技术领域
[0001] 本
发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种LED荧光粉及其制备方法。
背景技术
[0002]
白炽灯和卤钨灯是曾经家庭中照明最常用的两种
光源，白炽灯和卤钨灯的光效大约为12～24lm/W，而近年来兴起的白光LED的光效已从最早的5lm/W逐渐增大到50lm/W。
[0003] 现有的白光LED的发光方式可以分为单晶型和多晶型两种类型，其中多晶型是使用两个或两个以上的互补的2色LED发光
二极管或把3原色LED
发光二极管做混合光而形成白光，然而这种发光方式的实现需要多个发光二极管共同配合，而每个发光二极管的驱动
电压、
温度特性、使用寿命均不相同，因此多晶型发光方式的复杂程度较高，维护难度较大。相比于多晶型发光方式，单晶型发光方式复杂程度相对较低，所以应用范围更广。目前，单晶型产生白光最常用的方法就是通过蓝光或者紫外光LED发光二极管激发荧光粉。
[0004] 中国
专利号CN 102634341 B公开的白光LED荧光粉可以和紫外发光二极管芯匹配产生白光；中国专利号CN 101391803 B公开的白光LED荧光粉可与发射
波长为440～475nm的蓝光LED芯片搭配制成直径5mm，20mA白光LED，但上述两种方法制得的荧光粉灵活度较差，仅能与特定的LED芯片进行匹配，适用范围窄，且光效最高仅能达到80lm/W。上述两公开专利还分别提出了荧光粉的制备方法，但两种制备方法在
焙烧过程中的耗时较长、需要的焙烧温度较高。基于上述陈述，本发明提出了一种LED荧光粉及其制备方法。
发明内容
[0005] 本发明的目的是为了解决
现有技术中存在的LED白光光效低、灵活度低、适用范围窄，且焙烧温度高，焙烧时间长的缺点，而提出的一种LED荧光粉及其制备方法。
[0006] 一种LED荧光粉，所述荧光粉的化学通式为Sr0.4AaMbAl3O12:(Tb3+xEu2+y)，其中M为La、Lu、Y中的任意一种元素，A为Ca、Ba、Zn、Mg中的任意一种元素，1.5≤a≤5，0.04≤b≤3，0≤x≤3，0.01≤y≤0.1。
[0007] 优选的，所述x为0、1、2或3。
[0008] 优选的，所述Eu2+来源于含Eu的化合物，其中优选为铕的二价
氧化物。
[0009] 优选的，所述A来源于A的氧化物、
碳酸盐或
碱式碳酸盐中的一种，所述Sr为含Sr化合物，所述M为含M的化合物，所述Tb为含Tb的化合物，所述Al为含Al的氧化物或盐。
[0010] 优选的，所述Tb不为0时，A与Tb的摩尔比为0.5～5：1
[0011] 本发明还提出了一种LED荧光粉的制备方法，包括以下步骤：
[0012] S1、原料的混合以及预处理：按照荧光粉的化学通式Sr0.4AaMbAl3O12:(Tb3+xEu2+y)称取原料，并加入
助熔剂，混合均匀即得混合物A，将混合物A置于
研磨器中进行研磨，过100目以上的筛网，即得研磨后的混合物A，向研磨后的混合物A中加入
磷酸铵和次磷酸钠的组合物，并转移至超声仪中进行超声10～20min，即得混合物B；
[0013] S2、混合物的焙烧和还原：将S1步骤处理后的混合物加入到高温炉内，并在30min内升温至550～650℃，保持20～30min，再将高温炉的温度升至750～950℃，同时向高温炉内通入
一氧化碳，待一氧化碳通入时间大于30min且温度升至750～950℃后开始计时保温时间为60～100min，保温结束后冷却至室温；
[0014] S3、后处理：将还原好的混合物转移至
粉碎机中粉碎，再转移至超声仪中超声粉碎，最后转移至研磨器中研磨，并过200目以上的筛网，即得LED荧光粉。
[0015] 优选的，所述S1步骤中的助
溶剂为金属氟盐、NH4F和B2O3的混合物，所述金属氟盐、NH4F和B2O3的
质量比为0.5～1.5：3～5：10～25。
[0016] 优选的，所述金属氟盐为CeF3、BiF3、PbF2中的任意一种或两种混合。
