本文作者:kaifamei

一種功能化合物及其制備方法

更新時間:2023-04-14 09:32:40 0條評論

一種功能化合物及其制備方法

著錄項(xiàng)
  • 20140328
  • C104152144A
  • 20141119
  • 北京大學(xué)工學(xué)院包頭研究院;南京光晶電子科技有限公司
  • 劉洋;羅新宇;王明;王臻;楊小麗;嚴(yán)
  • C09K11/79
  • C09K11/79 C09K11/82 C09K11/80

  • 內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市青山區(qū)裝備制造園區(qū)管理委員會B座408室
  • 內(nèi)蒙古(15)
摘要
本發(fā)明涉及一種功能化合物及其制備方法,屬于功能材料領(lǐng)域。具體的為一種功能化合物,該化合物的化學(xué)式為:MmM’xSiyAzBwn,式中M為堿土金屬元素的一種或幾種,M’為稀土元素的一種或幾種,A為ⅢA元素以及Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種,B為ⅤB元素中的一種或幾種,0≤m≤4,0
權(quán)利要求

1.一種功能化合物,其特征在于:所述的化合物的化學(xué)式為:M mM’ xSi yA zB w n,式中M為堿土金屬元素的一種或幾種;M’為稀土元素的一種或幾種;A為ⅢA元素以及Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種;B為ⅤB元素中的一種或幾種;其中元素的角標(biāo)范圍為0≤m≤4,0<x≤1,1≤y≤7,0≤z≤3,0<w≤1,n=2/3m+z+4/3y+k,(2x+3w)/3≤k≤(3x+5w)/3。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物,其特征在于:該化合物的化學(xué)式為:M mM’ xSi yA zB w n,其中M為Ca,Sr,Ba,Mg中的一種或幾種;M’為Eu,Ce,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種;A為B,Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種;B為V,b,Ta中的一種或幾種;其中元素的角標(biāo)范圍為0≤m≤4,0<x≤1,1≤y≤7,0≤z≤3,0<w≤1,n=2/3m+z+4/3y+k,(2x+3w)/3≤k≤(3x+5w)/3。

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的化合物,其特征在于:該化合物的化學(xué)式為:M mM’ xSi yA zB w n,其中M為Ca,Sr,Ba,Mg中的一種或幾種;M’為Eu,Ce,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種;A為B,Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種;B為V;其中元素的角標(biāo)范圍為1<m≤4,0<x≤1,1≤y≤7,0≤z≤3,0<w≤1,?n=2/3m+z+4/3y+k,(2x+3w)/3≤k≤(3x+5w)/3。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物,其特征在于:該化合物的化學(xué)式為:M mM’ xSi yA zB w n,其中M為Ca,Sr,Ba,Mg中的一種或幾種;M’為Eu,Ce,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種;A為B,Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種;B為b;其中元素的角標(biāo)范圍為1<m≤4,0<x≤1,1≤y≤7,0≤z≤3,0<w≤1,?n=2/3m+z+4/3y+k,(2x+3w)/3≤k≤(3x+5w)/3。

5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的化合物,其特征在于:該化合物的化學(xué)式為:M mM’ xSi yA zB w n,其中M為Ca,Sr,Ba,Mg中的一種或幾種;M’為Eu,Ce,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種;A為B,Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種;B為Ta;其中元素的角標(biāo)范圍為0<m≤1.8,0<x≤1,1≤y≤7,0≤z≤3,0<w≤1,n=2/3m+z+4/3y+k,(2x+3w)/3≤k≤(3x+5w)/3,y+z+w<5。

6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的化合物,其特征在于:該化合物的化學(xué)式為:M mM’ xSi yA zB w n,其中M為Ca,Sr,Ba,Mg中的一種或幾種;M’為Eu,Ce,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種;A為B,Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種;B為V,b,Ta中的一種或幾種;其中元素的角標(biāo)范圍為0<m≤1.8,0<x≤1,1≤y≤7,0≤z≤3,0<w≤1,n=2/3m+z+4/3y+k,(2x+3w)/3≤k≤(3x+5w)/3,(y+z)/x≤5。

15.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的制備方法,其特征在于原料優(yōu)選為M,M’,A,B,Si的氮化物。

