CN103773362A - 偏硅酸钙发光材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种偏硅酸钙发光材料，其化学通式为：具有如下化学通式：Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y,M_z，所述M掺杂在Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y中，所述M为Ag、Au、Pt、Pd和Cu金属纳米粒子中的至少一种，0<x≤0.05，0<y≤0.1，z为M与Si的摩尔之比，0<z≤1×10^-2。本发明还提供一种偏硅酸钙发光材料的制备方法。上述偏硅酸钙发光材料及其制备方法中，以偏硅酸为发光基质，铅为荧光敏化剂，锰为荧光激活剂，通过掺杂金属纳米粒子增强发光效率，而且该偏硅酸发光材料具有稳定性好，发光强度高的优点。

Description

偏硅酸钙发光材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，特别是涉及偏硅酸钙发光材料及其制备方法。

背景技术

20世纪60年代，Ken Shoulder提出了基于场发射阴极阵列(Field EmissiveArrays,FEAs)电子束微型装置的设想，利用FEAs设计和制造平板显示与光源器件。这种新型的场发射器件的工作原理与和传统的阴极射线管(Cathode-Ray Tube,CRT)类似，通过电子束轰击红、绿、蓝三色荧光粉发光实现成像或照明用途，该种器件在亮度、视角、响应时间、工作温度范围、能耗等方面均具有潜在的优势。

获得性能优良的场发射器件的关键因素之一是制备高性能荧光材料。目前场发射器件所采用的荧光材料主要是用于传统阴极射线管和投影电视显象管的硫化物系列、氧化物系列和硫氧化物系列荧光粉。硫化物系列和硫氧化物系列荧光粉具有发光亮度较高，且具有一定的导电性的特性，但在大束流电子束的轰击下容易发生分解，放出单质硫“毒化”阴极针尖，并生成其他沉淀物覆盖在荧光粉表面，降低了荧光粉的发光效率。氧化物、铝酸盐荧光粉稳定性能好，但也具有发光效率不够高的缺点。

偏硅酸钙发光材料，如CaSiO₃:Pb,Mn是一种常见的阴极射线发光和光致发光荧光粉，因其具有良好的化学稳定性、热稳定性和价格低廉等优点而被普遍使用，但其发光效率较低，还需更进一步的提高。

发明内容

基于此，有提供一种发光效率较高的偏硅酸钙发光材料及其制备方法。

一种偏硅酸钙发光材料，具有如下化学通式：具有如下化学通式：Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y,M_z，所述M掺杂在Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y中，所述M为银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)和铜(Cu)金属纳米粒子中的至少一种，0<x≤0.05，0＜y≤0.1，z为M与Si(硅)的摩尔之比，0<z≤1×10^-2。

在其中一个实施例中，0.01≤x≤0.03。

在其中一个实施例中，0.02≤y≤0.07。

在其中一个实施例中，1×10^-5≤z≤5×10^-3。

一种偏硅酸钙发光材料的制备方法，包括：

将Ag、Au、Pt、Pd及Cu中的至少一种的金属盐溶液与助剂和还原剂混合并反应，制得含有M的溶胶；所述M选自Ag、Au、Pt、Pd和Cu金属纳米粒子中的至少一种；

按照M与Si的摩尔之比z，将二氧化硅气凝胶溶解至所述含有M的溶胶中，在50℃~75℃温度下搅拌0.5h~3h，超声，干燥，研磨后在600℃~1200℃下煅烧0.5~4h，得到掺杂M的二氧化硅气凝胶，0<z≤1×10^-2；及

按照Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y,M_z各元素的摩尔之比，分别称取钙(Ca)的化合物、Pb的化合物、Mn的化合物及所述掺杂M的二氧化硅(SiO₂)气凝胶，研磨后升温至500℃~900℃煅烧2h~10h，再于还原气氛中900℃~1500℃温度下处理0.5h~6h，随炉冷却降温至室温，得到化学通式为Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y,M_z的偏硅酸钙发光材料，所述M掺杂在Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y中，0<x≤0.05，0<y≤0.1。

