一种磷酸盐长余辉发光材料及其制备方法技术

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光材料
，具体涉及一种具有长余辉发光效果的发光材料及其制备方法。
技术介绍
长余辉发光材料俗称夜光粉，属于光致发光材料的一种，是指经日光和长波紫外线等光源的短时间照射，关闭光源后，仍可以在很长一段时间内持续发光的材料。长余辉发光材料作为一种储能、节能的“绿色光源材料”，在能源日益短缺的今天越来越受到人们的重视，尤其在弱光照明、显示方面应用非常广泛。目前，长余辉发光材料制品有发光涂料、 油漆、发光油墨、发光釉料、发光塑料、发光橡胶、发光皮革、发光玻璃、发光陶瓷、发光装饰石、发光铝塑复合板、发光工艺品等，大量应用于建筑装饰、交通运输、消防安全、仪器仪表、 地铁隧道、印刷印染、广告牌匾、珠宝首饰等各个领域。人们研究较早的长余辉材料是硫化物材料，硫化物材料的典型代表是碱土金属硫化物系列，如硫化锌和硫化钙等。最具代表性的是发光颜色为黄绿色的ais =Cu系列、发光颜色为蓝色的CaS :Bi系列和发光颜色为红色的CaS :Eu系列。这类材料虽然具有发光颜色多样、弱光下吸光速度快等优点，但是也存在着明显的缺点，如余辉亮度低、余辉时间短、化学性质不稳定、易潮解、抗老化性差，与水汽接触时会缓慢的分解，并产生刺激性有毒的H2S 或Hje气体，无法适应室外全天候的商业化目的。虽然通过添加放射性元素、材料包膜等手段来克服这些缺点，延长了余辉时间，但放射性元素的加入对人身健康和环境都造成危害，因此这类长余辉材料的应用还是受到很大程度的限制。20世纪90年代初，一种新的长余辉发光材料SrAl2O4 =Eu2+, Dy3+被研制成功，与传统硫化物体系中的黄绿色长余辉光材料ZnS =Cu相比，这种材料具有发光效率高、余辉性能优良、化学稳定性好以及无放射性等优点。它的出现再次引起了人们对寻找新型环保节能高效长余辉发光材料的极大兴趣，推动了长余辉发光材料的研究开发，同时，也加速了长余辉发光材料的产业化步伐。不过铝酸盐体系长余辉材料也存在抗湿性差，生产中对原料的纯度要求高、烧结温度高、发光单一、耐高温性能差等缺点。硅酸盐体系作为另一类新型长余辉材料，由于其化学性质较铝酸盐体系稳定，发光颜色与铝酸盐长余辉发光材料可以互补，而且高纯二氧化硅原料价廉、易得，烧结温度比铝酸盐体系低100°c以上，在某些行业(如陶瓷行业)应用好于铝酸盐长余辉发光材料，是一类极有前途的新型长余辉材料，但余辉亮度和时间还落后于铝酸盐长余辉发光材料。以磷酸盐为基质的长余辉发光材料很少有研究进行报道。中国专利技术专利 03109879. 7报道了一种Si3 (PO4)=Mn2+型磷酸锌长余辉发光材料及其制备方法，中国专利技术专利200510119082. 2提供了一种RMg2 (PO4)2 (R=Ca、Sr或Ba)型碱土磷酸盐长余辉发光材料及其制备方法，中国专利技术专利2006100339 . X报道了一种MgZn2 (PO4) 2 xMn2+, yM型磷酸镁锌红色长余辉发光材料及其制备方法，但均未涉及以磷酸盐为基质的、由稀土离子激活的长余辉发光材料。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种长余辉发光材料，该材料以磷酸盐为基质，以二价铕为主激活剂，以一种或几种高价态的金属离子为辅助激活剂， 可发射蓝绿色、蓝色或紫色长余辉。本专利技术的另一个目的是提供上述磷酸盐长余辉发光材料的制备方法。本专利技术是采用如下技术解决方案来实现上述目的一种磷酸盐长余辉发光材料， 其具有如下化学式组成A3_x_y (PO4)2xEu2+, yB，其中A为碱土金属离子Ca2+、Sr2+或Ba2+的一种或几种；B 为 Tb3+、Gd3+、Dy3+、Ce3+、ft~3+、La3+ 中的一种或几种，且 0<x 含 0. 3，0 含 y 含 0. 3。一种磷酸盐长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤a、根据所述的化学式组成，按化学计量比精确称取相应元素的碳酸盐、氧化物或磷酸盐原料；b、将步骤a的原料混合研磨均勻，煅烧，冷却至室温，然后将所得产物磨细即得最终产PΡΠ O作为上述方案的进一步说明，在所述工艺步骤b过程中，原料混合研磨均勻后，直接在还原气氛中于80(Γ1200 下煅烧2 12小时，冷却至室温。