它的化合式基本为:

(La1-a-bTbaCeb)2O3 xP2O5 yB2O3

a>0,b>0,011≤a+b≤018,015≤x≤1130,

0101≤y≤013

其中a1b1x1y究竟多少最为合适,这是本实验所要解决的关键问题。

这种体系属正磷酸盐体系,在280nm处有一个+3

Ce的最强吸收峰,而它的发射峰则位于360nm,其中Ce+3→Tb+3的传递几率相当高,致使Ce+3、Tb+3之间的能量传递效率也相当高。从而得到非常高的绿色发射。存在Tb+3时,会出现三价稀土离子的特征发射,即出现Tb+3的5D3→7FJ,5D4→7FJ的跃迁发射,其中主要的是5D4→7F5的跃迁发射,使其发射的主要能量集中在535nm～555nm波长范围内,形成了绿色窄带光谱。

本研究选用了2种合成方式,它们是液相合成法和固相合成法。液相合成法是采用稀土硝酸盐溶液与磷酸盐溶液按比例合成、干燥、加入助熔剂后混匀。固相合成法是以稀土氧化物及磷的化合物、助熔

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联系人:于广聪,男,57岁,教授级高级工程师,西北有色金属研究院应用化学研究所,西安市51信箱,西安,710016