在其中一个实施例中，所述金属盐溶液中金属离子的浓度为5×10^-4mol/L~2.5×10^-2mol/L。

在其中一个实施例中，所述助剂为聚乙烯砒咯烷酮、柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的至少一种，所述助剂的添加量在所述含有M的溶胶中的浓度为1×10^-4g/mL～5×10^-2g/mL。

在其中一个实施例中，所述还原剂为水合肼、抗坏血酸、柠檬酸钠和硼氢化钠中的至少一种，所述还原剂的添加量与所述金属盐溶液中金属离子摩尔比为0.5:1~10:1。

在其中一个实施例中，所述还原气氛为氮气(N₂)与氢气(H₂)的混合气氛、一氧化碳(CO)气氛和氢气气氛中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述Ca的化合物为氧化钙、硝酸钙、碳酸钙、乙酸钙或草酸钙；所述Pb的化合物为氧化铅、硝酸铅、碳酸铅、乙酸铅或草酸铅；所述Mn的化合物为氧化锰、硝酸锰、碳酸锰、乙酸锰或草酸锰。

上述偏硅酸钙发光材料及其制备方法中，以偏硅酸为发光基质，铅为荧光敏化剂，锰为荧光激活剂，通过掺杂金属纳米粒子增强发光效率，该偏硅酸发光材料具有稳定性好，发光效率高的优点。

附图说明

图1为一实施方式的偏硅酸钙发光材料制备方法的流程图；

图2为实施例3制备的偏硅酸钙发光材料与传统的发光材料在5kv电压下的阴极射线发光光谱对比图。

具体实施方式

下面结合实施方式及附图，对偏硅酸钙发光材料及其制备方法作进一步的详细说明。

一实施方式提供的偏硅酸钙发光材料为一种荧光粉，其为引入了金属纳米粒子的偏硅酸钙发光材料，该偏硅酸钙发光材料具有如下化学通式：Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y,M_z，M掺杂在Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y中，M为Ag、Au、Pt、Pd和Cu金属纳米粒子中的至少一种，0<x≤0.05，0<y≤0.1，z为M与Si的摩尔之比，0<z≤1×10^-2。

在其他实施例中，x的取值范围可以为0.01≤x≤0.03。

在其他实施例中，y的取值范围可以为0.02≤y≤0.07。

在其他实施例中，z的取值范围可以为1×10^-5≤z≤5×10^-3。

上述偏硅酸钙发光材料可以发出红色荧光，以偏硅酸钙为发光材料的基质，以铅为荧光敏化剂，锰为荧光激活剂，通过掺杂金属纳米粒子增强发光效率。同时该偏硅酸发光材料具有稳定性好，发光强度高的优点。

请参阅图1，一实施方式的偏硅酸钙发光材料的制备方法包括以下步骤：

S101，将Ag、Au、Pt、Pd及Cu中的至少一种的金属盐溶液与助剂和还原剂混合并反应，制得含有M的溶胶；M选自Ag、Au、Pt、Pd和Cu金属纳米粒子中的至少一种。

本实施例中，盐溶液浓度可以根据实际需要灵活配置，金属盐溶液中金属离子的浓度可以为5×10^-4mol/L~2.5×10^-2mol/L。助剂可以为聚乙烯砒咯烷酮、柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠中的至少一种。助剂的添加量在含有M的溶胶的浓度为1×10^-4g/mL～5×10^-2g/mL，添加助剂可以防止金属纳米粒子团聚。还原剂可以为水合肼、抗坏血酸、柠檬酸钠或硼氢化钠中的至少一种。还原剂的添加量与金属盐溶液的金属离子的摩尔比可以为0.5:1~10:1。反应时间可以为10分钟~45分钟。

S102，按照M与Si的摩尔之比z，将二氧化硅气凝胶溶解至含有M的溶胶中，在50℃~75℃温度下搅拌0.5~3h，超声，干燥，研磨后在600℃~1200℃下煅烧0.5~4h，得到掺杂M的二氧化硅气凝胶，0<z≤1×10^-2。

本实施例中，超声可以为在500W的功率下超声10分钟左右。干燥可以为在温度为60℃~150℃条件下进行。在该过程中，由于二氧化硅气凝胶具有纳米多孔网络结构，是性能良好的轻质多孔非晶固体材料，其孔隙率高达80%~99.8%，比表面积高达200m²/g~1000m²/g，因此可以较好地与金属纳米粒子结合，形成掺杂M的二氧化硅气凝胶。