[0017] 优选的，所述助熔剂的加入质量为荧光粉总混合料的1～4％。
[0018] 优选的，所述磷酸铵和次磷酸钠组合物的加入质量为荧光粉总质量的0.5～5％，且磷酸铵和次磷酸钠的质量比为2～5：1。
[0019] 本发明提出的荧光粉，结构合理，波谱范围宽，光效强，可以达到80lm/W以上，制备的荧光粉可以与蓝光或者紫外光芯片进行搭配发光，灵活度高，适用范围广，且制备方法简单，制备过程中将加入助还原剂后的混合物进行超声，可以
加速荧光粉原料、助熔剂和助还原剂之间的混合效率，提高混合物的均一度，加入以金属氟盐、NH4F和B2O3为组合的助熔剂相比于现有技术中使用的助熔剂，助熔效果更好，可以显著降低荧光粉焙烧的温度和焙烧时间，再配合以磷酸铵和次磷酸钠为组合的助还原剂的加入，可以使荧光粉的制备条件更为温和，耗时短，进而提高了荧光粉的生产效率；而且在对制备的荧光粉进行后处理时采用粉碎机粉碎、超声粉碎和研磨相结合的方式，可以显著提高荧光粉的处理效率，使荧光粉的粒度小，表面积大，作用效果好。
具体实施方式
[0020] 下面结合具体
实施例对本发明作进一步解说。
[0021] 实施例一
[0022] 本发明提出的一种LED荧光粉，所述荧光粉的化学式为Sr0.4A4M3Al3O12:Eu2+0.1。
[0023] 其制备方法，包括以下步骤：
[0024] S1、原料的混合以及预处理：按照荧光粉的化学通式Sr0.4A4M3Al3O12:Eu2+0.1称取原料，并加入质量比为1：4：15的CeF3、NH4F和B2O3，混合均匀即得混合物A，将混合物A置于研磨器中进行研磨，过100目以上的筛网，即得研磨后的混合物A，向研磨后的混合物A中加入磷酸铵和次磷酸钠的组合物，并转移至超声仪中进行超声15min，即得混合物B；
[0025] S2、混合物的焙烧和还原：将S1步骤处理后的混合物加入到高温炉内，并在30min内升温至600℃，保持25min，再将高温炉的温度升至850℃，同时向高温炉内通入一氧化碳，待一氧化碳通入时间大于30min且温度升至850℃后开始计时保温时间为90min，保温结束后冷却至室温；
[0026] S3、后处理：将还原好的混合物转移至粉碎机中粉碎，再转移至超声仪中超声粉碎，最后转移至研磨器中研磨，并过200目以上的筛网，即得LED荧光粉。
[0027] 本发明中，助熔剂的加入质量为荧光粉总混合料的2％；所述磷酸铵和次磷酸钠组合物的加入质量为荧光粉总质量的4％，且磷酸铵和次磷酸钠的质量比为3：1。
[0028] 实施例二
[0029] 本发明提出的一种LED荧光粉，所述荧光粉的化学式为Sr0.4A2.55M0.04Al3O12:(Tb3+3Eu2+0.01)。
[0030] 其制备方法，包括以下步骤：
[0031] S1、原料的混合以及预处理：按照荧光粉的化学通式Sr0.4A2.55M0.04Al3O12:(Tb3+3Eu2+0.01)称取原料，并加入质量比为1：4：15的CeF3、NH4F和B2O3，混合均匀即得混合物A，将混合物A置于研磨器中进行研磨，过100目以上的筛网，即得研磨后的混合物A，向研磨后的混合物A中加入磷酸铵和次磷酸钠的组合物，并转移至超声仪中进行超声15min，即得混合物B；
[0032] S2、混合物的焙烧和还原：将S1步骤处理后的混合物加入到高温炉内，并在30min内升温至600℃，保持25min，再将高温炉的温度升至850℃，同时向高温炉内通入一氧化碳，待一氧化碳通入时间大于30min且温度升至850℃后开始计时保温时间为90min，保温结束后冷却至室温；
[0033] S3、后处理：将还原好的混合物转移至粉碎机中粉碎，再转移至超声仪中超声粉碎，最后转移至研磨器中研磨，并过200目以上的筛网，即得LED荧光粉。
[0034] 本发明中，助熔剂的加入质量为荧光粉总混合料的2％；所述磷酸铵和次磷酸钠组合物的加入质量为荧光粉总质量的4％，且磷酸铵和次磷酸钠的质量比为3：1。
[0035] 实施例三
