一种铝酸锶长余辉发光陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铝酸锶长余辉发光陶瓷及其制备方法，结构为稀土元素掺杂的SrAlO结构，余辉发光强度最高可达7000mcd/m2，余辉时间最长可达30h(>0.32mcd/m2)，包括称取原料粉体，混合、球磨、烘干、过筛、煅烧、成型、烧结后得到长余辉发光陶瓷。本发明专利技术的技术方案制备陶瓷具有绿色、蓝色、红色长余辉发光，且具有一定的翡翠光泽，可以用作辅助照明、夜间指示、高端装饰等节能环保场景，陶瓷合成方法为固相反应法，成本低、操作简单，适合大尺寸、大批量工业化生产。化生产。化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种铝酸锶长余辉发光陶瓷及其制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷材料领域，具体地说，涉及一种铝酸锶长余辉发光陶瓷及其制备方法。

技术介绍

[0002]长余辉发光材料是通过吸收太阳或者人工光源产生的光之后，发出可见光的一种特殊材料，并且在激发停止后仍然可持续发光几十分钟甚至数小时。其中性能最好的是由稀士激活的铝酸盐长余辉发光材料，其余辉时间可达到数十小时以上。
[0003]稀土发光材料的发展经历了硫化物基质、硅酸盐基质、磷酸盐基质、硼酸盐基质、铝酸盐基质，其中硫化物基质和碱土铝酸盐基质两大体系在稀土长余辉发光材料的发展历史中占有举足轻重的地位。
[0004]自19世纪60年代至今，人们对长余辉发光材料做了大量详细地研究。硫化物发光材料是重要的长余辉发光材料，其中以Cu:ZnS为典型代表。发绿光的Cu:ZnS长余辉发光材料在20世纪40年代就实现了工业化生产，并广泛应用。Cu:ZnS及随后发展起来的发蓝光的B
3+
:(Ca,Sr)S和发红光的Eu
2+
,Re:(Ca,Sr)S是最具代表性的第一代长余辉发光材料。但是该材料有它们致命的缺陷：余辉强度和余辉时间不佳、化学性质不稳定、易分解等，从而限制了其发展。虽然通过加入放射性物质如Co和Pm等，可以改善其余辉强度和余辉时间，但因其对环境有污染，极大的限制了实际应用，而逐渐被余辉强度高、余辉时间长、化学稳定性好、不含放射性、可重复利用的碱土铝酸盐基质发光材料所取代。
[0005]发绿光的Eu
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>,Dy
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:SrAl2O4和发蓝光Eu
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,Dy
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:SrAl4O7因其余辉时间长、发光效果好等优点，已在多个领域得到了广泛的应用；掺杂Eu
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,Dy
3+
的Sr3Al2O6是红色长余辉发光材料中最常见的基质材料，但目前研究的都是其粉体材料，对于发光陶瓷的制备和研究还没有具体的实例。
[0006]专利CN103113097B采用共沉淀法制备铝酸锶粉体，还原性气氛煅烧结合还原性气氛无压烧结制备铝酸锶陶瓷，给出了2个实施例，但并没有给出陶瓷的物相和性能表征，也没有陶瓷的实物图，且这种制备方法相较于本专利技术操作难度较大、不易控制、成本高、不适合大尺寸、大批量工业化生产。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种块体的、采用了固相反应法，难度小，易控制、成本低、适合大尺寸、大批量工业化生产的铝酸锶长余辉发光陶瓷及其制备方法。
[0008]本专利技术的一方面，提供了一种铝酸锶长余辉发光陶瓷，所述长余辉发光陶瓷的结构为稀土元素掺杂的SrAlO结构，所述长余辉发光陶瓷通过固相反应法直接合成，所述长余辉发光陶瓷的余辉发光强度最高可达7000mcd/m2，余辉时间最长可达30h(>0.32mcd/m2)。
[0009]本专利技术的一方面，提供了上述的铝酸锶长余辉发光陶瓷的制备方法，包括以下步
骤：
[0010]步骤1，按照所述长余辉发光陶瓷的化学组成称取原料粉体，充分均匀混合后通过球磨配制成粉体悬浮浆料；
[0011]步骤2，将所述浆料烘干、过筛、煅烧、成型，得到陶瓷素坯；
[0012]步骤3，对所述陶瓷素坯进行烧结，最终得到长余辉发光陶瓷。
[0013]优选的：所述步骤1的长余辉发光陶瓷的化学组成中包括75mol％
‑
50mol％的SrO、25mol％
‑
50mol％的Al2O3。
[0014]优选的：所述步骤1长余辉发光陶瓷的化学组成中掺杂的稀土元素为Eu
2+
、Eu
3+
、Ce
3+
、Dy
3+
、Er
3+
、Nd
3+
、Tb