S103，按照Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y,M_z各元素的摩尔之比，分别称取Ca的化合物、Pb的化合物、Mn的化合物及掺杂M的二氧化硅气凝胶，研磨后升温至500℃~900℃煅烧2h~10h，再于还原气氛中900℃~1500℃温度下处理0.5h~6h，随炉冷却降温至室温，得到化学通式为Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y,M_z的偏硅酸钙发光材料，M掺杂在Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y中，0<x≤0.05，0<y≤0.1。

本实施例中，还原性气氛可以为氮气与氢气的混合气氛、一氧化碳气氛和氢气气氛中等弱还原气氛中的至少一种。在弱还原气氛中，可以将高价态的金属离子还原成低价态的金属离子，或者保护金属离子不被氧化。Ca的化合物可以为氧化钙、硝酸钙、碳酸钙、乙酸钙或草酸钙；Pb的化合物可以为氧化铅、硝酸铅、碳酸铅、乙酸铅或草酸铅；Mn的化合物可以为氧化锰、硝酸锰、碳酸锰、乙酸锰或草酸锰。

上述偏硅酸钙发光材料的制备方法中，先制备含有金属纳米粒子的溶胶，然后采用二氧化硅气凝胶吸附金属纳米粒子，得到掺杂有金属纳米粒子的氧化铝气凝胶，再以掺杂有金属纳米粒子的氧化铝气凝胶为原料制备掺杂金属纳米粒子的偏硅酸钙发光材料，通过掺杂金属纳米粒子来提高发光材料的发光效率。上述制备方法工艺简单、设备要求低、无污染、易于控制，适于工业化生产。

以下结合具体实施例来进行说明。

实施例1

的制备：

称取41.2mg氯金酸（AuCl₃·HCl·4H₂O）溶解到16.7mL的去离子水中；当氯金酸完全溶解后，称取400mg柠檬酸钠和600mg十六烷基三甲基溴化铵，并在磁力搅拌的环境下溶解到氯金酸水溶液中；称取1.9mg硼氢化钠和17.6mg抗坏血酸分别溶解到10mL去离子水中，得到10mL浓度为5×10^-3mol/L的硼氢化钠水溶液和10mL浓度为1×10^-2mol/L的抗坏血酸水溶液；在磁力搅拌的环境下，先往氯金酸水溶液中加入0.08mL硼氢化钠水溶液，搅拌反应5分钟后再往氯金酸水溶液中加入3.22mL1×10^-2mol/L的抗坏血酸水溶液，之后继续反应30分钟，即得20mLAu含量为5×10^-3mol/L的Au纳米粒子溶胶。

称取二氧化硅气凝胶0.3005g，溶解到10mLAu含量为5×10^-3mol/L的Au纳米粒子溶胶中，在50℃下搅拌3h，然后超声10分钟，再在60℃干燥，将干燥后的样品研磨均匀，在600℃下预煅烧4h，得到含有Au纳米粒子的二氧化硅气凝胶。

称取0.2064g氧化钙(CaO)，0.0089g氧化铅(PbO)，0.0243g二氧化锰(MnO₂)和0.2524g的含有Au纳米粒子的二氧化硅气凝胶，置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均匀，然后将粉末转移到刚玉坩埚中，于马弗炉中500℃热处理10h，再于管式炉中在碳粉还原气氛下1000℃热还原2h，冷却至室温，即可得到掺杂Au纳米粒子的发光材料

实施例2

的制备：

称取25.9mg氯铂酸（H₂PtCl₆·6H₂O）溶解到17mL的去离子水中；当氯铂酸完全溶解后，称取40.0mg柠檬酸钠和60.0mg十二烷基磺酸钠，并在磁力搅拌的环境下溶解到氯铂酸水溶液中；称取1.9mg硼氢化钠溶解到10mL去离子水中，得到10mL浓度为5×10^-3mol/L的硼氢化钠水溶液，同时配制10mL浓度为5×10^-2mol/L的水合肼溶液；磁力搅拌的环境下，先往氯铂酸水溶液中滴加0.4mL硼氢化钠水溶液，搅拌反应5分钟，然后再往氯铂酸水溶液中滴加2.6mL5×10^-2mol/L的水合肼溶液，之后继续反应40分钟，即得20mLPt含量为2.5×10^-3mol/L的Pt纳米粒子溶胶。

