一种LED照明用荧光粉材料及其制备方法

摘要

一种LED照明用荧光粉材料及其制备方法。本发明围绕LED用氮化物和氮氧化物荧光粉，采用二段燃烧合成新技术，制备Si3N4、AlN两种高品质原料粉体，进而制备氮化物和氮氧化物荧光粉。本发明系统研究了配方与工艺参数对所制备的原料粉体和荧光粉的成分、结构与性能的影响规律，在此基础上，通过工艺优化，制备出低氧含量、高活性的Si3N4、AlN原料粉体，和晶型完整、发光性能优良的氮化物和氮氧化物荧光粉。

权利要求

1.一种LED照明用荧光粉材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

Si3N4燃烧制备步骤，取硅粉、Si3N4、NaN3粉末作为原料，其中硅粉在原料中的质量百分比为62.5wt％-68.5wt％，Si3N4粉末在原料中的质量百分比为13wt％-22wt％,NaN3粉末在原料中的质量百分比为15.5wt％-18.5wt％；其中，所述硅粉、NaN3、Si3N4粉末的纯度均大于等于98％，Si3N4粉末中α-Si3N4占全部Si3N4粉末的质量百分比大于等于94.6wt％，其余为β-Si3N4以及游离Si；将上述原料充分混合均匀后加入真空高压燃烧器，抽真空后通入纯度大于等于99％的氮气，充气压力为大于等于2.0MPa且小于等于2.5MPa，加入Ti粉末作为引燃剂点燃上述原料，通过燃烧反应制备α-Si3N4原料粉体；

AlN燃烧制备步骤，取Al粉、AlN粉末、NH4Cl、NH4F作为原料混合，其中Al粉在原料中所占的质量百分比为40wt％-55wt％，所述Al粉纯度99％以上，粒度800目筛-1000目筛，AlN粉末在原料中所占的质量百分比为40wt％-50wt％，所述NH4Cl在原料中所占的质量百分比为

3wt％-10wt％,所述NH4F在原料中所占的质量百分比为2wt％-10wt％；将以上原料充分混合后过120目筛，然后在5MPa-8MPa压力的氮气下燃烧反应，制备AlN原料粉体；

二段燃烧步骤，取以上步骤制备的α-Si3N4、AlN原料粉体，并且与硅粉、Al粉、Eu2O3、CaO混合充分后进行研磨，过200目筛，其中α-Si3N4在混合后粉体中的质量百分比为49.5％，AlN在混合后粉体中的质量百分比为4.05wt％，硅粉在混合后粉体中的质量百分比为

26.5wt％，Eu2O3在混合后粉体中的质量百分比为2.88wt％，Al粉在混合后粉体中的质量百分比为10.8wt％,CaO在混合后粉体中的质量百分比为6.27wt％；取以上混合后粉体，并且取占混合后粉体总质量1.5wt％-1.8wt％的粘结剂，将上述混合后粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂后充分搅拌混合后，置于-30至-80摄氏度低温氮气环境下冷冻固化，然后真空干燥

25小时，形成多孔固化结构；将所述多孔固化结构放入真空环境后充入氮气至5-6.5MPa，在所述多孔固化结构的表面包裹Ti粉与C粉混合粉末；所述Ti粉与C粉的质量比为1:1，还进一步包覆α-Si3N4粉末，并且α-Si3N4粉末与所述Ti粉与C粉混合粉末的质量比为1:1；点燃Ti粉引燃，燃烧后制得Ca-SiAlON:Eu荧光粉。

2.根据权利要求1所述的LED照明用荧光粉材料的制备方法，其特征在于，在所述二段燃烧步骤中，所述混合后粉体与叔丁醇的体积比为1:5至1:8。

3.根据权利要求2所述的LED照明用荧光粉材料的制备方法，其特征在于，二段燃烧步骤中制得的多孔固化结构的气孔率为65％-70％。

4.根据权利要求3所述的LED照明用荧光粉材料的制备方法，其特征在于，二段燃烧步骤中，控制燃烧时间为0.5分钟-3分钟。

说明书

一种LED照明用荧光粉材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及节能环保新材料领域，具体的说是一种LED照明用荧光粉材料及其制备方法。

