本发明归属于固态光致发光材料技术领域，主要涉及到一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉材料及其制备方法。
背景技术：
进入21世纪以来，全球工业步入了一个全新的阶段，工业消耗也在持续不断地上升。相应地，在社会经济不断盈利的大背景下，我们应该意识建立在大量消耗不可再生自然资源基础之上的经济是不牢固的。环顾人类的实际生存需求，“光”是无法绕过的基本生活需求，因而可以从照明光源入手来降低能源消耗。纵观历史，人类的照明方式经历了油灯、白炽灯、荧光灯，以及白光led。白光led作为第四代绿色照明方式，具备前三种方式不曾拥有的独特优势：相应速度快、服役时间长、照明效率高、环境友好和能源消耗少等。按照2019年联合国环境署的规划指南，大量使用led灯照明，将极大地降低生活成本和推动节能减排措施的实施。
白光led的实现，采用的是蓝光led芯片配合黄色荧光粉（yag：ce3 ）复合产生所需的白光。但美中不足的是，该方式产生的白光普遍存在显色系数低下，相对色温较高，阻碍了其更进一步的发展。而造成该现象的主要原因是红色成分的缺失。
为解决上述问题，采用近紫外光激发三基色（红、绿、蓝）荧光粉产生高效白光成为了新的研究方向。该方式具备颜色纯正，环境稳定性强的优点。基于目前绿、蓝两种颜色荧光粉研究相对完善，开发高性能红色荧光粉来满足实际白光的应用需求显得尤为重要。发明专利《一种氮化物红色荧光粉的制备方法》（公开号cn111187617a）公开了一种氮化物红色荧光粉，其化学式为r1-xaymzn3:xeu2 ，该氮化物荧光粉需在高温高压炉中制备，所需温度高达1600-2000℃，制备条件较为苛刻，成本相对较高。本发明专利提供了一种易制备，成本低，能够被近紫外光有效激发的闪铋矿结构磷酸盐红色荧光粉。在391nm近紫外光激发下，荧光粉在617nm波长处具有强烈的红光发射。该荧光粉有潜力作为近紫外基白光led的红色组成部分。
技术实现要素：
本发明主要提供了一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉材料。与此同时，本发明提供了一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉的制备方法。该方法制备的荧光粉在近紫外光区（约391nm）表现出较强的吸收能力，相应地发射光谱在525-725nm范围展现出强烈的红光发射。
本发明所述的是一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉材料，该材料的化学式为：nasr1-ybi2(1-x)(po4)3:xeu3 ,yca2 ;其中，0＜x≤0.06，0＜y≤0.02。该荧光粉材料由高温固相法制备而来。
本发明提供的一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉材料的制备方法，其技术方案的具体步骤如下：
第一步：按照化学式nasr1-ybi2(1-x)(po4)3:xeu3 ,yca2 （0＜x≤0.06，0＜y≤0.02）中各组成元素的化学计量比计算各原料用量，按照配比用量称取各原料：na2co3、srco3、bi2o3、nh4h2po4、eu2o3和caco3；
第二步：将各原料倒入玛瑙研钵中充分研磨一段时间，使得原料混合均匀；
第三步：将混合原料装入氧化铝坩埚，并将其置于高温马弗炉中。在400℃下保温1-3h，确保部分反应物充分分解；紧接着调高炉温至750-900℃烧结2-6h，该过程实施于空气气氛下；
第四步：待所制备样品随炉冷却到室温后，取出并进行适当的研磨，即可获得相应的荧光粉。
本发明涉及的磷酸盐红色荧光粉是以具有闪铋矿结构nasrbi2(po4)3为稀土掺杂宿主材料，通过稀土eu3 取代部分宿主元素，进入到宿主晶格，形成相应的发光中心。除此以外，采用二价碱土阳离子ca2 替换宿主组成元素造成晶格畸变，引起发光中心所处晶格环境发生变化，进一步增强荧光粉的发光性能。
本发明涉及的磷酸盐红色荧光粉，在近紫外光（391nm）的激发下能够在525-725nm范围内表现出强烈的光发射，其中最强的红色发射峰峰值位于617nm处，源自于eu3 的5d0→7f2电偶极跃迁。经测试，该荧光粉显色性较好，色纯度较高，能够满足白光led需求。
本发明涉及的磷酸盐红色荧光粉，可在较低的温度下制备，可有效地降低对能源的消耗。同时，该方法操作简便，危险性低，易于大批量的生产。
附图说明
图1为实施例1与实施例5的xrd衍射图谱，以及磷酸盐宿主nasrbi2(po4)3的标准卡片；
图2为实施例1与实施例5荧光粉在617nm监测波长下获得的激发光谱；
图3为实施例1与实施例5荧光粉在391nm激发波长下获得的发射光谱；
图4为实施例1与实施例5荧光粉在391nm激发波长和617nm监测波长下获得的荧光衰减寿命曲线。
具体实施方式
实施例1：一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉，按照该荧光粉化学式nasr1-ybi2(1-x)(po4)3:xeu3 ,yca2 ，其中x=0.05，y=0；分别称取0.1653gna2co3，0.4428gsrco3，1.32798gbi2o3，1.03518gnh4h2po4，0.05278geu2o3，0gcaco3；将各原料置于玛瑙研钵中充分研磨30min后，装入氧化铝坩埚转移到高温马弗炉中在400℃保温3h，紧接着升温到800℃保温6h；待样品随炉冷却到室温，取出研磨即获得相应的荧光粉。