称取二氧化硅气凝胶0.3005g，溶解到10mLPt含量为2.5×10^-3mol/L的Pt纳米粒子溶胶中，在75℃下搅拌0.5h，然后超声10分钟，再在150℃干燥，将干燥后的样品研磨均匀，在1200℃下预煅烧0.5h，得到含有Pt纳米粒子的二氧化硅气凝胶。

称取0.3803g碳酸钙(CaCO₃)，0.0320g碳酸铅(PbCO₃)，0.0092g碳酸锰(MnCO₃)和0.2524g的含有Pt纳米粒子的二氧化硅气凝胶，置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均匀，然后将粉末转移到刚玉坩埚中，于马弗炉中900℃热处理2h，再于管式炉中在CO还原气氛下1500℃热还原0.5h，冷却至室温，即可得到掺杂Pt纳米粒子的发光材料

实施例3

的制备：

称取3.4mg硝酸银(AgNO₃)溶解到18.4mL的去离子水中；当硝酸银完全溶解后，称取42mg柠檬酸钠在磁力搅拌的环境下溶解到硝酸银水溶液中；称取5.7mg硼氢化钠溶到10mL去离子水中，得到10mL浓度为1.5×10^-2mol/L的硼氢化钠水溶液；在磁力搅拌的环境下，往硝酸银水溶液中一次性加入1.6mL1.5×10^-2mol/L的硼氢化钠水溶液，之后继续反应10分钟，即得20mLAg含量为1×10^-3mol/L的Ag纳米粒子溶胶。

称取二氧化硅气凝胶0.7212g，溶解到3mLAg含量为1×10^-3mol/L的Ag纳米粒子溶胶中，在60℃下搅拌2h，然后超声10分钟，再在80℃干燥，将干燥后的样品研磨均匀，在800℃下预煅烧2h，得到含有Ag纳米粒子的二氧化硅气凝胶。

称取0.5947g乙酸钙(Ca(CH₃COO)₂)，0.0379g乙酸铅(Pb(CH₃COO)₂)，0.0343g乙酸锰Mn((CH₃COO)₂)和0.2524g的含有Ag纳米粒子的二氧化硅气凝胶，置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均匀，然后将粉末转移到刚玉坩埚中，于马弗炉中900℃热处理2h，再于管式炉中在体积分数为95%的N₂和体积分数为5%的H₂弱还原气氛下1200℃热还原4h，冷却至室温，即可得到掺杂Ag纳米粒子的发光材料

如图2所示，为本实施例制备的掺杂Ag纳米粒子的发光材料

与未掺杂金属纳米粒子的发光材料Ca_0.94SiO₃:Pb_0.025,Mn_0.035在5kv电压下的阴极射线发光光谱对比图，其中曲线1是掺杂Ag纳米粒子的发光材料

的发光光谱，曲线2是未掺杂金属纳米粒子的发光材料Ca_0.94SiO₃:Pb_0.025,Mn_0.035的发光光谱。从图中可以看出在650nm处的发射峰，掺杂Ag纳米粒子的发光材料

的发光强度较未掺杂金属纳米粒子的发光材料的发光强度增强了39%。

实施例4

的制备：

称取0.22mg氯化钯（PdCl₂·2H₂O）溶解到10mL的去离子水中；当氯化钯完全溶解后，称取11.0mg柠檬酸钠和4.0mg十二烷基硫酸钠，并在磁力搅拌的环境下溶解到氯化钯水溶液中；称取0.38mg硼氢化钠溶到10mL去离子水中，得到浓度为1×10^-3mol/L的硼氢化钠还原液；在磁力搅拌的环境下，往氯化钯水溶液中快速加入10mL1×10^-3mol/L的硼氢化钠水溶液，之后继续反应20分钟，即得20mLPd含量为5×10^-5mol/L的Pd纳米粒子溶胶。