背景技术

[0002] LED光源与传统白炽灯泡和荧光灯管相比，具有节能环保、体积小、寿命长等优势，被认为是极具前途的新一代照明技术。在今天将控制全球气候变暖、节能减排作为科技发展第一主题的大背景下，LED照明技术蕴含着巨大的创新空间，属于高成长、高带动的战略性新兴产业生长点。

[0003] 从国家战略需求来看，白光LED半导体固态照明，是我国重点发展的高新技术产业，对于经济发展和社会进步具有重要意义。我国照明用电在整体用电量中的比例约为12％，如果以白光LED光源替代白炽灯，则每年可节电1680亿度，这相当于节约6720万吨标准煤，减排二氧化碳1.68亿吨。由此可见，推进LED固态照明产业的发展，在节能环保方面具有显著的经济和社会效益。

[0004] 就技术而言，白光LED光源主要采用荧光粉配合LED单芯片驱动的实现方式。通过引入荧光粉，只需要一种芯片(蓝光LED芯片或紫外光LED芯片)就可以产生白光，大大简化了白光LED光源的装置结构，节约了软硬件成本。

[0005] 荧光粉作为关键材料，其发光特性直接决定着白光LED光源的亮度、显色指数、相关色温及发光效率等性能。因此，LED照明产业的发展，对荧光粉提出了更新、更高的要求。

[0006] 目前绝大部分白光LED光源采用“蓝光LED芯片+黄色荧光粉”的方式实现，其中的黄色荧光粉多为石榴石型(如YAG:Ce)系列荧光粉。该系列荧光粉具有较高的发光效率，但由Ce3+的发射在红光部分严重短缺，很难实现色温在4000K以下的暖色调白光，且显色指数偏低，难以作为通用照明光源进入千家万户。

[0007] 为了获得低色温、高显色性以满足普通照明需要的白光LED光源，必须从开发和应用新型荧光粉、改进发光性能入手。目前的技术趋势主要有三种:(1)采用“蓝光LED芯片+绿、红色荧光粉”的方式来代替“蓝光LED芯片+黄色荧光粉”。这种方式在色温和显色性方面都有所改善，然而其光效与“蓝光LED芯片+黄色荧光粉”方式相比仍存在较大差距。为了提高光效，有些公司采用硫化物体系的绿、红色荧光粉，但硫化物的稳定性差，导致白光LED的寿命大幅度缩短。(2)采用“紫外光LED芯片+红、绿、蓝三色荧光粉”方式来代替“蓝光LED+黄色荧光粉”。这种方式得到的白光显色性好，色域较宽，色温可在2500-10000K范围内调控，从而满足暖白光LED照明的需要。但目前用于该种方式的荧光粉主要是传统三基色荧光粉的改性品，这些荧光粉对370-410nm紫外光的转换效率普遍较低，与紫外光LED芯片的匹配性欠佳。(3)在“蓝光LED芯片+黄色荧光粉”基础上，添加红色荧光粉，以得到低色温、高显色指数的白光LED光源。这种方式有“蓝光LED芯片+黄色荧光粉”的成熟技术作为支撑，并且光效相对较高。

[0008] 不难看出，在上述三种实现暖白光LED的方式中，技术关键都在于高性能荧光粉的开发。具体来说，除了继续提升黄色荧光粉的转换效率之外，当务之急是开发出性能稳定、光效高、色度匹配的绿色和红色荧光粉。目前来看，氮化物和氮氧化物系列的荧光粉(绿粉如SiAlON:Eu，红粉如(Ca,Sr)2Si5N8:Eu)的前景较好。

[0009] 目前，国内外报道的氮(氧)化物荧光粉合成方法包括高温固相法、气体还原氮化法、碳热还原氮化法、试剂还原氮化法等。这些现有合成方法大多反应条件苛刻，需要使用专门的气压烧结炉在高温高压条件下进行长时间热处理，生产成本较高，且工艺重复性和产品性能稳定性不够理想。

发明内容

[0010] 本发明为了要解决上述现有技术中存在的不足，提供一种LED照明用荧光粉材料及其制备方法。本发明围绕LED用氮化物和氮氧化物荧光粉，采用二段燃烧合成新技术，制备Si3N4、AlN两种高品质原料粉体，进而制备氮化物和氮氧化物荧光粉。本发明系统研究了配方与工艺参数对所制备的原料粉体和荧光粉的成分、结构与性能的影响规律，在此基础上，通过工艺优化，制备出低氧含量、高活性的Si3N4、AlN原料粉体，和晶型完整、发光性能优良的氮化物和氮氧化物荧光粉。

