CN105694870A - 一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉,其化学式为Na2Mg1-xEuxSiO4,x为Eu3+掺杂的摩尔百分数,0.0001≤x≤0.5;采用高温固相法或化学溶液法制备正硅酸镁钠红色荧光粉。本发明的有益效果是:制备的红色荧光粉可以在250~490纳米的紫外至蓝光激发下,发出主峰在622纳米的红光,红色度纯正,与近紫外LED芯片和蓝光LED芯片输出波长匹配性好,可应用在白光LED领域;原料来源丰富,价格低廉,制备工艺简单,易于操作,且对设备的要求低,产品的生产成本低;生产中无废水废气排放,绿色环保;具有良好的热稳定性,显色性和粒度,有利于实现制备高功率的LED。
Description
技术领域
本发明属于照明和显示领域中的发光二极管(LED)用荧光粉技术领域,涉及一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉及其制备方法和应用。
背景技术
作为继白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯之后的***照明光源,白光LED(LightEmittingDiode)具有无毒、高效节能、寿命长、抗震性及安全性好等诸多优点,是一种环保、节能的绿色照明光源,被誉为21世纪最有价值的新光源,在照明和显示领域有着巨大的应用前景。
目前,实现白光LED照明最主要的是使用紫外光、近紫外光或者蓝光LED芯片上加上荧光粉,芯片和荧光粉二者发出的光混合形成白光。其中已经成熟和商业化的是蓝光LED芯片配合黄色荧光粉。该方法主要是GaN基芯片涂覆黄色荧光粉Y3Al5O12:Ce3+制备而成的单芯片型白光LED,但是该方法由于缺少红色成分而导致显色指数较低,色温偏高,得到的是一种冷白光。为了得到显色指数高的暖白光,通常的方法是通过添加红色荧光粉来弥补。目前,商业红色荧光粉主要是Y2O2S:Eu3+,该红色荧光粉为硫化物,制备方法复杂,发光效率低,稳定性差,环境污染严重。而目前研究较为火热的氮化物红色荧光粉虽然发光效率高,稳定性好,但是由于制备条件苛刻,价格昂贵而难以获得实际应用。因而开发一种稳定性高,价格便宜,并且能够被紫外光、近紫外光或蓝光LED芯片高效激发的红色荧光粉就成了目前国内外研究的热点。
硅酸盐体系发光材料具有良好的化学稳定性和热稳定性,且原料成本低廉,制备工艺简单。它克服了硫化物或硫氧化物红色荧光粉易分解的不足,且合成温度远低于氮化物红色荧光粉,逐渐成为研究的热点。虽然Eu3+掺杂硅酸盐红色荧光粉报道较多,但是Eu3+掺杂Na2MgSiO4红色荧光粉至今未见报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:基于上述问题,本发明提供一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉及其制备方法和应用。
本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是:一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉,其化学式为Na2Mg1-xEuxSiO4,其中,x为Eu3+掺杂的摩尔百分数,0.0001≤x≤0.5。
一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉的制备方法,采用高温固相法,包括以下步骤:
(1)以含有镁离子Mg2+的化合物、含有钠离子Na+的化合物、含有铕离子Eu3+的化合物和二氧化硅为原料,按化学式Na2Mg1-xEuxSiO4中对应元素的化学计量比称取各原料,其中x为Eu3+掺杂的摩尔百分数,0.0001≤x≤0.5,将称取的原料研磨混合均匀,得到混合物;
(2)将步骤(1)中得到的混合物在空气气氛下第一次煅烧,煅烧温度为300~650℃,煅烧时间为3~8小时;
(3)将煅烧后的混合物自然冷却,研磨并混合均匀,在空气气氛下第二次煅烧,煅烧温度为800~1200℃,煅烧时间为5~10小时,自然冷却,得到正硅酸镁钠红色荧光粉。
进一步地,步骤(1)中含有镁离子Mg2+的化合物为氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、碱式碳酸镁或硝酸镁中的一种,含有钾离子Na+的化合物为碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠或硝酸钠中的一种,含有铕离子Eu3+的化合物为氧化铕或硝酸铕。
进一步地,步骤(2)中煅烧温度优选为400~600℃,煅烧时间优选为4~6小时;步骤(3)中煅烧温度优选为850~1100℃,煅烧时间优选为6~8小时。
一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉的制备方法,采用化学溶液法,包括以下步骤:
(1)以含铕离子Eu3+的化合物、含钠离子Na+的化合物、含镁离子Mg2+的化合物为原料,按化学式Na2Mg1-xEuxSiO4中对应元素的化学计量比称取各原料,其中x为Eu3+掺杂的摩尔百分数,0.0001≤x≤0.5,将称取的各原料分别溶解于稀硝酸溶液中,分别用去离子水稀释后添加络合剂,得到各原料的溶液,将得到的各溶液混合均匀;