实施例2：一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉，按照该荧光粉化学式nasr1-ybi2(1-x)(po4)3:xeu3 ,yca2 ，其中x=0.05，y=0；分别称取0.1653gna2co3，0.4428gsrco3，1.32798gbi2o3，1.03518gnh4h2po4，0.05278geu2o3,0gcaco3；将各原料置于玛瑙研钵中充分研磨30min后，装入氧化铝坩埚转移到高温马弗炉中在400℃保温2h，紧接着升温到800℃保温3h；待样品随炉冷却到室温，取出研磨即获得相应的荧光粉。
实施例3：一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉，按照该荧光粉化学式nasr1-ybi2(1-x)(po4)3:xeu3 ,yca2 ，其中x=0.05，y=0.005；分别称取0.1653gna2co3，0.44067gsrco3，1.32798gbi2o3，1.03518gnh4h2po4，0.05278geu2o3，0.0015gcaco3；将各原料置于玛瑙研钵中充分研磨30min后，装入氧化铝坩埚转移到高温马弗炉中在400℃保温3h，紧接着升温到800℃保温6h；待样品随炉冷却到室温，取出研磨即获得相应的荧光粉。
实施例4：一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉，按照该荧光粉化学式nasr1-ybi2(1-x)(po4)3:xeu3 ,yca2 ，其中x=0.05，y=0.015；分别称取0.1653gna2co3，0.43624gsrco3，1.32798gbi2o3，1.03518gnh4h2po4，0.05278geu2o3，0.0045gcaco3；将各原料置于玛瑙研钵中充分研磨30min后，装入氧化铝坩埚转移到高温马弗炉中在400℃保温3h，紧接着升温到800℃保温6h；待样品随炉冷却到室温，取出研磨即获得相应的荧光粉。
实施例5：一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉，按照该荧光粉化学式nasr1-ybi2(1-x)(po4)3:xeu3 ,yca2 ，其中x=0.05，y=0.01；分别称取0.1653gna2co3，0.43846gsrco3，1.32798gbi2o3，1.03518gnh4h2po4，0.05278geu2o3，0.0030gcaco3；将各原料置于玛瑙研钵中充分研磨30min后，装入氧化铝坩埚转移到高温马弗炉中在400℃保温3h，紧接着升温到800℃保温6h；待样品随炉冷却到室温，取出研磨即获得相应的荧光粉。
实施例6：一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉，按照该荧光粉化学式nasr1-ybi2(1-x)(po4)3:xeu3 ,yca2 ，其中x=0.05，y=0.02；分别称取0.1653gna2co3，0.43403gsrco3，1.32798gbi2o3，1.03518gnh4h2po4，0.05278geu2o3，0.0060gcaco3；将各原料置于玛瑙研钵中充分研磨30min后，装入氧化铝坩埚转移到高温马弗炉中在400℃保温3h，紧接着升温到800℃保温6h；待样品随炉冷却到室温，取出研磨即获得相应的荧光粉。
1.一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉材料及其制备方法，其特征在于：该磷酸盐红色荧光粉的化学式为nasr1-ybi2(1-x)(po4)3:xeu3 ,yca2 ，其中0＜x≤0.06,0＜y≤0.02，x，y均代表摩尔分数。
2.如权利要求1所述的一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉材料及其制备方法，其特征在于：在391nm近紫外光的有效激发下，荧光粉在525-725nm波长范围内表现出强烈的红光发射，其发射峰值位于617nm处。
3.如权利要求1所述的一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉材料及其制备方法，其特征在于，制备过程包含以下步骤：
1）按照化学式nasr1-ybi2(1-x)(po4)3:xeu3 ,yca2 (0＜x≤0.06,0＜y≤0.02)中各元素的化学计量比，依次称取各原料；
2）将称取好的原料倒入玛瑙研磨中进行充分研磨，使得各原料混合均匀；
3）将混合物置于氧化铝坩埚中，将坩埚转移至高温马弗炉中进行烧结；
4）待样品随炉冷却到室温，取出并进行适当的研磨，即可获得相应的荧光粉。
4.如权利要求3所述的一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉材料及其制备方法，其特征在于，步骤1）所述原料为：na2co3，srco3，bi2o3，nh4h2po4，eu2o3，caco3。
5.如权利要求3所述的一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉材料及其制备方法，其特征在于，步骤3）所述烧结气氛条件为：空气气氛。
6.如权利要求3所述的一种稀土eu3 掺杂磷酸盐红色荧光粉材料及其制备方法，其特征在于，步骤3）所述烧结温度条件为：首先在400℃保温1-3h，紧接着在750-900℃保温2-6h。
技术总结