硅铝酸盐绿粉、蓝粉及其三基色荧光粉体系

摘要

本发明涉及一种节能灯中所用的荧光粉，它在铝酸盐绿粉和铝酸盐蓝粉中分别加入1克分子量以上的二氧化硅，分别得到硅铝酸盐绿粉和硅铝酸盐蓝粉，将氧化钇铕红粉和硅铝酸盐绿粉及硅铝酸盐蓝粉混合就得硅铝酸盐三基色荧光粉体系。本发明得到的荧光粉体系光衰小，光通维持率高，结构非常稳定。

说明书

本发明涉及一种节能灯中所用的荧光粉，特别是荧光绿粉、兰粉及三基色荧光粉体系。

目前，国内节能灯中所用的绿粉、兰粉及其三基色荧光粉体系主要是铝酸盐绿粉(化学名称为多铝酸镁铈铽)、兰粉(化学名称为多铝酸钡镁)和铝酸盐三基色荧光粉体系，铝酸盐兰粉和绿粉的光衰大，尤其在高色温的三基色荧光灯中，光衰最主要来源于兰粉，因此研究维持率好的兰粉是当前颇引入注目的课题。为改进其性能，国外采用的方法是掺杂少量的二氧化硅，以便提高节能灯的光通维持率。如兰粉，日本专利87—00,578；89—275,690和欧洲专利《EUr.Pat.Appl.Ep》241,848等，报导了在铝酸盐兰粉中加入0.001—0.5克分子数的二氧化硅。对于绿粉，日本专利有77—22,836；82—52,390；82—61,068；87—227,487；89—217,096；90—173,087；90—300,286等，它们提出在铝酸盐绿粉中加入二氧化硅的克分子数从1×10^-5－0.5。上述二氧化硅的加入量均在1个克分子数以下，属于掺杂物，不能改变其化合物的主要组成，仍不能达到满意的效果。

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种高维持率，低光衰的硅铝酸盐绿粉、兰粉及其三基色荧光粉体系。

本发明的技术解决方案：

一种硅铝酸盐绿粉，其特征在于在合成铝酸盐绿粉过程中加入1—4克分子量的二氧化硅(SiO₂)，成为三价铈和三价铽激活的硅铝酸镁铈铽绿色荧光粉，其通式为：

(CeTb)MgSinAlmO_{(4n＋3m＋5)/2}

其中：n＝1－4    (n＜m)

      m＝5－9

一种硅铝酸盐兰粉，其特征在于在合成铝酸盐兰粉过程中加入1—5克分子量的二氧化硅(SiO₂)，成为二价铕激活的硅铝酸钡镁兰色荧光粉，其通式为：

(BaEu)Mg₂Si_aAl_bO_{(4a＋3b＋6)/2}

其中：a＝1－5    (a＜b)

      b＝6－14

一种硅铝酸盐三基色荧光粉体系，其特征在于它由氧化钇铕(Y₂O₃：Eu)红粉、硅铝酸盐绿粉[(CeTb)MgSinAlmO_{(4n＋3m＋5)/2}]和硅铝酸盐兰粉[(BaEu)Mg₂SiaAl_bO_{(4a＋3b＋6)/2}]混合组成。

本发明在铝酸盐荧光粉中加入1克分子量以上的二氧化硅，形成的硅酸盐化合物的温度比形成铝酸盐的温度要低得多，加入二氧化硅降低了烧结温度，起到助熔剂的作用，并且二氧化硅的加入量已成为荧光粉组份中的重要组成部分，使化合物结构更加稳定，从而使光衰降低，具有良好的光通维持率。

实施例1.

硅铝酸盐绿粉：按克分子量称取二氧化铈(CeO₂，纯度为99.9％)、氧化铽(Tb₄O₇，纯度为99.99％)、分析纯氧化镁(MgO)、高纯二氧化硅(SiO₂)、荧光级三氧化二铝(Al₂O₂)以及少许硼酸(H₃BO₃)，其各组份的克分子量为：

CeO₂              0.65克分子

Tb₄O₇            0.35/4克分子

MgO                1克分子

SiO₂              2克分子

Al₂O₃            7/2克分子

H₃BO₃            0.1克分子

将它们混合均匀后，在1450—1560℃温度下灼烧2—3小时，冷却，粉碎，再在1350—1400℃活性炭保护下还原3—4小时，经粉碎、过筛后即得硅铝酸盐绿色荧光粉[(CeTb)MgSi₂Al₇O₁₇，它在253.7nm紫外线照射下发出主峰值为545nm的绿色荧光，它的相对亮度比不加SiO₂的绿粉的相对亮度高3％，并具有良好的光通维持率。

实施例2.

硅铝酸盐兰粉：

按克分子量称取荧光级碳酸钡(BaCO₃)、分析纯氟化钡(BaF₂)、分析纯氧化镁(MgO)、氧化铕(Eu₂O₃，纯度为99.99％)，高纯二氧化硅(SiO₂)、荧光级三氧化二铝(Al₂O₃)以及少许硼酸(H₃BO₃)，其各组份的克分子量为：

BaCO₃                 0.65克分子

BaF₂                  0.2克分子

MgO                    2克分子

Eu₂O₃                0.15/2克分子

SiO₂                  2克分子

Al₂O₃                12/2克分子

H₃BO₃                0.1克分子

将它们仍经过混匀、高温灼烧、粉碎、高温还原、粉碎和过筛等工序即得硅铝酸盐兰粉[(BaEu)Mg₂Si₂Al₁₂O₂₅]，它在253.7nm紫外线照射下发出峰值波长为456nm的兰色荧光，这种兰粉的相对亮度要比不加SiO₂的荧光粉高2％，且这种兰粉经制灯试验，光衰小于5％。

实施例3：

硅铝酸盐三基色荧光粉体系：

将氧化钇铕(Y₂O₃：Eu)红粉和实施例1中得到的硅铝酸盐绿粉[(CeTb)MgSi₂Al₇O₁₇]及实施例2得到的硅铝酸盐兰粉[(BaEu)Mg₂Si₂Al₁₂O₂₅]混合就得到硅铝酸盐三基色荧光粉体系，根据它们三种组份的不同重量百分比，可混合组成2700K至6400K的各种色温的三基色荧光粉体系，它们的重量百分比为：

氧化钇铕红粉    30—65％

硅铝酸盐绿粉    35—50％

硅铝酸盐兰粉     1一25％

该体系具有光衰小、光效高的特点。