16.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的制備方法,其特征在于焙燒溫度優(yōu)選為1500-1700℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述化合物,其特征在于M為Ca,Sr,Ba,Mg中的一種或幾種;或者M(jìn)為Sr;或者M(jìn)為Sr與Ca,?Ba,Mg中一種或幾種金屬元素的組合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述化合物,其特征在于M為Ca,Sr,Ba,Mg中的一種或幾種;或者M(jìn)為Ca;或者M(jìn)為Ca與Sr,Ba,Mg中的一種或幾種金屬元素的組合。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述化合物,其特征在于M’為Eu,Ce,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種;或者M(jìn)’為Eu;或者M(jìn)’為Eu與Ce,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種金屬元素的組合。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述化合物,其特征在于M’為Eu,Ce,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種;或者M(jìn)’為Ce;或者M(jìn)’為Ce與Eu,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種金屬元素的組合。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述化合物,其特征在于A為B,Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種;或者A為Al;或者A為Al與B,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種元素的組合。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述化合物,其特征在于A為B,Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種;或者A為La;或者A為La與B,Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,Gd中的一種或幾種元素的組合。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述化合物,其特征在于A為B,Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種;或者A為Y;或者A為Y與B,Al,Ga,In,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種元素的組合。

14.一種權(quán)利要求1所述功能化合物的制備方法,其特征在于:

(1)合成原料為含有M,M’,A,B,Si的單質(zhì)或合金以及包含上述元素的氮化物;

(2)原料的混合物需要在1300℃-1800℃下焙燒,焙燒時間為3-8h;

(3)焙燒過程在還原氣氛中進(jìn)行,還原氣氛為氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚猓蛞谎趸迹蛱挤邸?/p>

17.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的制備方法,其特征在于還原氣氛優(yōu)選為氫氮混合氣,氫氣的體積濃度為0

說明書
技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種功能化合物及其制備方法,屬于功能材料領(lǐng)域。

功能材料是指在電、磁、聲、光、熱等方面具有特殊性質(zhì),或在其作用下表現(xiàn)出特殊功能的材料,被譽(yù)為21世紀(jì)人類文明的重要支柱,尤其是稀土功能材料,在各領(lǐng)域發(fā)揮著“工業(yè)維生素”的作用。

稀土功能材料主要有磁性材料、儲氫材料、催化劑材料、功能陶瓷材料和發(fā)光材料等。稀土發(fā)光材料的優(yōu)點(diǎn)是吸收能力強(qiáng),轉(zhuǎn)換率高,可以發(fā)射出從紫外到紅外的光譜,且在可見光區(qū)域有很強(qiáng)的發(fā)射能力,在工業(yè)、日常生活等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。目前,稀土發(fā)光材料主要用于彩電顯像管、計(jì)算機(jī)顯示器、醫(yī)療設(shè)備、照明等方面。隨著顯示和照明等技術(shù)的變革,人們對發(fā)光材料的要求也逐漸提高,包括對其壽命、化學(xué)穩(wěn)定性和發(fā)射波長的要求等。

白光發(fā)光二極管作為一種新型固態(tài)光源,具有無污染、效率高、能耗低、壽命長、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕、響應(yīng)快、工作電壓低及安全性好等優(yōu)點(diǎn),被譽(yù)為第四代照明電光源。目前從技術(shù)、性能和成本等綜合因素考慮,藍(lán)光發(fā)光二極管芯片加黃發(fā)光化合物因技術(shù)成熟度高、成本相對較低,是白光產(chǎn)生的主流方式(US?5998925,?US6069440,?US7071616?)。但該方法存在的最大問題是紅光的缺失導(dǎo)致白光的顯性較差。為改善白光應(yīng)用于照明領(lǐng)域時的顯性,還需要加入能夠發(fā)射紅光的化合物。

目前,可供選擇的此類發(fā)光材料的種類較多,如硫化物、硫氧化物、鎢酸鹽、鉬酸鹽、以及鋁酸鹽體系。但是以這些化合物為基體,并在該基體中摻雜少量稀土離子作為發(fā)光中心得到的發(fā)光材料的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性以及發(fā)光性能相對較差,已經(jīng)越來越難以滿足照明新技術(shù)發(fā)展的要求。