[0011] 本发明提供了一种LED照明用荧光粉材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0012] Si3N4燃烧制备步骤，取硅粉、Si3N4、NaN3粉末作为原料，其中硅粉在原料中的质量百分比为62.5wt％-68.5wt％，Si3N4粉末在原料中的质量百分比为13wt％-22wt％,NaN3粉末在原料中的质量百分比为15.5wt％-18.5wt％；其中，所述硅粉、NaN3、Si3N4粉末的纯度均大于等于98％，Si3N4粉末中α-Si3N4占全部Si3N4粉末的质量百分比大于等于94.6wt％；将上述原料充分混合均匀后加入真空高压燃烧器，抽真空后通入纯度大于等于99％的氮气，充气压力为大于等于2.0MPa且小于等于2.5MPa，加入Ti粉末作为引燃剂点燃上述原料，通过燃烧反应制备α-Si3N4原料粉体；

[0013] AlN燃烧制备步骤，取Al粉、AlN粉末、NH4Cl、NH4F作为原料混合，其中Al粉在原料中所占的质量百分比为40wt％-55wt％，AlN粉末在原料中所占的质量百分比为40wt％-50wt％，所述NH4Cl在原料中所占的质量百分比为3wt％-10wt％,所述NH4F在原料中所占的质量百分比为2wt％-10％wt；将以上原料充分混合后过120目筛，然后在5MPa-8MPa压力的氮气下燃烧反应，制备AlN原料粉体；

[0014] 二段燃烧步骤，取以上步骤制备的α-Si3N4、AlN原料粉体，并且与硅粉、Al粉、Eu2O3、CaO混合充分后进行研磨，过200目筛，其中α-Si3N4在混合后粉体中的质量百分比为44.5wt％-50wt％，AlN在混合后粉体中的质量百分比为14.05wt％-24.16wt％，硅粉在混合后粉体中的质量百分比为15.35wt％-29.1wt％，Eu2O3在混合后粉体中的质量百分比为
2.85wt％-3.0wt％，Al粉在混合后粉体中的质量百分比为10.6wt％-22.95wt％,CaO在混合后粉体中的质量百分比为2.79wt％-13.65wt％；取以上混合后粉体，并且取占混合后粉体总质量1.5wt％-1.8wt％的粘结剂，将上述混合后粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂后充分搅拌混合后，置于-30至-80摄氏度低温氮气环境下冷冻固化，然后真空干燥25小时，形成多孔固化结构；将所述多孔固化结构放入真空环境后充入氮气至5-6.5MPa，点燃Ti粉引燃，燃烧后制得Ca-SiAlON:Eu荧光粉。

[0015] 优选的是，在所述二段燃烧步骤中，在所述多孔固化结构的表面包裹所述Ti粉与C粉的混合粉末。

[0016] 进一步优选的是，所述Ti粉与C粉的质量比为1:1。

[0017] 优选的是，在所述二段燃烧步骤中，在所述多孔固化结构的表面还进一步包覆α-Si3N4粉末。

[0018] 优选的是，α-Si3N4粉末与Ti-C混合粉末的质量比为1:1。

[0019] 优选的是，在所述二段燃烧步骤中，所述混合后粉体与叔丁醇的体积比为1:5至1:8。

[0020] 优选的是，二段燃烧步骤中制得的多孔固化结构的气孔率为65％-70％。

[0021] 优选的是，二段燃烧步骤中，控制燃烧时间为0.5分钟-3分钟。

[0022] 优选的是，二段燃烧步骤中，α-Si3N4在混合后粉体中的质量百分比为49.5wt％，AlN在混合后粉体中的质量百分比为4.05wt％，硅粉在混合后粉体中的质量百分比为26.5wt％，Eu2O3在混合后粉体中的质量百分比为2.88wt％，Al粉在混合后粉体中的质量百分比为10.8wt％,CaO在混合后粉体中的质量百分比为6.27wt％。

