一种橙红色长余辉发光材料制造技术

本发明专利技术涉及一种经紫外光或日光激发可发出橙红色光、具有较长余辉的发光材料，以及这种材料的制备方法。本发明专利技术的发光材料通式为Ｃａ↓［（２－ｘ－ｙ）］ＳｎＯ↓［４］：Ｓｍ↓［ｘ］，Ｍ↓［ｙ］的橙红色长余辉发光材料，其中：Ｍ为锌或镉，或者是锌和镉的组合；ｘ、ｙ为相应掺杂离子相对于Ｃａ↓［２］ＳｎＯ↓［４］的摩尔比系数，其中：ｘ＝０．００１～０．１５０，ｙ＝０～０．１５０。本发明专利技术的发光材料的制备方法采用高温固相法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种经紫外光或H光激发可发出橙红色光、具有较长余辉的发 光材料，以及这种材料的制备方法。技术背景长余辉发光材料是一类光致发光材料，可以吸收外界光照能量并将能量储 存起来，关闭激发光源后，在室温下把储存的能量以可见光的形式缓慢释放出 来。具有无污染、安全、节能、经济等优点。二十世纪九十年代以来，人们陆 续专利技术了稀土离子掺杂的铝酸盐体系和硅酸盐体系的长余辉发光材料，这两类 材料在发光亮度、余辉时间、化学稳定性方面都比传统的硫化物体系的长余辉 材料有所提高，但这两大类发光材料的发光颜色一般为绿色、蓝色、蓝绿色等， 难以满足需要。因此，人们把目光投向红光长余辉材料的开发和研究。由于红 色K余辉材料特殊的光学性质，使其比绿色或蓝色长余辉材料的应用范围更广。红色长余辉材料主要包括稀土激活的碱土金属硫化物、硫氧化物、碱土金 属钛酸盐体系和磷酸盐体系。含硫的红色长余辉材料的余辉和亮度较好，但化 学稳定性较差，应用受到限制。碱土钛酸盐体系红色长余辉材料发光亮度低， 余辉时间短。磷酸盐体系红色长余辉材料的成本低廉，但制备大多需要还原性 气氛保护，工艺复杂。中国专利技术专利申请200410017538.X公开了名称为《La202S红色长余辉发 光材料及制备方法》的专利申请技术。该专利公开的红色长余辉发光材料以 La202S为基质，La203和S为基质原料，Eu3+为激发剂，Mg2+、 Zr4+ 、 Ti4+、 Nb"为共激发剂，Na2C03和Li2C03为助熔剂。其制备方法必须是在活性炭还原气氛下，120(TC灼烧4小时，冷却出炉后，经粉碎、洗涤和过筛，得到产品。材料激发后，肉眼观测到余辉橙红色或红色。尽管此种长余辉材料的余辉性能较好，但是该产品及制备方法却存在如下缺点和不足采用硫磺作原料，产生 的废气对人体和环境有很大危害；生产过程采用还原性气氛保护，生产工艺复杂且生产成本较高；使用的助熔剂Na2C03和Li2C03成本较高。除这些不足外，现有技术的原料价格高，尤其含有价格昂贵的稀土铕，使产品的成本高。因此， 现在仍需要性质稳定，余辉性能佳，成本低廉的红色及橙红色长余辉材料。
技术实现思路
本专利技术提供一种克服现有技术不足的经紫外光或日光激发可发出橙红色 光、具有较长余辉的发光材料。本专利技术的发光材料通式为Ca(2-x-y)Sn04: Smx， My的橙红色长余辉发光材料， 其中M为锌或镉，或者是锌和镉的组合；x、y为相应掺杂离子相对于Ca2Sn04 的摩尔比系数，其中x = 0.001 0.150, y = 0 0.150。本专利技术的一种具体橙红色长余辉发光材料的化学式为Ca2Sn04: Smo.op余辉 持续时间可达45 380分钟。本专利技术的另一种具体橙红色长余辉发光材料的化学式为Ca2Sn04: Sm,, Zn,，余辉可持续180分钟。本专利技术的另一种具体橙红色长余辉发光材料的化学式为Ca2Sn04: Sm0.01， Cd,，余辉可持续235分钟。本专利技术的任一橙红色长余辉发光材料的制备方法采用高温固相法，即按材 料化学式的组成称取相应元素的氧化物或/和碳酸盐或/和硝酸盐或/和醋酸盐或/ 和草酸盐，用无水乙醇或丙酮为分散剂，将各原料研磨至微米级，在1100 1300 'C进行烧结，降温后取出进行研磨，得到所需材料。本专利技术优选的制备方法是在烧结前的研磨时在原料中按3 6ml/ (克原料)加入无水乙醇或丙酮作为分散剂。本专利技术优选的制备方法还可以在烧结前的研磨时在原料加入原料重量0.5 6%的H3B03或/和NH4C1作为助熔剂。