綜合化學(xué)穩(wěn)定性、發(fā)光效率以及溫度猝滅等性能,含硅、氮的化合物因?yàn)槠渚哂芯o密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),且氮成鍵能力強(qiáng),因此該類化合物具有較好的物理、化學(xué)穩(wěn)定性以及發(fā)光性能,是高品質(zhì)白光二極管照明器件中較理想的發(fā)光組分(C03800454.2,C00803011.1,C200510052522.7,C200710159944.3)。

從目前的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r來看,此類硅氮化合物在發(fā)光亮度和熱穩(wěn)定性能方面還需要進(jìn)一步提高,雖然一些研究者也對此類化合物在上述方面進(jìn)行了改進(jìn)(C200910147787.3,C201010276384.1,201210225499.7),但是并沒有達(dá)到較理想的程度,因此,對該體系的化合物進(jìn)行進(jìn)一步研究、改進(jìn)以及開發(fā)具有重要意義。

本發(fā)明的目的:(1)提供一種發(fā)光效率更高,發(fā)光性能更穩(wěn)定的功能化合物。(2)提供一種化合物的制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明公開一種功能化合物,該化合物的化學(xué)式為:MmM’xSiyAzBwn,式中M為堿土金屬元素的一種或幾種,M’為稀土元素的一種或幾種,A為ⅢA元素以及Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種,B為ⅤB元素中的一種或幾種,0≤m≤4,0<x≤1,1≤y≤7,0≤z≤3,0<w≤1,?n=2/3m+z+4/3y+k,(2x+3w)/3≤k≤(3x+5w)/3。

本發(fā)明的化合物中所述M為Ca,Sr,Ba,Mg中的一種或幾種,M’為Eu,Ce,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種,A為B,Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種,B為V,b,Ta中的一種或幾種,0≤m≤4,0<x≤1,1≤y≤7,0≤z≤3,0<w≤1,?n=2/3m+z+4/3y+k,(2x+3w)/3≤k≤(3x+5w)/3。

本發(fā)明的化合物中所述M為Ca,Sr,Ba,Mg中的一種或幾種,M’為Eu,Ce,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種,A為B,Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種,B為V。1<m≤4,0<x≤1,1≤y≤7,0≤z≤3,0<w≤1,?n=2/3m+z+4/3y+k,(2x+3w)/3≤k≤(3x+5w)/3。

本發(fā)明的化合物中所述M為Ca,Sr,Ba,Mg中的一種或幾種,M’為Eu,Ce,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種,A為B,Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種,B為b。1<m≤4,0<x≤1,1≤y≤7,0≤z≤3,0<w≤1,n=2/3m+z+4/3y+k,(2x+3w)/3≤k≤(3x+5w)/3。

本發(fā)明的化合物中所述M為Ca,Sr,Ba,Mg中的一種或幾種,M’為Eu,Ce,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種,A為B,Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種,B為Ta。0<m≤1.8,0<x≤1,1≤y≤7,0≤z≤3,0<w≤1,n=2/3m+z+4/3y+k,(2x+3w)/3≤k≤(3x+5w)/3,y+z+w<5。

本發(fā)明的化合物中所述M為Ca,Sr,Ba,Mg中的一種或幾種,M’為Eu,Ce,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種,A為B,Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種,B為V,b,Ta中的一種或幾種。0<m≤1.8,0<x≤1,1≤y≤7,0≤z≤3,0<w≤1,n=2/3m+z+4/3y+k,(2x+3w)/3≤k≤(3x+5w)/3,(y+z)/x≤5。

本發(fā)明的化合物的組成元素中優(yōu)選M為Sr或Sr與其他金屬元素的組合或?yàn)镃a或Ca與其他金屬元素的組合。M’為Eu或Eu與其他金屬元素的組合或優(yōu)選為Ce或Ce與其他金屬元素的組合。A為Al或Al與其他元素的組合或優(yōu)選為La或La與其他元素的組合或優(yōu)選為Y或Y與其他元素的組合。