[0023] 本发明进而提供了按照以上方法任意一项制备的LED照明用荧光粉材料。

[0024] 可见，本发明采用二段燃烧合成技术，制备Si3N4、AlN两种高品质原料粉体，进而制备氮化物和氮氧化物荧光粉，在大量实验摸索基础上，对各阶段燃烧的配方与工艺参数对原料粉体和荧光粉的成分、结构与性能的影响进行了优化，包括：(1)在一段燃烧制备Si3N4过程中，通过提高稀释剂Si3N4粉末中α-Si3N4相粉末的质量含量来降低稀释剂的总使用量，仍然可以保持氮化燃烧反应并且不会发生团聚；添加剂为NaN3显著增加Si3N4最终产物中α-Si3N4变体的组成含量，氮气压力范围始终保持低于2.5MPa的相对较低压力范围，Si3N4最终产物中α-Si3N4变体可达97.5％以上；(2)AlN原料粉体的一段燃烧制备步骤中，低用量的NH4F与NH4Cl混合添加剂作为活性剂，可以降低Al与高纯度氮气发生燃烧反应的温度，降低产物中未加入反应的游离Al的含量；AlN作为惰性稀释剂以较高的质量百分比加入，可以降低反应强度，防止反应过程中Al的团聚效应，可促进氮化反应充分，反应过程中保持足够的氮气压力(5MPa以上)可以增强氮气对反应物的渗透，防止反应物内部的未充分反应现象出现。(3)二段燃烧步骤中，AlN和α-Si3N4可以作为稀释剂而稀释Al粉与硅粉的分布密度，从而起到降低燃烧反应温度，防止Al粉与硅粉聚团从而影响与氮气反应的作用；硅粉和Al粉在混合后粉体中的质量百分比总含量高，可以实现α-Si3N4充分熔解渗入反应相，最终获得的Ca-SiAlON:Eu纯度较高，选取CaO作为钙源，可以防止现有技术中采用CaCO3而造成因其热分解吸收热量的问题；采用多孔固化结构作为二段燃烧基材；经测量以上步骤和参数制备的多孔固化结构的气孔率为65％-70％，通过将以上气孔率的多孔固化结构作为反应的基材，可以增大燃烧过程中原料与氮气的接触能力，保证对固态原料内、外各个部位的氮气供应充足，同时降低原料中硅粉、Al粉等烧结聚团的概率，使得产物中残余Si和α-Si3N4得到根本性的减少，同时高气孔率也为Ca-SiAlON:Eu提供了足够的空间，最终产物晶粒发育更为饱满，分散性好，通过包裹α-Si3N4粉末与Ti-C混合粉末强化保温效果，增强燃烧反应高温阶段的持续时间，从而促进最终产物的充分生成。本发明制备出低氧含量、高活性的Si3N4、AlN原料粉体，和晶型完整、发光性能优良的氮化物和氮氧化物荧光粉，最终产物晶粒均匀无团聚现象；其温度升高时发光强度衰减小，化学稳定性和热稳定性良好。

附图说明

[0025] 图1是本发明所述LED照明用荧光粉材料的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

[0027] 如图1所示，围绕LED用氮化物和氮氧化物荧光粉，采用二段燃烧合成新技术，首先通过第一段燃烧工艺分别制备Si3N4、AlN两种高品质原料粉体，进而通过二段燃烧工艺制备氮化物和氮氧化物荧光粉。本发明系统研究了配方与工艺参数对所制备的原料粉体和荧光粉的成分、结构与性能的影响规律，在此基础上，通过工艺优化，制备出低氧含量、高活性的Si3N4、AlN原料粉体，和晶型完整、发光性能优良的氮化物和氮氧化物荧光粉。

