[發(fā)明專(zhuān)利]稀土、非稀土氧化物共摻的鋁酸鈣藍(lán)紫色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710180016.5
• 申請(qǐng)日: 2007-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101168669A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王魯香;張麗;賈殿贈(zèng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 新疆大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C09K11/80
• 分類(lèi)號(hào): C09K11/80
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)發(fā)光材料領(lǐng)域，涉及一種藍(lán)紫色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料及其制備方法，該方法降低了發(fā)光材料的生產(chǎn)成本，提高了發(fā)光亮度，延長(zhǎng)了有效余輝時(shí)間，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)背景

長(zhǎng)余輝發(fā)光材料俗稱(chēng)“夜光粉”，屬于光致發(fā)光材料的一種，具有較長(zhǎng)的研究歷史。1866年，法國(guó)的Sidot首先制備了ZnS:Cu，最早開(kāi)展了這一系列發(fā)光材料的研究工作。直到20世紀(jì)初該類(lèi)型的發(fā)光材料才真正實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用，當(dāng)時(shí)主要用于軍事領(lǐng)域。從那時(shí)起一直到20世紀(jì)90年代，始終是硫化鋅系列發(fā)光產(chǎn)品占據(jù)統(tǒng)治地位。但是這類(lèi)長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的化學(xué)穩(wěn)定性差，亮度低，余輝時(shí)間僅有數(shù)小時(shí)。此后人們?cè)谠摪l(fā)光材料中加入了氚(³H)、钷(¹⁴⁷pm)等放射性元素，雖然延長(zhǎng)了余輝時(shí)間，但由于放射性元素對(duì)安全及環(huán)境的影響，使得這類(lèi)長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的應(yīng)用還是受到很大程度的限制。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代，具有良好發(fā)光性能和獨(dú)特長(zhǎng)余輝特性的稀土離子銪、鏑激活的鋁酸鍶黃綠色發(fā)光粉的出現(xiàn)，受到業(yè)內(nèi)專(zhuān)家的關(guān)注，該類(lèi)型發(fā)光材料同硫化物相比具有化學(xué)穩(wěn)定性好、發(fā)光效率高、余輝時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，倍受研究者青睞。然而單色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料已不能滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ钚枨螅?jīng)過(guò)多年工藝技術(shù)的不斷改良和理論研究的不斷探索，長(zhǎng)余輝發(fā)光材料不再局限于單一的黃綠色體系，藍(lán)色、紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

與發(fā)黃綠光的SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺體系相比，藍(lán)色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料無(wú)論在初始亮度，還是在余輝時(shí)間上都存在較大的差距，對(duì)此人們做了許多研究工作。例如：中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?0102924.X，公開(kāi)號(hào)CN?1313376A公開(kāi)了一種超長(zhǎng)余輝熒光材料及其制備方法和應(yīng)用，其通式為(Me^IIO)₃·M₂^IIIO₃·(M^IVO₂)₃·xRO·yTR₂O₃，所涉及的海藍(lán)色發(fā)光材料的化學(xué)式為(Mg_1.3Ca_0.2Sr_1.5)O₃·Al₂O₃·1.8ZrO₂·0.2TiO₂·SiO₂·0.01EuO·0.005Tm₂O₃，余輝時(shí)間可達(dá)12h，此方法組分配比較為復(fù)雜；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?1133345.6，公開(kāi)號(hào)CN?1344777A公開(kāi)了藍(lán)紫色、綠色硅鋁鋅體系長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的制備方法，其藍(lán)紫色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的組成為aZnO·bAl₂O₃·cSiO₂·mM，主峰位于420nm，該系列發(fā)光材料用254nm紫外燈激發(fā)15min后，在黑暗中最長(zhǎng)余輝時(shí)間為10h；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?2125386.2，公開(kāi)號(hào)CN1389541A公開(kāi)了一種名義組成為M_(1-x-y)O·mAl₂O₃:Eu_x，RE_y，zSi的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的新方法，該方法是將一些可溶性鹽類(lèi)溶解后用NH₃·H₂O-NH₄HCO₃緩沖溶液進(jìn)行沉淀，將Eu³⁺、RE³⁺配成溶液加入到上述沉淀中，再將復(fù)合沉淀物洗滌、干燥，在N₂-H₂混合氣氛中煅燒，其中所制得的藍(lán)紫色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料CaO·Al₂O₃:Eu，Nd，Si，可以被260～380nm波長(zhǎng)范圍的可見(jiàn)光激發(fā)，發(fā)射主峰位于442nm，初始亮度達(dá)到1050mcd/m²，余輝時(shí)間在人眼可識(shí)亮度范圍內(nèi)可達(dá)8h以上。但該方法工序繁瑣成本較高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?3146271.5，公開(kāi)號(hào)CN?1470598A，公開(kāi)了一種名義組成為(M_1-xEu_x)O·m(Al_yB_1-y)₂O₃·nSiO₂:R_w，R_z’長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，該發(fā)明中所涉及的藍(lán)色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料以CaCO₃、Al(OH)₃、SiO₂、H₃BO₄、Eu₂O₃、Nd₂O₃、NH₄Cl為原料，將上述原料進(jìn)行濕法攪拌混合得到懸浮液，再將懸浮液進(jìn)行噴霧造粒、干燥，于1280℃煅燒2h得到最終產(chǎn)物，其發(fā)射主峰位于440nm，具有較好的初始余輝亮度，可達(dá)到2300mcd/m²，但余輝時(shí)間相對(duì)較短，只有5h；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00410000749.2，公開(kāi)號(hào)CN?1560188A公開(kāi)了一種堿土鋁酸鹽發(fā)光材料及其制備方法，該材料的化學(xué)式為：M_1-x-y-zAl₂O₄:Eu_x，Nd_y，RE_z，為了改善其發(fā)光性能，在該材料的制備過(guò)程中摻雜了3～5種的稀土離子；2007年P(guān)hysicaB第393卷147-152頁(yè)發(fā)表了題為Effects?of?B₂O₃?and?SiO₂?on?the?persistentluminescence?property?of?CaAl₂O₄:Eu²⁺，Nd³⁺的文章，文中表明CaAl₂O₄:Eu²⁺，Nd³⁺，0.02SiO₂體系的余輝衰減速率比CaAl₂O₄:Eu²⁺，Nd³⁺，0.02?B₂O₃體系的快，但沒(méi)有研究SiO₂、B₂O₃同時(shí)加入CaAl₂O₄:Eu²⁺，Nd³⁺體系時(shí)的發(fā)光性能。