本發(fā)明的化合物中含有過渡金屬元素V,b和Ta中的一種或幾種。過渡金屬具有較高的電子密度,所以添加過渡金屬以后可以表現(xiàn)出一些特殊性質(zhì)。由于過渡金屬的摻雜,致使化合物晶格擴(kuò)張,產(chǎn)生Fermi能級附近態(tài)密度的重新分布,使得發(fā)光中心周圍的晶體場環(huán)境發(fā)生改變。正是這種變化使摻雜過渡金屬的硅氮化合物具有了獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),進(jìn)而影響該化合物發(fā)射峰的位置、發(fā)光強(qiáng)度及發(fā)光的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的化合物中還引入了B、Al、Ga等元素來補(bǔ)位或填隙,避免由過渡金屬的引進(jìn)帶來較大的晶格畸變。通過這兩組元素的引入促使材料的體系結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,有效的改進(jìn)了發(fā)光材料的溫度特性。

本發(fā)明不僅確保實(shí)現(xiàn)了發(fā)光材料的高光效,而且大幅提高了材料的物理與化學(xué)的穩(wěn)定性、增加了發(fā)光材料的發(fā)射光譜的半寬度,同時本發(fā)明的化合物具有更寬的有效激發(fā)波長范圍,能夠很好地與藍(lán)光LED芯片匹配。

本發(fā)明為了獲得不同的發(fā)射波長,通過調(diào)節(jié)其分子式中M?所代表的金屬元素的種類和比例來調(diào)節(jié)其發(fā)射主峰,另外,本發(fā)明功能化合物發(fā)射主峰位置的調(diào)節(jié)也可以通過改變稀土離子(M’)的種類與比例來實(shí)現(xiàn)。例如,當(dāng)稀土元素為Eu時,減少Eu的含量,發(fā)光中心減少,發(fā)射主峰藍(lán)移。為了使發(fā)光效果最佳,本發(fā)明發(fā)光材料分子式中的M?至少為Sr或Ca中的一種或兩種,M’為Eu。

本發(fā)明的功能化合物可以通過如下方法制備:

(1)合成原料包括M,M’,A,B,Si的單質(zhì)或合金以及包含上述元素的氮化物。

(2)原料的混合物需要在1300℃-1800℃下焙燒,焙燒時間為3-8h。

(3)?焙燒過程需要通還原氣氛。還原氣氛為氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚饣蛞谎趸蓟蛱挤邸?/p>

本發(fā)明的制備過程中原料優(yōu)選為M,M’,A,B,Si的氮化物。焙燒溫度為1500-1700℃。還原氣氛為氫氮混合氣,氫氣的體積濃度為0

圖1為本發(fā)明實(shí)施例41的化合物的激發(fā)光譜;

圖2為本發(fā)明實(shí)施例41的化合物的發(fā)射光譜。

以下是本發(fā)明的實(shí)施例,本發(fā)明的保護(hù)范圍不受這些實(shí)施例的限定,其保護(hù)范圍由權(quán)利要求來決定。

本發(fā)明提供一種功能化合物,所述的化合物的化學(xué)式為:MmM’xSiyAzBwn,式中M為堿土金屬元素的一種或幾種;M’為稀土元素的一種或幾種;A為ⅢA元素以及Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種;B為ⅤB元素中的一種或幾種;其中元素的角標(biāo)范圍為0≤m≤4,0<x≤1,1≤y≤7,0≤z≤3,0<w≤1,n=2/3m+z+4/3y+k,(2x+3w)/3≤k≤(3x+5w)/3。

為了描述化合物方便,其中M、M’?、A、B為元素代號,具體的M為堿土金屬元素的一種或幾種;M’為稀土元素的一種或幾種;A為ⅢA元素以及Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種;B為ⅤB元素中的一種或幾種。其中,元素代號右下角有角標(biāo),代表化合物組成中各元素代號的摩爾比例關(guān)系,具體為m、x、y、z、w、n,這樣MmM’xSiyAzBwn就代表一系列功能化合物,如下面實(shí)施例中的:Sr1.95Eu0.05Si5V0.0018.017;Ca1.95Eu0.05AlSi5Ta10.667。堿土金屬、稀土元素、ⅢA元素及ⅤB元素可以參照元素周期表,是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)常識。