[0028] 实施例1

[0029] 一种LED照明用荧光粉材料的制备方法，包括以下步骤：

[0030] (1)Si3N4原料粉体的一段燃烧制备步骤，取硅粉、Si3N4、NaN3粉末作为原料，其中硅粉在原料中的质量百分比为62.5wt％，Si3N4粉末在原料中的质量百分比为13wt％,NaN3粉末在原料中的质量百分比为15.5wt％；其中，所述硅粉、NaN3、Si3N4粉末的纯度均大于等于98％，Si3N4粉末中α-Si3N4占全部Si3N4粉末的质量百分比大于等于94.6wt％，其余为β-Si3N4以及少量游离Si；将上述原料充分混合均匀后加入真空高压燃烧器，抽真空后通入纯度大于等于99％的氮气，最好氮气纯度为99.99％，充气压力为大于等于2.0MPa且小于等于
2.5MPa，加入Ti粉末作为引燃剂点燃上述原料，通过燃烧反应制备α-Si3N4原料粉体。上述反应是使原料中的硅粉与氮气发生燃烧合成从而氮化生成Si3N4，其中原料中的Si3N4粉末作为稀释剂，本发明专门选取高α-Si3N4含量的Si3N4粉末(α-Si3N4占全部Si3N4粉末的质量百分比大于等于94.6wt％)，从而通过提高稀释剂Si3N4粉末中α-Si3N4相粉末的质量含量来降低稀释剂的总使用量，由现有配方中常见的40wt％以上降低至本实施例的13wt％,实验证明仍然可以保持氮化燃烧反应并且不会发生团聚，并且仍然保证了Si3N4最终产物中α-Si3N4变体的组成含量；添加剂为NaN3，该添加剂可显著增加Si3N4最终产物中α-Si3N4变体的组成含量，Si3N4最终产物中α-Si3N4变体可达97.5％以上。燃烧反应环境中氮气压力本发明保持不高于2.5MPa的低压范围，实验表明，高氮气压力会加速反应过程中Si3N4最终产物中α-Si3N4向β-Si3N4的转变，因此本发明中氮气压力范围始终保持低于2.5MPa的相对较低压力范围，同时保证氮气压力高于2.0MPa以保持氮气对原料的渗透作用。通过本步骤中对原料配比、稀释剂成分构成与含量、添加剂选择与含量、氮气环境压力的综合控制优化，使得Si3N4最终产物中所期望的α-Si3N4变体含量高，并且终产物粒度低，从而制得了高品质Si3N4原料粉体。

[0031] (2)AlN原料粉体的一段燃烧制备步骤：取Al粉、AlN粉末、NH4Cl、NH4F作为原料混合，其中Al粉(纯度99％以上，粒度800目筛-1000目筛)在原料中所占的质量百分比为45.5wt％，稀释剂AlN粉末在原料中所占的质量百分比为49.5wt％，添加剂所述NH4Cl在原料中所占的质量百分比为3wt％,添加剂NH4F在原料中所占的质量百分比为2wt％；将以上原料充分混合后过120目筛，然后在将充分混合后的原料置于石墨坩埚，放入燃烧合成反应器，抽真空后，充入5MPa压力的氮气下，点燃燃烧反应，制备AlN原料粉体。其中，低用量的NH4F与NH4Cl混合添加剂作为活性剂，可以降低Al与高纯度氮气发生燃烧反应的温度，降低产物中未加入反应的游离Al的含量；AlN作为惰性稀释剂以较高的质量百分比加入，可以降低反应强度，防止反应过程中Al的团聚效应，可促进氮化反应充分，反应过程中保持足够的氮气压力(5MPa以上)可以增强氮气对反应物的渗透，防止反应物内部的未充分反应现象出现，从而最终制得了高品质的AlN原料粉体。

[0032] (3)二段燃烧步骤，取以上步骤制备的α-Si3N4、AlN原料粉体，并且与硅粉、Al粉、Eu2O3、CaO混合充分后进行研磨，过200目筛，其中α-Si3N4在混合后粉体中的质量百分比为44.5wt％，AlN在混合后粉体中的质量百分比为14.05wt％，硅粉在混合后粉体中的质量百分比为24.35wt％，Eu2O3在混合后粉体中的质量百分比为2.85wt％，Al粉在混合后粉体中的质量百分比为11.46wt％,CaO在混合后粉体中的质量百分比为2.79wt％。本步骤是将前两个步骤中通过燃烧工艺制备的Si3N4原料粉体与AlN原料粉体与其它原料充分混合后，再次通过燃烧工艺制备Ca-SiAlON:Eu荧光粉，故而称之为二段燃烧，是实现本发明构思的关键步骤。反应过程是：

