[00785742]碳酸钙制备红色稀土荧光材料的研究

1、任务来源:该项目来源于四川省科技厅应用基础项目，项目名称为：碳酸钙制备红色稀土荧光材料的研究，项目编号为：2006J13-059，完成时间为：2006-2008年。2、应用领域和技术原理这种红色荧光粉可以作为三基色荧光粉，应用于涂料、照明和LED等。该发明在CaCO<,3>或CaO中掺杂稀土元素铕(Eu)作为激活剂、碱金属元素锂(Li)作为助激活剂，Eu<'3+>通过Li<'+>的敏化作用进入CaCO<,3>或CaO中晶格中。掺杂元素Eu<'3+>有两条发红色光的谱线：618nm和593nm，而且，Li<'+>离子的半径特别小，容易进入到CaCO<,3>晶格中去，增加Eu<'3+>在CaCO<,3>中的溶解性。因此，在其中引入碱金属元素锂，既增强了红色荧光材料的发光性能，又降低了昂贵稀土元素铕的使用量。这将大大降低制备红色荧光材料的生产成本。3、性能指标计划任务书要求的主要性能指标：合成出一种发光性能优异的CaCO<,3>:Eu,X或CaO:Eu,X的红色荧光粉体，其中，粉体发射光谱的峰值波长在620nm附近，粉体激发光谱的峰值波长在320nm附近。实际上合成一系列红色荧光粉体达到的性能指标为：(1)CaCO<,3>:Eu,X体系：激发光谱的峰值波长为200-400nm，发射光谱的峰值波长为600-620nm；(2)CaO:Eu,X体系：激发光谱的峰值波长为250nm，发射光谱的峰值波长为595nm左右。4、与国内外同类技术比较，广泛使用的色荧红光粉主要是三价铕离子激活的氧化钇，其热稳定性和稳定猝灭性好，但由于基质材料氧化钇的价格昂贵，所以，红色荧光粉的成本是限制照明领域的一个关键因素之一。该研究采用高温固相法和微波法等制备方法，合成了一系列的CaCO<,3>:Eu,X和CaO:Eu,X的红色荧光粉体。其制备工艺简单，原料成本低廉，产品发光性能优良。5、成果的创造性、先进性实验采用高温固相法、水热法、沉淀法、微波法和燃烧法等不同方法制备碳酸钙或氧化钙基红色荧光粉体，并借助于XRD、SEM、FT-IR、Raman、激光粒度仪、UV-Vis和PL-PLE等手段研究了不同制备方法、发光基质、晶型结构和掺杂离子等对样品性能的影响。以廉价的碳酸钙为主要原料，Eu_2O_3仅占1％，大大节省了成本；产品的制备中，不需要在高温下把CaCO<,3>分解为CaO，其固相反应温度600℃-800℃，比一般高温固相法低500℃左右，大大节省了能源；采用稀土激活离子Eu<'3+>，无需在特别条件下制备Eu<'2+>，简化了工艺条件，优化了合成方法。其中，高温固相法和微波法合成的红色发光粉具有较好的发光性能，有望应用于LED、PDP、照明等工业规模化生产。其应用大大降低了生产成本，具有良好的经济效益和十分显著的社会效益。