具體的為一種功能化合物,該化合物的化學(xué)式為:MmM’xSiyAzBwn,其中M為Ca,Sr,Ba,Mg中的一種或幾種;M’為Eu,Ce,Dy,Sm,Tb,Pr,d,Pm,Gd,Ho,Er,Tm,Yb中的一種或幾種;A為B(硼),Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種;B為V,b,Ta中的一種或幾種;其中元素的角標(biāo)范圍為0≤m≤4,0<x≤1,1≤y≤7,0≤z≤3,0<w≤1,n=2/3m+z+4/3y+k,(2x+3w)/3≤k≤(3x+5w)/3。在本組實(shí)施例中,對M等元素代號定義了具體的元素,如A為B(硼),Al,Ga,In,Y,Sc,Lu,La,Gd中的一種或幾種,即A可以是硼、鋁、鎵、銦、釔、鈧、镥、鑭、釓中的一種或者幾種元素的組合。當(dāng)出現(xiàn)組合時,對應(yīng)的角標(biāo)為涉及組合的幾種元素的摩爾比例總和。

下面介紹具體應(yīng)用的實(shí)施例

比較例1

選擇Sr1.95Eu0.05Si58化合物為對照,測定該化合物在460nm激發(fā)下的發(fā)光亮度,發(fā)射主峰以及150℃下的發(fā)光維持率(150℃下的發(fā)光維持率為150℃下發(fā)光強(qiáng)度與常溫(25℃)下發(fā)光強(qiáng)度之比)。

具體應(yīng)用見實(shí)施例1-40

本組實(shí)施例的化合物的化學(xué)式如表1所示,測定該化合物在460nm激發(fā)下的發(fā)光亮度,發(fā)射主峰以及150℃下的發(fā)光維持率,并與比較例1進(jìn)行對比。

本組實(shí)施例在隔絕空氣條件下,按照表1所示化學(xué)式配比稱量氮化硅、氮化銪、氮化鍶、氮化鈣、氮化鋁、氮化硼、氮化釩、氮化鈮,氮化鉭和其他稀土金屬氮化物等原料,充分混合均勻,將混合好的原料盛于坩堝中,轉(zhuǎn)入高溫爐,抽真空后通入H2?體積含量為1%的H2和2混合氣,于1800℃焙燒3小時。待溫度降至室溫時,取出樣品,進(jìn)行研磨、洗滌、烘干及過篩的后處理。

表1實(shí)施例1-40

從本組實(shí)施例中可以看出,隨著ⅤB元素添加量的增加,樣品的熱穩(wěn)定性均有較大提高,且發(fā)光亮度呈先增加后減小變化,說明過渡金屬的添加存在最優(yōu)值。同時,樣品的發(fā)射主峰位置也均發(fā)生變化。在本組實(shí)施例中,Sr、Ca、Ba、Mg等不同堿土離子的摻雜可以調(diào)節(jié)樣品的發(fā)光主峰位置,對其發(fā)光性能和溫度特性也有不同程度的影響。在150℃的高溫下,各實(shí)施例的發(fā)光強(qiáng)度衰減均在12%以內(nèi)。所以本發(fā)明涉及的功能化合物具有比Sr1.95Eu0.05Si58更高的發(fā)光亮度以及溫度穩(wěn)定性。

比較例2

選擇Ca0.95Eu0.05AlSi3化合物為對照,測定該化合物在460nm激發(fā)下的發(fā)光亮度,發(fā)射主峰以及150℃下的發(fā)光維持率。

實(shí)施例41-67

本組實(shí)施例的化合物的化學(xué)式如表2所示,測定該化合物在460nm激發(fā)下的發(fā)光亮度,發(fā)射主峰以及150℃下的發(fā)光維持率。

本組實(shí)施例在隔絕空氣條件下,按照表2所示化學(xué)式配比稱量金屬銪、金屬鍶、金屬鈣、金屬鎂、氮化硅、氮化鋁、氮化硼、氮化釩、氮化鈮、氮化鉭和其他稀土元素金屬,充分混合均勻,將混合好的原料盛于坩堝中,轉(zhuǎn)入高溫爐,抽真空后通入H2?體積含量為1%?的H2和2混合氣,于1600℃焙燒5小時。待溫度降至室溫時,取出樣品,進(jìn)行研磨、洗滌、烘干及過篩的后處理。