[0033] Si+α-Si3N4+Al+AlN+CaO+Eu2O3———Ca-SiAlON:Eu

[0034] 在二段燃烧过程中，Al粉与硅粉通过氮化燃烧提供热量，加入原料的AlN和α-Si3N4可以作为稀释剂而稀释Al粉与硅粉的分布密度，从而起到降低燃烧反应温度，防止Al粉与硅粉聚团从而影响与氮气反应的作用。实验证明，本实施例硅粉在混合后粉体中的质量百分比为24.35wt％，Al粉在混合后粉体中的质量百分比为11.46wt％，二者作为燃料总含量超过35wt％，可以实现α-Si3N4充分熔解渗入反应相，最终获得的Ca-SiAlON:Eu纯度较高。其中硅粉在混合后粉体中的质量百分比为24.35wt％，α-Si3N4在混合后粉体中的质量百分比为44.5wt％，可以避免残余Si的液相析出而造成燃烧不充分，选取CaO作为钙源，可以防止现有技术中采用CaCO3而造成因其热分解吸收热量的问题。在具体燃烧反应方式中，取以上混合后粉体，并且取占混合后粉体总质量1.5wt％-1.8wt％的粘结剂，将上述混合后粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂，所述混合后粉体与叔丁醇的体积比为1:5，然后充分搅拌混合后，置于-30摄氏度低温氮气环境下冷冻固化，然后真空干燥25小时，形成多孔固化结构；经测量以上步骤和参数制备的多孔固化结构的气孔率为65％-70％，通过将以上气孔率的多孔固化结构作为反应的基材，可以增大燃烧过程中原料与氮气的接触能力，保证对固态原料内、外各个部位的氮气供应充足，同时降低原料中硅粉、Al粉等烧结聚团的概率，使得产物中残余Si和α-Si3N4得到根本性的减少，同时高气孔率也为Ca-SiAlON:Eu提供了足够的空间，最终产物晶粒发育更为饱满，分散性好。并且，在二段燃烧之前，所述多孔固化结构的表面包裹所述Ti粉与C粉的混合粉末，所述Ti粉与C粉的质量比为1:1，包裹Ti粉与C粉一方面有利于燃烧发动过程中的引燃，另一方面促进反应过程中的保温。另外，在多孔固化结构的表面还可以进一步包裹α-Si3N4粉末，α-Si3N4粉末与Ti-C混合粉末的质量比为1:1。包裹α-Si3N4粉末可以进一步强化保温效果，增强燃烧反应高温阶段的持续时间，从而促进最终产物的充分生成。将所述多孔固化结构放入真空环境后充入氮气至5-6.5MPa，点燃Ti粉引燃，燃烧后制得Ca-SiAlON:Eu荧光粉，燃烧过程中始终保持较高的氮气气压，促进氮气的渗透能力，并且通过氮气供应控制燃烧时间在0.5分钟-3分钟，促进燃烧反应充分适度。

[0035] 实施例2

[0036] 一种LED照明用荧光粉材料的制备方法，包括以下步骤：

[0037] (1)Si3N4原料粉体的一段燃烧制备步骤：取硅粉、Si3N4、NaN3粉末作为原料，其中硅粉在原料中的质量百分比为68.5wt％，Si3N4粉末在原料中的质量百分比为22wt％,NaN3粉末在原料中的质量百分比为9.5wt％；其中，所述硅粉、NaN3、Si3N4粉末的纯度均大于等于98％，Si3N4粉末中α-Si3N4占全部Si3N4粉末的质量百分比大于等于94.6wt％；将上述原料充分混合均匀后加入真空高压燃烧器，抽真空后通入纯度大于等于99％的氮气，充气压力为大于等于2.0MPa且小于等于2.5MPa，加入Ti粉末作为引燃剂点燃上述原料，通过燃烧反应制备α-Si3N4原料粉体。

[0038] (2)AlN原料粉体的一段燃烧制备步骤：取Al粉、AlN粉末、NH4Cl、NH4F作为原料混合，其中Al粉在原料中所占的质量百分比为55wt％，AlN粉末在原料中所占的质量百分比为40wt％，所述NH4Cl在原料中所占的质量百分比为3wt％,所述NH4F在原料中所占的质量百分比为2wt％；将以上原料充分混合后过120目筛，然后在5MPa-8MPa压力的氮气下燃烧反应，制备AlN原料粉体。