(2)按化学式Na2Mg1-xEuxSiO4中对应元素的化学计量比称取正硅酸乙酯,其中x为Eu3+掺杂的摩尔百分数,0.0001≤x≤0.5,将正硅酸乙酯加入到无水乙醇中,混合均匀得到正硅酸乙酯溶液;
(3)将步骤(1)得到的混合溶液加入到步骤(2)制备得到的正硅酸乙酯溶液,混合均匀,60~80℃水浴条件下搅拌3~5小时,静置,得到透明溶胶;
(4)步骤(3)得到的透明溶胶100℃烘干形成干凝胶,研磨后得到前躯体粉末;
(5)将步骤(4)得到的前驱体粉末在空气气氛下预烧,预烧温度为300~550℃,预烧时间为3~10小时;
(6)自然冷却后,研磨并混合均匀,在空气气氛中烧结,烧结温度为750~1100℃,烧结时间为3~10小时,自然冷却,得到正硅酸镁钠红色荧光粉。
进一步地,步骤(1)中含有镁离子Mg2+的化合物为氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、碱式碳酸镁或硝酸镁中的一种,含有钾离子Na+的化合物为碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠或硝酸钠中的一种,含有铕离子Eu3+的化合物为氧化铕或硝酸铕。
进一步地,步骤(1)中络合剂的添加量为各原料质量的0.5~2.0wt%,络合剂为柠檬酸或草酸。
进一步地,步骤(5)中预烧温度优选为350~450℃,预烧时间优选为5~8小时;步骤(6)中烧结温度优选为800~950℃,烧结时间优选为3~6小时。
一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉的应用,红色荧光粉应用于以紫外、近紫外及蓝光为激发源的照明、显示和光致发光色度调节。
本发明的有益效果是:(1)本发明制备的正硅酸盐基红色荧光粉可以在250~490纳米的紫外至蓝光激发下,发出主峰在622纳米的红光,红色度纯正,与近紫外LED芯片和蓝光LED芯片输出波长匹配性好,可应用在白光LED领域;(2)本发明制备的正硅酸盐基红色荧光粉原料来源丰富,价格低廉,制备工艺简单,易于操作,且对设备的要求低,产品的生产成本低;与其它硫化物、卤化物相比,生产中无废水废气排放,绿色环保;(3)本发明制备的正硅酸盐基红色荧光粉具有良好的热稳定性,显色性和粒度,有利于实现制备高功率的LED。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是实施例1制备的荧光粉的X射线粉末衍射图谱;
图2是实施例1制备的荧光粉在622纳米的光监测下得到的近紫外区域的激发光谱图;
图3是实施例1制备的荧光粉在394纳米的光激发下的发光光谱图。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明,以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
制备Na2Mg0.99Eu0.01SiO4
根据化学式Na2Mg0.99Eu0.01SiO4中各元素的化学计量比,分别称取Na2CO3:2.0075克,4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O:1.8213克,SiO2:1.1379克,Eu2O3:0.0333克。在玛瑙研钵中研磨并混合均匀后,在空气气氛第一次煅烧,温度是450℃,煅烧时间5小时,然后自然冷却至室温,取出样品。把第一次煅烧后的混合料研磨并混合均匀,在空气气氛中第二次煅烧,煅烧温度为950℃,煅烧时间为6小时,然后自然冷却至室温,即得到目标产物。
图1是本实施例制备的荧光粉的X射线粉末衍射图谱。XRD测试结果显示,所制备的材料主相为Na2MgSiO4材料。
图2是本实施例制备的荧光粉在622纳米监测下得到的激发光谱图。从图中可以看出,该蓝色荧光粉在250~490纳米范围内具有强的吸收,可以很好地匹配近紫外光激发的白光LED芯片。
图3是本实施例制备的荧光粉在394纳米激发下得到的发光光谱。从图中可以看出,主峰位于622纳米附近。通过CIE计算,得知它的色坐标是x=0.634,y=0.366,正好落在红色区域,它可以很好适用于近紫外光为激发光源的白光LED。
实施例2
制备Na2Mg0.85Eu0.15SiO4
根据化学式Na2Mg0.85Eu0.15SiO4中各元素的化学计量比,分别称取NaOH:1.4777克,Mg(OH)2:0.3663克,SiO2:2.2195克,Eu(NO3)3:0.9364克。在玛瑙研钵中研磨并混合均匀后,在空气气氛第一次煅烧,温度是300℃,煅烧时间8小时,然后自然冷却至室温,取出样品。把第一次煅烧后的混合料研磨并混合均匀,在空气气氛中第二次煅烧,煅烧温度为900℃,煅烧时间为7小时,然后自然冷却至室温,即得到目标产物。其主要的结构、激发光谱和发光光谱与实施例1相似。
实施例3
制备Na2Mg0.8Eu0.2SiO4