按上述方案，所述的还原气氛为氮氢混合气体或碳热还原气氛。在所述工艺步骤b过程中，原料混合研磨均勻后，先在30(T800°C下预烧2飞小时， 冷却至室温，再次研磨后，在还原气氛中于80(Γ1200 下煅烧2 12小时，自然冷却到室温。按上述方案，所述的在还原气氛中原料煅烧的优选温度为95(T1100 °C。按上述方案，所述的原料煅烧的优选时间为3飞小时。本专利技术采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是(1)本专利技术所述的长余辉发光材料以磷酸盐为基质，结晶温度低且稳定性好，原料廉价、易得，生产成本低；(2)本专利技术所述的长余辉发光材料性质稳定，耐水抗湿性、耐高温性好，无放射性，不会对人和环境造成危害；(3)本专利技术的制备方法简单，易于操作，对设备要求低，环境友好。附图说明图Ia和图Ib分别为本专利技术实施例1提供的长余辉发光材料的激发(a)和发射(b) 光谱；图2为本专利技术实施例1提供的长余辉发光材料的余辉衰减曲线。 具体实施例方式本专利技术一种磷酸盐长余辉发光材料，其具有如下化学式组成A3_x_y(PO4)2:xEu2+， yB，其中 A 为碱土金属离子 Ca2+、Sr2+ 或 Ba2+ 的一种或几种；B 为 Tb3+、Gd3+、Dy3+、Ce3+、Pr3+、 La3+ 中的一种或几种，且 0<x ^ 0. 3,0 ^ y ^ 0. 3。一种磷酸盐长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤1)根据如上所述的化学式组成，按化学计量比精确称取相应元素的碳酸盐、氧化物或磷酸盐原料；2)4将步骤1)的原料混合研磨均勻，直接在还原气氛中于80(Γ1200 下煅烧2 12小时，或先在30(T80(TC下预烧2飞小时，冷却至室温，再次研磨后，在还原气氛中于80(Γ1200 下煅烧2 12小时，自然冷却到室温，然后将所得产物磨细即得最终产品。按上述方案，所述的原料煅烧的优选温度为95(T1100 °C。按上述方案，所述的原料煅烧的优选时间为3飞小时。按上述方案，所述的还原气氛为氮氢混合气体或碳热还原气氛。以下实例是对本专利技术工艺的进一步说明，本专利技术包含但不局限于以下实例。实施例1原料为 CaCO3 (分析纯)、(NH4)2HPO4 (分析纯)、Eu203 (99. 99%)和 Gd2O3 (99. 99%)，它们之间的摩尔比为2. 91 2 0. 015 0. 03，准确称取各原料并混合研磨均勻，置于坩埚中，放入高温炉，在5%H2/95%N2的还原气氛中于1100 °C锻烧4小时，自然冷却到室温，磨细，得到磷酸盐长余辉发光材料Ca2.91 (PO4)2: 0. 03Eu2+，0. 06Gd3+，主相为Ca3 (PO4)20图Ia和图Ib分别为本实施例提供的长余辉发光材料的激发(a)和发射(b)光谱；图2为本实施例提供的长余辉发光材料的余辉衰减曲线。实施例2原料为 SrCO3 (分析纯)、(NH4)2HPO4 (分析纯)、Eu203 (99. 99%)和 Gd2O3 (99.本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种磷酸盐长余辉发光材料，其具有如下化学式组成：Ａ３－ｘ－ｙ（ＰＯ４）２：ｘＥｕ２＋，　ｙＢ，其中Ａ为碱土金属离子Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋或Ｂａ２＋的一种或几种；Ｂ为Ｔｂ３＋、Ｇｄ３＋、Ｄｙ３＋、Ｃｅ３＋、Ｐｒ３＋、Ｌａ３＋中的一种或几种，且０（ｘ≦０．３，０≦ｙ≦０．３。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭德兴，张占辉，黄志良，万奇，
申请(专利权)人：佛山红狮陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：44