表2實(shí)施例41-67

編號 化合物化學(xué)式 發(fā)光亮度/% 發(fā)射主峰/nm 150℃發(fā)光維持率/%

比較例2 Ca 0.95Eu 0.05AlSi 3 100 646 87.46

41 Ca 0.95Eu 0.05AlSiV 0.01 3.017 120 648 93.48

42 Ca 0.95Eu 0.05AlSib 0.01 3.017 134 650 93.98

43 Ca 0.95Eu 0.05AlSib 0.03 3.050 130 655 92.14

44 Ca 0.95Eu 0.05AlSib 0.05 3.083 129 652 92.07

45 Ca 0.95Eu 0.05AlSib 0.10 3.167 120 639 91.95

46 Ca 0.95Eu 0.05AlSiTa 0.05 3.083 125 640 93.24

47 Ca 0.95Eu 0.05B 0.5Al 0.5SiTa 0.05 3.083 115 635 91.87

48 Ca 0.95Eu 0.05Al 0.5Ga 0.5SiTa 0.05 3.083 114 631 91.46

49 Ca 0.95Eu 0.05Al 0.5In 0.5SiTa 0.05 3.083 114 630 91.47

50 Ca 0.95Eu 0.05Al 0.5La 0.5SiTa 0.05 3.083 113 634 91.26

51 Ca 0.95Eu 0.05BSiTa 0.05 3.083 118 640 92.00

52 Ca 0.95Eu 0.05YSiTa 0.05 3.083 117 627 91.23

53 Ca 0.95Eu 0.05LaSiTa 0.05 3.083 110 625 91.01

54 Ca 0.95Eu 0.05AlSiV 0.04Ta 0.01 3.083 123 645 93.06

55 Ca 0.95Eu 0.05AlSib 0.03Ta 0.02 3.083 121 642 92.54

56 Ca 0.95Eu 0.05AlSiV 0.03b 0.02 3.083 119 634 92.07

57 Ca 0.90Eu 0.08Ce 0.02AlSiV 0.05 3.103 129 635 92.13

58 Ca 0.90Eu 0.08Dy 0.02AlSib 0.05 3.083 121 640 91.69

59 Ca 0.90Eu 0.08Lu 0.02AlSiTa 0.05 3.103 129 630 93.24

60 Ca 0.90Eu 0.08Gd 0.02AlSiTa 0.05 3.103 126 631 94.15

61 Ca 0.90Sr 0.05Eu 0.05AlSiTa 0.01 3.017 130 645 91.23

62 Ca 0.90Ba 0.05Eu 0.05AlSiTa 0.01 3.017 119 643 92.06

63 Ca 0.90Mg 0.05Eu 0.05AlSiTa 0.01 3.017 120 642 91.96

64 Sr 0.90Mg 0.05Eu 0.05AlSiTa 0.01 3.017 115 623 91.87

65 Sr 0.95Eu 0.05AlSiTa 0.01 3.017 121 631 92.36

66 Mg 0.95Eu 0.05AlSiTa 0.01 3.017 110 620 91.26

67 Ba 0.95Eu 0.05AlSiTa 0.01 3.017 109 610 91.65

從表2列舉的實(shí)施例結(jié)果可以看出,隨著V、b、Ta元素的添加,樣品的發(fā)光性能得到明顯改善,尤其是發(fā)光亮度與150℃的發(fā)光維持率。在150℃的高溫下,各實(shí)施例的發(fā)光強(qiáng)度衰減均在9%以內(nèi)。如實(shí)施例41,其發(fā)射主峰位于648nm,半峰寬81nm(發(fā)射光譜見圖1),激發(fā)范圍為350nm-500nm,可被紫外-藍(lán)光有效激發(fā)(激發(fā)光譜見圖2),同時其發(fā)光亮度和150℃發(fā)光維持率在添加ⅤB元素后均有明顯提高。所以本發(fā)明涉及的功能化合物具有比Ca0.95Eu0.05AlSi3更高的發(fā)光亮度以及溫度穩(wěn)定性。除此之外還可看出激活劑種類和摻雜比例對于發(fā)光材料的發(fā)光性能影響較大,如隨著Eu含量的增加發(fā)光主峰位置向長波方向移動。

比較例3

選擇Sr0.95Eu0.05AlSi47化合物為對照,測定該化合物在460nm激發(fā)下的發(fā)光亮度,發(fā)射主峰以及150℃下的發(fā)光維持率。