称取二氧化硅气凝胶0.9015g，溶解到3mLPd含量为5×10^-5mol/L的Pd纳米粒子溶胶中，在65℃下搅拌1.5h，然后超声10分钟，再在120℃干燥，将干燥后的样品研磨均匀，在1100℃下预煅烧2h，得到含有Pd纳米粒子的二氧化硅气凝胶。

称取0.4745g草酸钙(CaC₂O₄)，0.0094g草酸铅(PbC₂O₄)，0.0377g草酸锰(MnC₂O₄)和0.2524g的含有Pd纳米粒子的二氧化硅气凝胶，置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均匀，然后将粉末转移到刚玉坩埚中，于马弗炉中700℃热处理5h，再于管式炉中在体积分数为95%的N₂和体积分数为5%的H₂弱还原气氛下1000℃热还原6h，冷却至室温，即可得到掺杂Pd纳米粒子的发光材料

实施例5

的制备：

称取1.6mg硝酸铜(Cu(NO₃)₂)溶解到16mL的乙醇中，完全溶解后，一边搅拌一边加入2mgPVP，然后缓慢滴入用0.4mg硼氢化钠溶到10mL乙醇中得到的1×10^-3mol/L的硼氢化钠醇溶液4mL，继续搅拌反应10分钟，得到20mLCu含量为4×10^-4mol/L的纳米粒子胶体。

称取二氧化硅气凝胶0.7212g，溶解到3mLCu含量为4×10^-4mol/L的纳米粒子胶体中，在65℃下搅拌1.5h，然后超声10分钟，再在110℃干燥，将干燥后的样品研磨均匀，在900℃下预煅烧3h，得到含有Cu纳米粒子的二氧化硅气凝胶。

称取0.5612g硝酸钙(Ca(NO₃)₂)，0.0596g硝酸铅(Pb(NO₃)₂)，0.0980g乙酸锰(Mn(CH₃COO)₂)和0.2524g的含有Cu纳米粒子的二氧化硅气凝胶，置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均匀，然后将粉末转移到刚玉坩埚中，于马弗炉中800℃热处理8h，再于管式炉中在体积分数为95%的N₂和体积分数为5%的H₂弱还原气氛下1100℃热还原5h，冷却至室温，即可得到掺杂Cu纳米粒子的发光材料

实施例6

的制备：

分别称取0.0429gAgNO₃、0.0733g柠檬酸钠、0.05g聚乙烯吡咯烷酮，分别配制成10mL0.025mol/L的AgNO₃水溶液、10mL0.025mol/L的柠檬酸钠水溶液和10mL5mg/mL的聚乙烯吡咯烷酮水溶液。取2mLAgNO₃水溶液加入到30mL去离子水中，同时加入上述聚乙烯吡咯烷酮水溶液4mL搅拌，加热至100℃然后逐滴加入4mL柠檬酸钠水溶液，反应15分钟后，得到40mLAg含量为1.25×10^-3mol/L的Ag纳米粒子溶胶。

称取二氧化硅气凝胶0.6010g，溶解到4mLAg含量为1.25×10^-3mol/L的Ag纳米粒子溶胶中，在70℃下搅拌1h，然后超声10分钟，再在80℃干燥，将干燥后的样品研磨均匀，在800℃下预煅烧3h，得到Ag纳米粒子的二氧化硅气凝胶。

称取0.4070g氯化钙(CaCl₂)，0.0556g氯化铅(PbCl₂)，0.0166g氯化锰(MnCl₂)和0.2524g的Ag纳米粒子的二氧化硅气凝胶，置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均匀，然后将粉末转移到刚玉坩埚中，于马弗炉中600℃热处理4h，再于管式炉中在纯H₂还原气氛下1100℃热还原3h，冷却至室温，即可得到掺杂Ag纳米粒子的发光材料

实施例7

称取6.2mg氯金酸（AuCl₃·HCl·4H₂O）和2.5mgAgNO₃溶解到28mL的去离子水中；当完全溶解后，称取22mg柠檬酸钠和20mgPVP，并在磁力搅拌的环境下溶解到上述混合溶液中；称取新制备的5.7mg硼氢化钠溶到10mL去离子水中，得到10mL浓度为1.5×10^-2mol/L的硼氢化钠水溶液；在磁力搅拌的环境下，往上述混合溶液中一次性加入2mL1.5×10^-2mol/L的硼氢化钠水溶液，之后继续反应20分钟，即得30mL总金属浓度为1×10^-3mol/L的Ag_0.5/Au_0.5纳米粒子溶胶。

