[發明專利]一種Li+共摻提高硅酸鹽熒光粉長余輝特性的方法

在審

• 申請號: 201710231586.6
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN107129801A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 張樂;孫炳恒;吳佳東;單迎雙;高光珍;王騁;陳浩
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于稀土發光材料技術領域，具體涉及一種一種Li⁺共摻提高硅酸鹽熒光粉長余輝特性的方法，更確切的說提供一種通過共摻Li⁺提高Sr₂MgSi₂O₇:xEu²⁺,yDy³⁺熒光粉長余輝特性的方法。

背景技術

長余輝熒光粉又稱蓄光性熒光粉，其本質上是一種光致發光材料，他是一類吸收能量如可見光，紫外光，X-ray等，并在激發停止后在室溫下仍可繼續發出光的物質，他能將能量儲存在能陷里，是一種具有應用前景的材料。具有持久發光特性的熒光粉是環保且能夠將能源經濟化的材料，在安全標志，交通標志以及自我發光工藝上具有廣泛應用前景。

目前使用的長余輝發光材料主要有三大類：一類是傳統的硫化物系列長余輝發光材料，一類是鋁酸鹽體系長余輝發光材料，第三類是硅酸鹽體系長余輝發光材料。與傳統的硫化物長余輝材料相比，鋁酸鹽體系長余輝發光材料具有余輝亮度高，余輝長的優點，且對人體健康及環境都不會產生危害。但這類材料耐水性較差，需在顆粒表面進行物理化學修飾，以提高其穩定性，并且藍色發光的長余輝性能不佳，在一定程度上限制了鋁酸鹽發光材料的應用。而硅酸鹽體系發光材料作為一種新型的長余輝發光材料在近年來越來越受到人們的關注。與傳統的鋁酸鹽體系和硫化物體系相比，硅酸鹽體系具有更好的化學穩定性，熱穩定性，耐水性強，與陶瓷基體相容性好等優點，而且二氧化硅原料價廉、易得，硅酸鹽體系煅燒溫度比鋁酸鹽低100℃以上，因而具有廣泛的應用前景。而Sr₂MgSi₂O₇:xEu²⁺,yDy³⁺發光材料是鋁酸鹽體系中的典型代表，同時也是藍色發光長余輝性能最好的材料之一。目前所制備的Sr₂MgSi₂O₇:xEu²⁺,yDy³⁺長余輝發光材料具有化學性能穩定，耐水性強的優點，但是整體的發光性能尚未達到鋁酸鹽發光材料來的水平，這在很大程度上限制了Sr₂MgSi₂O₇:xEu²⁺,yDy³⁺長余輝發光材料的進一步應用。因此，本領域迫切需要開發一種能有效提高Sr₂MgSi₂O₇:xEu²⁺,yDy³⁺熒光粉余暉強度和余暉時間的方法。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，提供一種用Li⁺進行共摻來有效提高Sr₂MgSi₂O₇:xEu²⁺,yDy³⁺熒光粉余暉強度和余暉時間的方法。當Li⁺共摻時，Li⁺會取代Sr²⁺格位形成Li‵_Sr并帶一價負電荷，這樣會相應的產生帶正電荷的氧空位來補足電荷差異，而產生的氧空位會作為陷阱捕獲處于激發態上的電子和空穴，由于熱能的原因，被捕獲的電子和空穴會被逐漸釋放，兩者重新結合，釋放出磷光，這就是長余輝。而隨著Li⁺的摻雜，氧空位不斷的增加，被捕獲的電子也不斷增加，這樣就有效的提高了長余輝時間。此外，Li⁺做電荷補償，使三價Dy³⁺取代二價Sr²⁺時電荷得到補償平衡。Li⁺還可以做助熔劑，可以有效的改善晶體的結晶度并且擴大晶體的顆粒尺寸，從而完善結晶，最終提高長余輝發光強度。

本發明的目的可通過如下技術方案實現：

一方面，本發明提供一種提高硅酸鹽熒光粉的長余輝特性的方法，該方法是通過在高硅酸鹽中共摻Li⁺來提高硅酸鹽熒光粉長余輝特性，其中，Li⁺共摻硅酸鹽熒光粉的組成為下式所示：

Sr₂MgSi₂O₇:xEu²⁺yDy³⁺zLi⁺

其中x、y、z的取值范圍分別為0.005≤x≤0.03、0.01≤y≤0.05和0.015≤z≤0.03。