[0036] 本发明提出的一种LED荧光粉，所述荧光粉的化学式为Sr0.4A1.5M2.5Al3O12:(Tb3+2Eu2+0.1)。
[0037] 其制备方法，包括以下步骤：
[0038] S1、原料的混合以及预处理：按照荧光粉的化学通式Sr0.4A1.5M2.5Al3O12:(Tb3+2Eu2+0.1)称取原料，并加入质量比为1：4：15的CeF3、NH4F和B2O3，混合均匀即得混合物A，将混合物A置于研磨器中进行研磨，过100目以上的筛网，即得研磨后的混合物A，向研磨后的混合物A中加入磷酸铵和次磷酸钠的组合物，并转移至超声仪中进行超声15min，即得混合物B；
[0039] S2、混合物的焙烧和还原：将S1步骤处理后的混合物加入到高温炉内，并在30min内升温至600℃，保持25min，再将高温炉的温度升至850℃，同时向高温炉内通入一氧化碳，待一氧化碳通入时间大于30min且温度升至850℃后开始计时保温时间为90min，保温结束后冷却至室温；
[0040] S3、后处理：将还原好的混合物转移至粉碎机中粉碎，再转移至超声仪中超声粉碎，最后转移至研磨器中研磨，并过200目以上的筛网，即得LED荧光粉。
[0041] 本发明中，助熔剂的加入质量为荧光粉总混合料的2％；所述磷酸铵和次磷酸钠组合物的加入质量为荧光粉总质量的4％，且磷酸铵和次磷酸钠的质量比为3：1。
[0042] 实施例四
[0043] 本发明提出的一种LED荧光粉，所述荧光粉的化学式为Sr0.4A5M0.5Al3O12:(Tb3+Eu2+0.1)。
[0044] 其制备方法，包括以下步骤：
[0045] S1、原料的混合以及预处理：按照荧光粉的化学通式Sr0.4A5M0.5Al3O12:(Tb3+Eu2+0.1)称取原料，并加入质量比为1：4：15的CeF3、NH4F和B2O3，混合均匀即得混合物A，将混合物A置于研磨器中进行研磨，过100目以上的筛网，即得研磨后的混合物A，向研磨后的混合物A中加入磷酸铵和次磷酸钠的组合物，并转移至超声仪中进行超声15min，即得混合物B；
[0046] S2、混合物的焙烧和还原：将S1步骤处理后的混合物加入到高温炉内，并在30min内升温至600℃，保持25min，再将高温炉的温度升至850℃，同时向高温炉内通入一氧化碳，待一氧化碳通入时间大于30min且温度升至850℃后开始计时保温时间为90min，保温结束后冷却至室温；
[0047] S3、后处理：将还原好的混合物转移至粉碎机中粉碎，再转移至超声仪中超声粉碎，最后转移至研磨器中研磨，并过200目以上的筛网，即得LED荧光粉。
[0048] 本本发明中，助熔剂的加入质量为荧光粉总混合料的2％；所述磷酸铵和次磷酸钠组合物的加入质量为荧光粉总质量的4％，且磷酸铵和次磷酸钠的质量比为3：1。
[0049] 实施例五
[0050] 本发明提出的一种LED荧光粉，所述荧光粉的化学式为Sr0.4A5M0.5Al3O12:(Tb3+Eu2+0.1)。
[0051] 其制备方法，包括以下步骤：
[0052] S1、原料的混合以及预处理：按照荧光粉的化学通式Sr0.4A5M0.5Al3O12:(Tb3+Eu2+0.1)称取原料，并加入质量比为1.5：3：25的BiF3、NH4F和B2O3，混合均匀即得混合物A，将混合物A置于研磨器中进行研磨，过100目以上的筛网，即得研磨后的混合物A，向研磨后的混合物A中加入磷酸铵和次磷酸钠的组合物，并转移至超声仪中进行超声15min，即得混合物B；
[0053] S2、混合物的焙烧和还原：将S1步骤处理后的混合物加入到高温炉内，并在30min内升温至600℃，保持30min，再将高温炉的温度升至850℃，同时向高温炉内通入一氧化碳，待一氧化碳通入时间大于30min且温度升至850℃后开始计时保温时间为90min，保温结束后冷却至室温；
[0054] S3、后处理：将还原好的混合物转移至粉碎机中粉碎，再转移至超声仪中超声粉碎，最后转移至研磨器中研磨，并过200目以上的筛网，即得LED荧光粉。