根据化学式Na2Mg0.7Eu0.3SiO4中各元素的化学计量比,分别称取NaNO3:1.8179克,Mg(NO3)2:0.7678克,SiO2:1.2851克,Eu2O3:1.1291克。在玛瑙研钵中研磨并混合均匀后,在空气气氛第一次煅烧,温度是500℃,煅烧时间3小时,然后自然冷却至室温,取出样品。把第一次煅烧后的混合料研磨并混合均匀,在空气气氛中第二次煅烧,煅烧温度为1000℃,煅烧时间为5小时,然后自然冷却至室温,即得到目标产物。其主要的结构、激发光谱和发光光谱与实施例1相似。
实施例4
制备Na2Mg0.97Eu0.03SiO4
根据化学式Na2Mg0.97Eu0.03SiO4中各元素的化学计量比,分别称取Na2CO3:1.9956克,4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O:1.7739克,Eu2O3:0.0994克。先将称取的Na2CO3用适量的去离子水、硝酸溶解搅拌至溶解完全,加入适量柠檬酸,搅拌处理至溶解完全;再将称取的4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O和Eu2O3以相同方法处理,即先用适量的去离子水、硝酸溶解搅拌,至溶解完全加入适量柠檬酸,搅拌处理溶解完全;最后把上述三种溶液混合,再在其中加入一定量的柠檬酸搅拌得到混合溶液。同时,称取正硅酸乙酯:3.9224克,加入适量无水乙醇,搅拌至完全溶解,得到正硅酸乙酯溶液。将上述混合溶液与正硅酸乙酯溶液混合,搅拌均匀。与70℃的水浴条件下搅拌4小时,静置后得到透明溶胶。将透明溶胶烘干后,得到蓬松的前驱体。第一次预烧温度为450℃,烧结时间为5小时;第二次烧结温度为850℃,烧结时间为6小时,自然冷却后即得到粉体状正硅酸盐基红色荧光粉材料。其主要的结构、激发光谱和发光光谱与实施例1相似。
实施例5
制备Na2Mg0.995Eu0.005SiO4
根据化学式Na2Mg0.995Eu0.005SiO4中各元素的化学计量比,分别称取NaNO3:2.1578克,Mg(NO3)2:1.2955克,Eu(NO3)3:0.0215克。先将称取的NaNO3用适量的去离子水溶解搅拌至溶解完全,加入适量柠檬酸,搅拌处理至溶解完全;再将称取的Mg(NO3)2和Eu(NO3)3以相同方法处理,即用适量的去离子水溶解搅拌,至溶解完全加入适量柠檬酸,搅拌处理溶解完全;最后把上述三种溶液混合,再在其中加入一定量的柠檬酸搅拌得到混合溶液。同时,称取正硅酸乙酯:5.2892克,加入适量无水乙醇,搅拌至完全溶解,得到正硅酸乙酯溶液。将上述混合溶液与正硅酸乙酯溶液混合,搅拌均匀。与75℃的水浴条件下搅拌3小时,静置后得到透明溶胶。将透明溶胶烘干后,得到蓬松的前驱体。第一次预烧温度为500℃,烧结时间为4小时;第二次烧结温度为800℃,烧结时间为8小时,自然冷却后即得到粉体状正硅酸盐基红色荧光粉材料。其主要的结构、激发光谱和发光光谱与实施例1相似。
实施例6
制备Na2Mg0.55Eu0.45SiO4
根据化学式Na2Mg0.55Eu0.45SiO4中各元素的化学计量比,分别称取NaOH:0.8713克,4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O:1.1636克,Eu(NO3)3:1.6564克。先将称取的NaOH用适量的去离子水、硝酸溶解搅拌至溶解完全,加入适量柠檬酸,搅拌处理至溶解完全;再将称取的4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O以相同方法处理,即先用适量的去离子水、硝酸溶解搅拌,至溶解完全加入适量柠檬酸,搅拌处理溶解完全;然后将称取的Eu(NO3)3用适量的去离子水溶解搅拌至溶解完全,加入适量柠檬酸,搅拌处理至溶解完全;最后把上述三种溶液混合,再在其中加入一定量的柠檬酸搅拌得到混合溶液。同时,称取正硅酸乙酯:4.5379克,加入适量无水乙醇,搅拌至完全溶解,得到正硅酸乙酯溶液。将上述混合溶液与正硅酸乙酯溶液混合,搅拌均匀。与80℃的水浴条件下搅拌3小时,静置后得到透明溶胶。将透明溶胶烘干后,得到蓬松的前驱体。第一次预烧温度为400℃,烧结时间为8小时;第二次烧结温度为900℃,烧结时间为5小时,自然冷却后即得到粉体状正硅酸盐基红色荧光粉材料。其主要的结构、激发光谱和发光光谱与实施例1相似。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉,其特征是:其化学式为Na2Mg1-xEuxSiO4,其中,x为Eu3+掺杂的摩尔百分数,0.0001≤x≤0.5。
2.权利要求1所述的一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉的制备方法,其特征是:采用高温固相法,包括以下步骤:
(1)以含有镁离子Mg2+的化合物、含有钠离子Na+的化合物、含有铕离子Eu3+的化合物和二氧化硅为原料,按化学式Na2Mg1-xEuxSiO4中对应元素的化学计量比称取各原料,其中x为Eu3+掺杂的摩尔百分数,0.0001≤x≤0.5,将称取的原料研磨混合均匀,得到混合物;
(2)将步骤(1)中得到的混合物在空气气氛下第一次煅烧,煅烧温度为300~650℃,煅烧时间为3~8小时;
(3)将煅烧后的混合物自然冷却,研磨并混合均匀,在空气气氛下第二次煅烧,煅烧温度为800~1200℃,煅烧时间为5~10小时,自然冷却,得到正硅酸镁钠红色荧光粉。
