[發(fā)明專利]一種綠光激發(fā)的暖色長余輝發(fā)光材料制備方法

無效

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• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102492419A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 張爾攀;孔哲;席俊華;季振國
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: C09K11/64
• 分類號: C09K11/64
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發(fā)明涉及發(fā)光材料，尤其涉及長余輝夜光材料，是一種綠光激發(fā)的暖色長余輝發(fā)光材料制備方法。

背景技術

長余輝發(fā)光材料是一類重要的光-光轉(zhuǎn)換材料和儲能節(jié)能材料，它可以在有光照射時把光能儲存起來，無光照射時再慢慢釋放，是一種無污染的冷光源。

傳統(tǒng)的長余輝材料主要是堿土金屬和過渡元素硫化物，如CsS:Bi和ZnS:Cu等。這類材料的化學穩(wěn)定性差、余輝時間短，而且大多需要添加放射性同位素。目前，稀土離子激活的硫化物、鋁酸鹽、硅酸鹽、鈦酸鹽等材料成為新型長余輝材料的主體。迄今為止，所研制的綠色和藍色長余輝材料的余輝時間已經(jīng)超過12?h，達到了實際使用要求，已經(jīng)推廣應用于多個領域，各類夜光產(chǎn)品在各自的應用領域中發(fā)揮著莫大的作用。

但是，作為三基色之一的紅色發(fā)光材料無論是在發(fā)光亮度還是余輝時間方面都無法與綠光、藍光等材料匹敵，其在長余輝發(fā)光材料領域中還處于研究階段。

紅色發(fā)光材料如稀土離子激活的堿土金屬硫化物是第一代的紅色長余輝發(fā)光材料，但是該體系化學穩(wěn)定性差，而且材料潮解釋放出的H₂S是環(huán)境有害物質(zhì)，加上余輝時間短，在實用方面還顯不足；堿土金屬鈦酸鹽，此類發(fā)光材料亮度低，余輝時間也不能達到應用要求；硅酸鹽基質(zhì)的紅色發(fā)光材料具有很好的化學和熱穩(wěn)定性，而且原料廉價易得，在發(fā)光陶瓷方面的應用性能也很好，但余輝時間卻比較短；稀土離子激活的硫氧化物體系具有高亮度、耐熱性和抗輻射性好等特點，余輝時間雖較其它類型發(fā)光材料有所增加，但還遠不能達到實用要求；鋁酸鹽體系的綠色和藍色發(fā)光材料的開發(fā)是最成功的，但是其紅色長余輝材料的研究則進展較慢。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于目前所重點研究的各類紅色發(fā)光材料不是發(fā)光強度不高、就是余輝時間太短，或者對環(huán)境有污染，均不能達到實用要求。設想把長余輝綠色發(fā)光材料與紅色發(fā)光材料復合，利用綠色長余輝發(fā)光材料為光源激發(fā)紅色發(fā)光粉，這樣不管紅光發(fā)光材料本身的余輝是否夠長，只要綠色長余輝材料能發(fā)出光，與其復合的紅色發(fā)光材料也能繼續(xù)發(fā)光，從而達到紅色“長余輝”發(fā)光的目的。

綠與紅復合得到暖色長余輝發(fā)光材料，采用紅色發(fā)光材料包裹綠色發(fā)光材料的方法進行復合。在這種方法中，只要紅色材料包裹厚度足夠厚，紅綠材料比例恰當，被包裹的綠光材料發(fā)出的光可以基本被外面的紅色發(fā)光材料吸收，由此得到較純的紅光。通過改變紅色材料的包裹厚度，可以在很大程度上改變發(fā)光波長，可以實現(xiàn)由綠色到紅色的大跨度可調(diào)。但是，由于綠光材料被包裹在紅色材料內(nèi)部，外界照射光如何通過紅色發(fā)光材料進入綠色發(fā)光核心是需要解決的難題。這可以通過選擇合適的紅色發(fā)光材料解決，即紅色發(fā)光材料既能有效地吸收綠而發(fā)出紅光，又能讓短波長的光透過它而激發(fā)內(nèi)部的綠色長余輝材料。

綜上所述，對于長余輝發(fā)光材料領域來說，通過綠色長余輝材料與紅色發(fā)光材料可以獲得可從綠色到紅色的長余輝發(fā)光。基于目前市場對長余輝發(fā)光材料的巨大需求，實現(xiàn)暖色長余輝發(fā)光是一項非常有應用前景的探索。此類暖色“長余輝”發(fā)光材料的研究目前尚未見報道。

本發(fā)明制備方法的基本步驟如下：

(1)將BaO:ZnO:S以物質(zhì)的量比2:1:3混合，摻雜一定量的MnCO₃后混合均勻，所述的MnCO₃的物質(zhì)的量為ZnO物質(zhì)的量的0.01～0.1。

(2)加入SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺綠色長余輝發(fā)光粉，控制BaO、ZnO和S的總質(zhì)量與SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺的質(zhì)量之比為20～10:1，充分混合均勻，放入高溫程控氣氛熱處理爐中預燒結(jié)，控制燒結(jié)溫度在950℃，保溫時間為0.5h～1h。

(3)將燒結(jié)后的樣品放入真空系統(tǒng)內(nèi)，抽真空，使真空室的壓強低于1×10^-1Pa。

(4)開啟電子槍，電子束的能量為1KeV~10KeV間調(diào)節(jié)，電子束流密度在10mA·cm^-2～100mA·cm^-2間調(diào)節(jié)。

(5)使電子束在樣品上掃描，直到發(fā)出肉眼可見的紅光，制得暖色長余輝發(fā)光材料。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用的包裹方法得到的發(fā)光粉成分均勻，余輝時間比直接制備的暖色發(fā)光材料長，可以達到十小時以上，發(fā)光色度可調(diào)并且性質(zhì)更加穩(wěn)定。