實(shí)施例68-86

本組實(shí)施例的化合物的化學(xué)式如表3所示,測定該化合物在390nm-460nm激發(fā)下的發(fā)光亮度,發(fā)射主峰以及150℃下的發(fā)光維持率。

本組實(shí)施例按照表3所示化學(xué)式配比稱量氮化硅、氮化銪、氮化鍶、氮化鈣、氮化鎂、氮化鋁、氮化硼、氮化釩、氮化鈮和氮化鉭,在絕氧環(huán)境下混合均勻,將混合好的原料盛于坩堝中,轉(zhuǎn)入高溫爐中,抽真空后通入H2體積含量為1%的H2和2混合氣,于1400℃焙燒7小時。待溫度降至室溫時,取出樣品,進(jìn)行研磨、洗滌、烘干及過篩的后處理。

表3實(shí)施例68-86

編號 化合物化學(xué)式 發(fā)光亮度/% 發(fā)射主峰/nm 150℃發(fā)光維持率/%

比較例3 Sr 0.95Eu 0.05AlSi 4 7 100 631 78.79

68 Sr 0.95Eu 0.05AlSi 4V 0.01 7.017 128 640 91.24

69 Sr 0.95Eu 0.05AlSi 4b 0.01 7.017 129 639 92.69

70 Sr 0.95Eu 0.05AlSi 4Ta 0.01 7.017 127 637 91.38

71 Sr 0.95Eu 0.05B 0.1Al 0.9Si 4V 0.01 7.017 126 628 90.01

72 Sr 0.95Eu 0.05B 0.2Al 0.8Si 4V 0.01 7.017 130 621 92.23

73 Sr 0.95Eu 0.05B 0.5Al 0.5Si 4V 0.01 7.017 121 615 91.56

74 Sr 0.95Eu 0.05B 0.7Al 0.3Si 4V 0.01 7.017 110 635 90.36

75 Sr 0.95Eu 0.05BSi 4V 0.01 7.017 105 638 89.25

76 Sr 0.95Eu 0.05Al 0.95Y 0.05Si 4b 0.01 7.017 132 628 93.54

77 Sr 0.95Eu 0.05Al 0.90Y 0.10Si 4b 0.01 7.017 121 627 92.45

78 Sr 0.95Eu 0.05Al 0.80Y 0.20Si 4b 0.01 7.017 115 618 91.98

79 Sr 0.95Eu 0.05Al 0.50Y 0.50Si 4b 0.01 7.017 110 600 90.63

80 Sr 0.95Eu 0.05Al 0.20Y 0.80Si 4b 0.01 7.017 120 575 92.56

81 Sr 0.95Eu 0.05Al 0.10Y 0.90Si 4b 0.01 7.017 123 565 93.01

82 Sr 0.95Eu 0.05YSi 4b 0.01 7.017 125 550 93.89

83 Sr 0.95Eu 0.05ScSi 4Ta 0.01 7.017 121 521 92.79

84 Ba 0.95Eu 0.05YSi 4Ta 0.01 7.017 120 520 91.12

85 Sr 0.95Ce 0.05YSi 4b 0.01 7.022 115 490 90.76

86 Ba 0.95Ce 0.05YSi 4Ta 0.01 7.022 110 480 89.37

比較例4

選擇Ca0.95Eu0.05Si2化合物為對照,測定該化合物在460nm激發(fā)下的發(fā)光亮度,發(fā)射主峰以及150℃下的溫度特性。

實(shí)施例87-101

本組實(shí)施例的化合物的化學(xué)式如表4所示,測定該化合物在460nm激發(fā)下的發(fā)光亮度,發(fā)射主峰以及150℃下的發(fā)光維持率。

本組實(shí)施例在隔絕空氣條件下,按照表4所示化學(xué)式配比稱量金屬銪、金屬鍶、金屬鈣、金屬鎂、金屬鋇以及其他稀土元素金屬,和氮化硅、氮化鋁、氮化釩、氮化鈮、氮化鉭等原料,并混合均勻,將混合好的原料盛于坩堝,轉(zhuǎn)入高溫爐中,抽真空后通入CO體積含量為1%?的CO和2混合氣,于1300℃?焙燒8小時。待溫度降至室溫時,取出樣品,進(jìn)行研磨、洗滌、烘干及過篩的后處理。