3.根据权利要求2所述的一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉的制备方法,其特征是:所述的步骤(1)中含有镁离子Mg2+的化合物为氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、碱式碳酸镁或硝酸镁中的一种,含有钾离子Na+的化合物为碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠或硝酸钠中的一种,含有铕离子Eu3+的化合物为氧化铕或硝酸铕。
4.根据权利要求2所述的一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉的制备方法,其特征是:所述的步骤(2)中煅烧温度优选为400~600℃,煅烧时间优选为4~6小时;步骤(3)中煅烧温度优选为850~1100℃,煅烧时间优选为6~8小时。
5.权利要求1所述的一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉的制备方法,其特征是:采用化学溶液法,包括以下步骤:
(1)以含铕离子Eu3+的化合物、含钠离子Na+的化合物、含镁离子Mg2+的化合物为原料,按化学式Na2Mg1-xEuxSiO4中对应元素的化学计量比称取各原料,其中x为Eu3+掺杂的摩尔百分数,0.0001≤x≤0.5,将称取的各原料分别溶解于稀硝酸溶液中,分别用去离子水稀释后添加络合剂,得到各原料的溶液,将得到的各溶液混合均匀;
(2)按化学式Na2Mg1-xEuxSiO4中对应元素的化学计量比称取正硅酸乙酯,其中x为Eu3+掺杂的摩尔百分数,0.0001≤x≤0.5,将正硅酸乙酯加入到无水乙醇中,混合均匀得到正硅酸乙酯溶液;
(3)将步骤(1)得到的混合溶液加入到步骤(2)制备得到的正硅酸乙酯溶液,混合均匀,60~80℃水浴条件下搅拌3~5小时,静置,得到透明溶胶;
(4)步骤(3)得到的透明溶胶100℃烘干形成干凝胶,研磨后得到前躯体粉末;
(5)将步骤(4)得到的前驱体粉末在空气气氛下预烧,预烧温度为300~550℃,预烧时间为3~10小时;
(6)自然冷却后,研磨并混合均匀,在空气气氛中烧结,烧结温度为750~1100℃,烧结时间为3~10小时,自然冷却,得到正硅酸镁钠红色荧光粉。
6.根据权利要求5所述的一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉的制备方法,其特征是:所述的步骤(1)中含有镁离子Mg2+的化合物为氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、碱式碳酸镁或硝酸镁中的一种,含有钾离子Na+的化合物为碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠或硝酸钠中的一种,含有铕离子Eu3+的化合物为氧化铕或硝酸铕。
7.根据权利要求5所述的一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉的制备方法,其特征是:所述的步骤(1)中络合剂的添加量为各原料质量的0.5~2.0wt%,络合剂为柠檬酸或草酸。
8.根据权利要求5所述的一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉的制备方法,其特征是:所述的步骤(5)中预烧温度优选为350~450℃,预烧时间优选为5~8小时;步骤(6)中烧结温度优选为800~950℃,烧结时间优选为3~6小时。
9.权利要求1所述的一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉的应用,其特征是:所述的红色荧光粉应用于以紫外、近紫外及蓝光为激发源的照明、显示和光致发光色度调节。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106978173A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-07-25 | 常州工程职业技术学院 | 一种正硅酸盐基红色荧光粉及其制备方法 |
CN108034423A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-05-15 | 苏州大学 | 一种Mn2+离子掺杂的硅酸盐红色荧光粉、制备方法及应用 |
JP2018145260A (ja) * | 2017-03-02 | 2018-09-20 | 堺化学工業株式会社 | 蓄光材料及び蓄光材料の製造方法 |
CN109705864A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-05-03 | 长春理工大学 | 一种发光效率高的红色荧光粉及其制备方法 |
