[發(fā)明專利]一種Bi2＋激活的堿土鈦酸鹽紅色長余輝熒光材料及其制備方法

無效

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• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102634339A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 宋志國;李臣;邱建備;楊正文;周大成;尹兆益;楊勇;趙宗彥;余雪
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C09K11/67
• 分類號: C09K11/67;C09K11/78;C09K11/80
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技術領域

本發(fā)明涉及長余輝熒光粉技術，具體涉及一種在紫外光光激發(fā)下具有紅色長余輝發(fā)光的熒光粉體材料。

背景技術

長余輝材料是一種具有很高應用價值的發(fā)光材料。該材料在日光照射后，可以長時間持續(xù)發(fā)光，從而提供在夜視或者無照明條件下的指示和標志作用。可見波段的長余輝材料主要在民用領域提供指示作用，而近紅外波段的長余輝則在軍工夜視領域中具有重要的應用價值。

目前的長余輝發(fā)光材料的長余輝發(fā)光波段主要集藍光和綠光波段，以稀土離子作為主要的光激活離子，例如Eu²⁺激活的鋁酸鍶長余輝綠色發(fā)光材料、Eu²⁺激活的硅鋁酸鹽藍色長余輝發(fā)光材料（徐敘瑢，蘇勉曾，發(fā)光學與發(fā)光材料，化學工業(yè)出版社，2004年第一版）。而相對于藍色和綠色長余輝材料，紅色長余輝材料的發(fā)光亮度和余輝時間都比較短。目前使用的紅色長余輝材料主要是Pr³⁺摻雜的鈦酸鹽（水熱法制備長余輝發(fā)光材料CaTiO₃:Pr,Al及其發(fā)光性，中國稀土學報，2009,?27(3)：349頁），以及Mn²⁺摻雜的硅酸鹽（紅色長余輝材料Mg₂SiO₄:Dy³⁺,Mn²⁺的制備及發(fā)光特性，發(fā)光學報，2006,?27(3)：331頁）及磷酸鹽（紅色長余輝材料Zn₃(PO₄)₂∶Mn²⁺,Ga³⁺的合成及光譜性質，發(fā)光學報，2006,?27(4)）：484頁）。紅色發(fā)光激活劑Pr³⁺和Mn²⁺在這些紅色長余輝材料紫外光激發(fā)效率較低，往往只能通過基質中的缺陷或者其他激活離子向這些離子進行能量傳遞實現(xiàn)紅色發(fā)光。因此目前的紅色長余輝發(fā)光材料的都存在余輝亮度低、余輝時間短等不足。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有紅色長余輝熒光材料紫外光激發(fā)效率低，余輝強度和時間偏低等不足，提供一種以Bi²⁺離子作為紅色發(fā)光激活離子的堿土鈦酸鹽紅色長余輝發(fā)光材料及其制備方法。

堿土金屬鈦酸鹽是一類優(yōu)質的壓電和鐵電材料，同時也可以作為稀土離子摻雜的紅色長余輝基質材料。堿土金屬鈦酸鹽通過稀土離子Pr³⁺和其他稀土離子共摻雜可以作為紫外光激發(fā)下的紅色長余輝材料。而在堿土金屬堿土鈦酸鹽壓電材料中，Bi₂O₃也是一類重要的摻雜原料，加入Bi₂O₃的目的是為了提高其壓電特性。這類材料摻入的Bi離子在基質中以Bi³⁺離子存在，Bi³⁺在紫外光照射下只能發(fā)射紫外、藍光。因此原來所制備的可以用于鐵電和壓電材料的Bi摻雜堿土鈦酸鹽無論是否與其他稀土或者過渡金屬離子摻雜，并不具備紅色長余輝熒光性質。Bi²⁺在紫外光激發(fā)下具有顯著的紅色發(fā)光特征，但是Bi²⁺在堿土金屬鈦酸鹽基質中必須在還原氣氛下高溫燒結才能獲得。本發(fā)明的目的提供一種Bi²⁺摻雜堿土鈦酸鹽，同時也可參入其他離子作為輔助激活劑提Bi²⁺離子紅色長余輝發(fā)光強度和余輝時間。上述材料對紫外光具有高效響應特性，在紫外光可以得到寬帶紅色熒光和長余輝發(fā)光，通過下列技術方案實現(xiàn)。

本發(fā)明的目的之一是提供一種鉍離子（Bi²⁺）激活的堿土鈦酸鹽紅色長余輝熒光材料，由化學組成式為M_（1-x-y）Bi_xR_yTiO₃的組分組成，其中x=0.001～0.1，y=0～0.1；R為Yb、Gd、Tm、Dy、Nd、Ho、Lu、Er、Y、Al、Mg、Zr、Zn中的任意一種或者幾種；M為Ca、Sr、Ba中的任意一種或者幾種。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種鉍離子（Bi²⁺）激活的堿土鈦酸鹽紅色長余輝熒光材料的制備方法，經(jīng)過下列各步驟：