3+
、Cr
3+
中的一种或者几种组合。
[0015]优选的：所述步骤1中充分混合后还包括添加烧结助剂和球磨介质，通过球磨配制成粉体悬浮浆料。
[0016]优选的：所述烧结助剂为H3BO3、MgO、CaO、B2O3、SiO2、TEOS、LiF、NaF、MgF2、CaF2、AlF3中的一种或者几种组合。
[0017]优选的：所述步骤1中原料粉体包括SrO的提供源和Al2O3的提供源。
[0018]优选的：所述SrO的提供源为SrO、SrCO3或Sr(OH)2固体粉末，所述Al2O3的提供源为Al2O3固体粉末。
[0019]优选的：所述步骤2中成型方式为干压成型、冷等静压成型、注浆成型和流延成型中的一种或者几种组合。
[0020]优选的：所述步骤3中烧结为真空烧结、气压烧结、热压烧结、热等静压烧结(HIP)中的一种或者两种组合。
[0021]本专利技术技术方案的一种铝酸锶长余辉发光陶瓷及其制备方法，具有以下的有益效果：
[0022](1)用固相反应法直接合成块体陶瓷，成本低、操作简单，产品适合大尺寸、大批量工业化生产。
[0023](2)制备的长余辉发光陶瓷有绿色发光的单斜相、红色发光的立方相，具有一定的透过率。
[0024](3)制备的长余辉发光陶瓷具有一定的翡翠光泽，可以用作辅助照明、夜间指示、高端装饰等节能环保场景。
附图说明
[0025]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
[0026]图1是本专利技术实施例的铝酸锶长余辉发光陶瓷制备方法的流程图；
[0027]图2是本专利技术实施例1制备陶瓷的XRD图谱(其中纵坐标Intensity为强度)；
[0028]图3是本专利技术实施例1制备陶瓷(直径13.5mm，厚度2mm)的发光实物照片(从左往右，依次为陶瓷激发后、5min后、30min后、1h后、2h后)；
[0029]图4是本专利技术实施例1制备陶瓷的余辉性能曲线(其中纵坐标Luminance为亮度，横坐标Time为时间)；
[0030]图5是本专利技术实施例2制备陶瓷的XRD图谱(其中纵坐标Intensity为强度)；
[0031]图6是本专利技术实施例2制备陶瓷(直径13.5mm，厚度2mm)的发光实物照片(从左往右，依次为陶瓷激发后、5min后、30min后、1h后、2h后)；
[0032]图7是本专利技术实施例2制备陶瓷的余辉性能曲线(其中纵坐标Luminance为亮度，横坐标Time为时间)；
[0033]图8是本专利技术实施例3制备陶瓷的余辉性能曲线(其中纵坐标Luminance为亮度，横坐标Time为时间)；
[0034]图9是本专利技术实施例4制备陶瓷的余辉性能曲线(其中纵坐标Luminance为亮度，横坐标Time为时间)。
具体实施方式
[0035]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝酸锶长余辉发光陶瓷，其特征在于，所述长余辉发光陶瓷的结构为稀土元素掺杂的SrAlO结构，所述长余辉发光陶瓷通过固相反应法直接合成，所述长余辉发光陶瓷的余辉发光强度最高可达7000mcd/m2，余辉时间最长可达30h(>0.32mcd/m2)。2.根据权利要求1所述的铝酸锶长余辉发光陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，按照所述长余辉发光陶瓷的化学组成称取原料粉体，充分均匀混合后通过球磨配制成粉体悬浮浆料；步骤2，将所述浆料烘干、过筛、煅烧、成型，得到陶瓷素坯；步骤3，对所述陶瓷素坯进行烧结，最终得到长余辉发光陶瓷。3.根据权利要求2所述的铝酸锶长余辉发光陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤1的长余辉发光陶瓷的化学组成中包括75mol％
‑
50mol％的SrO、25mol％
‑
50mol％的Al2O3。4.根据权利要求2所述的铝酸锶长余辉发光陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤1长余辉发光陶瓷的化学组成中掺杂的稀土元素为Eu
2+
、Eu
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、Ce
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、Dy
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、Er
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、Nd<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江，李廷松，刘强，代正发，陈鹏辉，谢腾飞，袁强，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：