[0039] (3)二段燃烧步骤：取以上步骤制备的α-Si3N4、AlN原料粉体，并且与硅粉、Al粉、Eu2O3、CaO混合充分后进行研磨，过200目筛，其中α-Si3N4在混合后粉体中的质量百分比为50wt％，AlN在混合后粉体中的质量百分比为15.5wt％，硅粉在混合后粉体中的质量百分比为15.35wt％，Eu2O3在混合后粉体中的质量百分比为3.0wt％，Al粉在混合后粉体中的质量百分比为10.6wt％,CaO在混合后粉体中的质量百分比为5.55wt％；取以上混合后粉体，并且取占混合后粉体总质量1.5wt％-1.8wt％的粘结剂，将上述混合后粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂后充分搅拌混合后，置于-50摄氏度低温氮气环境下冷冻固化，然后真空干燥25小时，形成多孔固化结构；在所述多孔固化结构的表面包裹所述Ti粉与C粉的混合粉末；Ti粉与C粉的质量比为1:1所述多孔固化结构放入真空环境后充入氮气至5-6.5MPa，点燃Ti粉引燃，燃烧后制得Ca-SiAlON:Eu荧光粉，控制燃烧时间为0.5分钟-3分钟。

[0040] 实施例3

[0041] 一种LED照明用荧光粉材料的制备方法，包括以下步骤：

[0042] (1)Si3N4原料粉体的一段燃烧制备步骤：取硅粉、Si3N4、NaN3粉末作为原料，其中硅粉在原料中的质量百分比为65.5wt％，Si3N4粉末在原料中的质量百分比为17.5wt％,NaN3粉末在原料中的质量百分比为17wt％。其中，所述硅粉、NaN3、Si3N4粉末的纯度均大于等于98％，Si3N4粉末中α-Si3N4占全部Si3N4粉末的质量百分比大于等于94.6wt％；将上述原料充分混合均匀后加入真空高压燃烧器，抽真空后通入纯度大于等于99％的氮气，充气压力为大于等于2.0MPa且小于等于2.5MPa，加入Ti粉末作为引燃剂点燃上述原料，通过燃烧反应制备α-Si3N4原料粉体。

[0043] (2)AlN原料粉体的一段燃烧制备步骤：取Al粉、AlN粉末、NH4Cl、NH4F作为原料混合，其中Al粉在原料中所占的质量百分比为40wt％，AlN粉末在原料中所占的质量百分比为40wt％，所述NH4Cl在原料中所占的质量百分比为10wt％,所述NH4F在原料中所占的质量百分比为10％wt；将以上原料充分混合后过120目筛，然后在5MPa-8MPa压力的氮气下燃烧反应，制备AlN原料粉体。

[0044] (3)二段燃烧步骤中，α-Si3N4在混合后粉体中的质量百分比为49.5wt％，AlN在混合后粉体中的质量百分比为4.05wt％，硅粉在混合后粉体中的质量百分比为26.5wt％，Eu2O3在混合后粉体中的质量百分比为2.88wt％，Al粉在混合后粉体中的质量百分比为10.8wt％,CaO在混合后粉体中的质量百分比为6.27wt％。，取以上混合后粉体，并且取占混合后粉体总质量1.5wt％-1.8wt％的粘结剂，将上述混合后粉体与粘结剂加入叔丁醇溶剂，所述混合后粉体与叔丁醇的体积比为1:8，然后充分搅拌混合后，置于-80摄氏度低温氮气环境下冷冻固化，然后真空干燥25小时，形成多孔固化结构；经测量以上步骤和参数制备的多孔固化结构的气孔率为68％-70％，通过将以上气孔率的多孔固化结构作为反应的基材；
在二段燃烧之前，所述多孔固化结构的表面包裹所述Ti粉与C粉的混合粉末，所述Ti粉与C粉的质量比为1:1，并且在多孔固化结构的表面还可以进一步包裹α-Si3N4粉末，α-Si3N4粉末与Ti-C混合粉末的质量比为1:1。将所述多孔固化结构放入真空环境后充入氮气至5-
6.5MPa，点燃Ti粉引燃，燃烧后制得Ca-SiAlON:Eu荧光粉。

[0045] 以上实施例(1)-(3)制得Ca-SiAlON:Eu荧光粉，可在紫外光到蓝光的激发下，发出橙红范围的可见光，在400nm紫外线激发下，其发射峰位于575nm-585nm；通过SEM电镜测量其晶粒平均粒径3.5-5微米，晶粒均匀无团聚现象；其温度升高时发光强度衰减小，化学稳定性和热稳定性良好。具体实验结果见下表：

[0046]

[0047] 本发明并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。