称取二氧化硅气凝胶0.4808g，溶解到10mL总金属浓度1×10^-3mol/LAg_0.5/Au_0.5纳米粒子溶胶中，在75℃下搅拌1h，然后超声10分钟，再在100℃干燥，将干燥后的样品研磨均匀，在1000℃下预煅烧4h，得到含有Ag和Au纳米粒子的二氧化硅气凝胶。

称取氧化钙(CaO)0.2039g，0.0223g氧化铅(PbO)，0.0229g二氧化锰(MnO₂)和0.2524g的含有Ag和Au纳米粒子的二氧化硅气凝胶，置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均匀，然后将粉末转移到刚玉坩埚中，于马弗炉中700℃热处理6h，再于管式炉中在体积分数为95%的N₂和体积分数为5%的H₂弱还原气氛下900℃热还原5h，冷却至室温，即可得到掺杂Ag和Au纳米合金的发光材料

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种偏硅酸钙发光材料，其特征在于，具有如下化学通式：Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y,M_z，所述M掺杂在Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y中，所述M为Ag、Au、Pt、Pd和Cu金属纳米粒子中的至少一种，0<x≤0.05，0<y≤0.1，z为M与Si的摩尔之比，0<z≤1×10^-2。

2.根据权利要求1所述的偏硅酸钙发光材料，其特征在于，0.01≤x≤0.03。

3.根据权利要求1所述的偏硅酸钙发光材料，其特征在于，0.02≤y≤0.07。

4.根据权利要求1所述的偏硅酸钙发光材料，其特征在于，1×10^-5≤z≤5×10^-3。

5.一种偏硅酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，包括：

将Ag、Au、Pt、Pd及Cu中的至少一种的金属盐溶液与助剂和还原剂混合并反应，制得含有M的溶胶；所述M选自Ag、Au、Pt、Pd和Cu金属纳米粒子中的至少一种；

按照M与Si的摩尔之比z，将二氧化硅气凝胶溶解至所述含有M的溶胶中，在50℃~75℃温度下搅拌0.5h~3h，超声，干燥，研磨后在600℃~1200℃下煅烧0.5~4h，得到掺杂M的二氧化硅气凝胶，0<z≤1×10^-2；及

按照Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y,M_z各元素的摩尔之比，分别称取Ca的化合物、Pb的化合物、Mn的化合物及所述掺杂M的二氧化硅气凝胶，研磨后升温至500℃~900℃煅烧2h~10h，再于还原气氛中900℃~1500℃温度下处理0.5h~6h，随炉冷却降温至室温，得到化学通式为Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y,M_z的偏硅酸钙发光材料，所述M掺杂在Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y中，0<x≤0.05，0<y≤0.1。

6.根据权利要求5所述的偏硅酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液中金属离子的浓度为5×10^-4mol/L~2.5×10^-2mol/L。

7.根据权利要求5所述的偏硅酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，所述助剂为聚乙烯砒咯烷酮、柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的至少一种，所述助剂的添加量在所述含有M的溶胶中的浓度为1×10^-4g/mL～5×10^-2g/mL。

8.根据权利要求5所述的偏硅酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，所述还原剂为水合肼、抗坏血酸、柠檬酸钠和硼氢化钠中的至少一种，所述还原剂的添加量与所述金属盐溶液的金属离子的摩尔比为0.5:1~10:1。

9.根据权利要求5所述的偏硅酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，所述还原气氛为氮气与氢气的混合气氛、一氧化碳气氛和氢气气氛中的至少一种。

10.根据权利要求5所述的偏硅酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，所述Ca的化合物为氧化钙、硝酸钙、碳酸钙、乙酸钙或草酸钙；所述Pb的化合物为氧化铅、硝酸铅、碳酸铅、乙酸铅或草酸铅；所述Mn的化合物为氧化锰、硝酸锰、碳酸锰、乙酸锰或草酸锰。

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