经试验表明，在烧结前的研磨时，在原 料中同时加入按原料重量0.5 3%的H3B03和原料重量0.5 3%的NH4C1有最佳的效果。本专利技术优选的制备方法中采用两次烧结，即原料经充分研磨混合均匀后先 将其在1100 1300 。C烧结3 6小时，冷却至室温后再次研磨混匀，再在800 1200 "进行第二次烧结1 4小时。本专利技术的材料是以正锡酸盐为基质，加入稀土离子和其它离子为激活剂， 在正锡酸盐中实现了橙红色光发射的长余辉性能，并且有理想的效果。本专利技术的制备方法中在进行研磨时加入-一定量的无水乙醇或丙酮作为分散 剂可以使原料混合的更均匀，同时可以大大减少研磨所需时间。试验表明，如 不加分散剂直接进行研磨，需要更长的时间进行研磨才能达到所要求的粒度， 而且原料混合的不均匀。本专利技术在原料中加入一定量的作为助熔剂的硼酸或/和氯化铵，不仅可以减 少产物相中的杂相，而且还可以在提高材料的发光性能的同时延长余辉时间。研究还表明，本专利技术的制备过程中采用二次烧结可以减少产物相中的杂相。本专利技术其制备方法简单，有利于大规模生产，生产成本低廉，产品易于研 碎，性质稳定，无放射性，不会对环境造成危害，是一种具有较广应用前景的 长余辉发光材料。 附图说明图1为Ca2Sn04:Sm,的激发光谱2为Ca2Sn04:Sm,的发射光谱图。 图3为Ca2Sn04: Smo.(H的双对数余辉衰减曲线图。 图4为粉末衍射标准卡片74-1493 (4-l)和不同条件下制备产品的X射线 粉末衍射图(4-2 4)。其中4-4为Ca2Sn04: Sm,的XRD图。图中1 一无助熔剂；1100 1300摄氏度3 6小时2 —加入硼酸；1100 1300摄氏度3 6小时3 —加入硼酸和氯化铵；1100 1300摄氏度3 6小时4 —加入硼酸和氯化铵；1100 1300摄氏度3 6小时；800 1200摄氏 度1 4小时图5为Ca2Sn04:Sm,的激发光谱图。 图6为Ca2Sn04: Smo.M的发射光谱图。 图7为Ca2Sn04: Smo.w的双对数余辉衰减曲线图。 图8为Ca2Sn04: Sma()1的激发光谱图。 图9为Ca2Sn04: Smo.01的发射光谱图。 图10为Ca2Sn04:Smo.(n的余辉衰减曲线图。 图11为Ca2Sn04:Sma(n，Zno.01的激发光谱图。 图12为Ca2Sn04: Sm,， Zno.01的发射光谱图。 图13为Ca2Sn04: Smo.(H, Zno.(M的双对数余辉衰减曲线图。 图14为Ca2Sn04: Sm,， Cd,的激发光谱图。 图15为Ca2Sn04: Sm,， Cdo.oi的发射光谱图。 图16为Ca2Sn04: Smo.(M， Cdo.cn的双对数余辉衰减曲线图。具体实施方式以下是本专利技术的最佳实施例。 实施例1按照化学式Ca2Sn04: Srno.M，准确称取相应元素的氧化物或碳酸盐以及 2-3%的H3B03，将上述原料倒入玛瑙研钵中，再按3 6ml/ (克原料)加入无水乙醇或者丙酮作为分散剂，经充分研磨混匀后转入刚玉坩埚，在空气气氛下，于1100 1300 °C烧结3 6h，冷却至室温，取出样品再次研磨，于800 1200 °C保温l 4h,冷却至室温，取出样品研碎得到实例材料。该材料外观呈白色， XRD测试表明主要物相为Ca2Sn04。该材料的激发光谱在320 575 nm范围 内由一系列峰组成，最强峰位于408 nm，其它峰位于348、 364、 378、 478和 560nm处，参见附图1。该材料的发射光谱有3个强峰，最强峰位于608 nm 处，其它两个峰位于5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通式为Ｃａ↓［（２－ｘ－ｙ）］ＳｎＯ↓［４］：Ｓｍ↓［ｘ］，Ｍ↓［ｙ］的橙红色长余辉发光材料，其中：Ｍ为锌或镉，或者是锌和镉的组合；ｘ、ｙ为相应掺杂离子相对于Ｃａ↓［２］ＳｎＯ↓［４］的摩尔比系数，其中：ｘ＝０．００１～０．１５０，ｙ＝０～０．１５０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟生，巨正花，魏瑞平，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]