CN116120922A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-05-16 | 山东大学 | 一种Eu2+掺杂硅酸盐荧光材料及其制备方法与应用 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101124295A (zh) * | 2005-02-23 | 2008-02-13 | 住友化学株式会社 | 荧光体、发光装置及白色发光二极管 |
CN102585806A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-18 | 苏州大学 | 一种适于近紫外光和蓝光激发的绿色荧光粉及其制备方法 |
CN103059849A (zh) * | 2013-01-23 | 2013-04-24 | 苏州大学 | 一种Eu2+激活的硅磷酸盐绿色荧光粉、制备方法及应用 |
WO2014091776A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | 電気化学工業株式会社 | 蛍光体、その製造方法及び発光装置 |
CN104804731A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-07-29 | 常州工程职业技术学院 | 一种Eu2+激活的硅酸镁钾蓝绿色荧光粉及其制备方法和应用 |
-
2016
- 2016-03-17 CN CN201610158986.4A patent/CN105694870B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101124295A (zh) * | 2005-02-23 | 2008-02-13 | 住友化学株式会社 | 荧光体、发光装置及白色发光二极管 |
CN102585806A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-18 | 苏州大学 | 一种适于近紫外光和蓝光激发的绿色荧光粉及其制备方法 |
WO2014091776A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | 電気化学工業株式会社 | 蛍光体、その製造方法及び発光装置 |
CN103059849A (zh) * | 2013-01-23 | 2013-04-24 | 苏州大学 | 一种Eu2+激活的硅磷酸盐绿色荧光粉、制备方法及应用 |
CN104804731A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-07-29 | 常州工程职业技术学院 | 一种Eu2+激活的硅酸镁钾蓝绿色荧光粉及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
MUBIAO XIE等: "Na2CaSiO4:Eu3+-deep red-emitting phosphors with intense 5D0-7F4 transition", 《JOURNAL OF LUMINESCENCE》 * |
YURONG SHI等: "Novel red phosphors Na2CaSiO4:Eu3+ for light-emitting diodes", 《MATERIALS RESEARCH BULLETIN》 * |
卓芳平等: "Na2CaSiO4:RE3+(RE=Ce3+,Tb3+,Eu3+)的制备及发光特性", 《发光学报》 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018145260A (ja) * | 2017-03-02 | 2018-09-20 | 堺化学工業株式会社 | 蓄光材料及び蓄光材料の製造方法 |
CN106978173A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-07-25 | 常州工程职业技术学院 | 一种正硅酸盐基红色荧光粉及其制备方法 |
CN108034423A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-05-15 | 苏州大学 | 一种Mn2+离子掺杂的硅酸盐红色荧光粉、制备方法及应用 |
CN108034423B (zh) * | 2017-12-30 | 2021-01-19 | 苏州大学 | 一种Mn2+离子掺杂的硅酸盐红色荧光粉、制备方法及应用 |
CN109705864A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-05-03 | 长春理工大学 | 一种发光效率高的红色荧光粉及其制备方法 |
CN116120922A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-05-16 | 山东大学 | 一种Eu2+掺杂硅酸盐荧光材料及其制备方法与应用 |
CN116120922B (zh) * | 2023-02-17 | 2024-01-30 | 山东大学 | 一种Eu2+掺杂硅酸盐荧光材料及其制备方法与应用 |
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