[0055] 本发明中，助熔剂的加入质量为荧光粉总混合料的2％；所述磷酸铵和次磷酸钠组合物的加入质量为荧光粉总质量的4％，且磷酸铵和次磷酸钠的质量比为3：1。
[0056] 实施例六
[0057] 本发明提出的一种LED荧光粉，所述荧光粉的化学式为Sr0.4A5M0.5Al3O12:(Tb3+Eu2+0.1)。
[0058] 其制备方法，包括以下步骤：
[0059] S1、原料的混合以及预处理：按照荧光粉的化学通式Sr0.4A5M0.5Al3O12:(Tb3+Eu2+0.1)称取原料，并加入质量比为1.5：3：25的BiF3、NH4F和B2O3，混合均匀即得混合物A，将混合物A置于研磨器中进行研磨，过100目以上的筛网，即得研磨后的混合物A，向研磨后的混合物A中加入磷酸铵和次磷酸钠的组合物，并转移至超声仪中进行超声15min，即得混合物B；
[0060] S2、混合物的焙烧和还原：将S1步骤处理后的混合物加入到高温炉内，并在30min内升温至600℃，保持30min，再将高温炉的温度升至850℃，同时向高温炉内通入一氧化碳，待一氧化碳通入时间大于30min且温度升至850℃后开始计时保温时间为90min，保温结束后冷却至室温；
[0061] S3、后处理：将还原好的混合物转移至粉碎机中粉碎，再转移至超声仪中超声粉碎，最后转移至研磨器中研磨，并过200目以上的筛网，即得LED荧光粉。
[0062] 本发明中，助熔剂的加入质量为荧光粉总混合料的4％；所述磷酸铵和次磷酸钠组合物的加入质量为荧光粉总质量的4％，且磷酸铵和次磷酸钠的质量比为3：1。
[0063] 实施例七与实施例四的荧光粉的化学式相同；其制备方法，包括以下步骤：
[0064] S1、原料的混合以及预处理：按照荧光粉的化学通式Sr0.4A5M0.5Al3O12:(Tb3+Eu2+0.1)称取原料，并加入质量比为1：4：15的CeF3、NH4F和B2O3，混合均匀即得混合物A，将混合物A置于研磨器中进行研磨，过100目以上的筛网，即得研磨后的混合物A，向研磨后的混合物A中加入磷酸铵和次磷酸钠的组合物，并转移至超声仪中进行超声15min，即得混合物B；
[0065] S2、混合物的焙烧和还原：将S1步骤处理后的混合物加入到高温炉内，并在30min内升温至550℃，保持25min，再将高温炉的温度升至750℃，同时向高温炉内通入一氧化碳，待一氧化碳通入时间大于30min且温度升至750℃后开始计时保温时间为60min，保温结束后冷却至室温；
[0066] S3、后处理：将还原好的混合物转移至粉碎机中粉碎，再转移至超声仪中超声粉碎，最后转移至研磨器中研磨，并过200目以上的筛网，即得LED荧光粉。
[0067] 本本发明中，助熔剂的加入质量为荧光粉总混合料的2％；所述磷酸铵和次磷酸钠组合物的加入质量为荧光粉总质量的4％，且磷酸铵和次磷酸钠的质量比为5：1不同的是实施例七中磷酸铵和次磷酸钠组合物的加入量为荧光粉总质量的5％。
[0068] 对实施例一～七制备的荧光粉进行光效检测，结果如下：
[0069]实施例 一 二 三 四 五 六 七
光效lm/W 83 82 83 84 83 88 84
[0070] 实验结果显示，实施例一～七制备的荧光粉的光效测试结果相似，且光效均能达到82lm/W，实施例六甚至达到88lm/W，相比于现有技术的80lm/W以下，光效显著提高；实施例一～四的荧光粉化学式不同，但得到的光效结果基本一致，表明本发明中的荧光粉通式合理，且重现性好；实施例四、实施例五和实施例六的光效结果表明，助熔剂的种类和用量也会对荧光剂的制备以及光效的大小产生影响，且CeF3、NH4F和B2O3的组合效果要比BiF3、NH4F和B2O3的组合好；实施例四和实施例七的光效结果表明，以磷酸铵和次磷酸钠为组合的助还原剂可以在保持光效的前提下，降低焙烧温度、缩短焙烧时间，进而表明助还原剂的加入可以使反应条件更为温和。
[0071] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