表4實(shí)施例87-101

編號 化合物化學(xué)式 發(fā)光亮度/% 發(fā)射主峰/nm 150℃溫度特性

比較例4 Ca 0.95Eu 0.05Si 2 100 620 70.39

87 Ca 0.95Eu 0.05SiV 0.01 2.017 120 630 89.36

88 Ca 0.95Eu 0.05Sib 0.01 2.017 121 628 89.12

89 Ca 0.95Eu 0.05SiTa 0.01 2.017 123 624 90.36

90 Ca 0.95Eu 0.05B 0.01Sib 0.01 2.027 130 631 90.25

91 Sr 0.95Eu 0.05Al 0.01Sib 0.01 2.027 135 660 92.36

92 Sr 0.95Eu 0.05Ga 0.01SiTa 0.01 2.027 129 673 91.21

93 Sr 0.95Eu 0.05Sc 0.01SiTa 0.01 2.027 123 658 90.86

94 Sr 0.95Eu 0.05Lu 0.01SiTa 0.01 2.027 120 652 90.45

95 Sr 0.95Eu 0.05Gd .01SiTa 0.01 2.027 116 652 90.12

96 Sr 0.95Eu 0.05Sib 0.01 2.017 124 680 91.20

97 Ba 0.95Eu 0.05SiTa 0.01 2.017 118 612 90.23

98 Mg 0.95Eu 0.05SiTa 0.01 2.017 116 517 89.14

99 Ba 2.95Eu 0.05Ga 3V 0.01 5.017 115 635 88.90

100 Ba 2.95Eu 0.05Ga 3b 0.01 5.017 127 640 89.09

101 Ba 2.95Eu 0.05Ga 3Ta 0.01 5.017 121 630 90.09

實(shí)施例102-114

本組實(shí)施例的化合物的化學(xué)式如表5所示,測定該化合物在360-460nm激發(fā)下的發(fā)光亮度,發(fā)射主峰以及150℃下的發(fā)光維持率。

本組實(shí)施例在隔絕空氣條件下,按照表5所示化學(xué)式配比稱量金屬銪、金屬鍶、金屬鈣、金屬鎂、金屬鋇以及其他稀土元素金屬,和氮化硅、氮化鋁、氮化釩、氮化鈮、氮化鉭以及碳粉等原料,并混合均勻,將混合好的原料盛于坩堝,轉(zhuǎn)入高溫爐中,抽真空后通入2,于1600℃焙燒5小時。待溫度降至室溫時,取出樣品,進(jìn)行研磨、洗滌、烘干及過篩的后處理。

表5實(shí)施例102-114

編號 化合物化學(xué)式 發(fā)光亮度/% 發(fā)射主峰/nm 150℃溫度特性

比較例4 Ca 0.95Eu 0.05Si 2 100 620 76.39

102 La 0.95Ce 0.05Si 3V 0.01 5.017 121 489 93.25

103 La 0.95Ce 0.05Si 3b 0.01 5.017 125 486 92.36

104 La 0.95Ce 0.05Si 3Ta 0.01 5.017 122 480 91.89

105 La 2.95Ce 0.05Si 6V 0.01 11.017 120 577 90.15

106 La 2.95Ce 0.05Si 6b 0.01 11.017 130 580 91.87

107 La 2.95Ce 0.50Si 6Ta 0.01 11.017 123 583 91.78

108 Ca 3.95Eu 0.05SiV 0.01 4.017 119 599 91.02

109 Sr 3.95Eu 0.05Sib 0.01 4.017 111 613 90.14

110 Ba 3.95Eu 0.05SiTa 0.01 4.017 105 624 90.01

111 Sr 0.95Eu 0.05Si 7Ta 0.01 10.017 111 495 91.12

112 Ba 0.95Eu 0.05Si 7b 0.01 10.017 110 492 93.14

113 Ca 0.95Eu 0.05Si 6b 0.01 8.017 109 491 92.09

114 Ba 0.95Eu 0.05Si 6Ta 0.01 8.017 111 480 92.87


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