本发明专利技术提供一种单一基质的多色长余辉发光材料及其制备方法，其化学组成为：Ca1-xOSnO2SiO2︰xRe3+，其中CaSnSiO5为基质、Re3+为稀土离子作为激活剂离子，0≤x≤0.02，Re为Pr、Sm、Tb、Dy中的任意一种。以碳酸钙、硅酸、氧化锡、稀土氧化物为原料，按目标产物的化学剂量比称取各组分并混合均匀后，在1000～1380℃下进行煅烧3～6h后自然冷却至室温，即制得多色长余辉发光材料。在该单一基质中可分别实现蓝光、红光、绿光及白光的长余辉发射，在人眼能够分辨的发光亮度（0.32mcd/m2）以上持续发光。且本发明专利技术的制备方法简单、易于操作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种长余辉发光材料，具体涉及ー种三价稀土离子激活的单一基质多色长余辉发光材料，属于发光材料
技术介绍
长余辉发光材料是ー种新型环保节能材料，它能在吸收太阳光或紫外光的能量 后，将部分能量储存起来，然后缓慢地把储存的能量以可见光的形式释放出来，在光源撤出后仍然可以长时间发出可见光。长余辉发光材料由于在显示器的背光灯、标志照明、夜光涂料等方面均用广泛的商业用途，因而从20世纪初以来在材料组成的研究、制备エ艺的研究等方面都得到了迅速的发展。从实际应用方面考虑，人们希望得到不同发光颜色甚至全部色彩范围的长余辉发光材料。那么根据三原色原理，只要将余辉性能相近的红色、緑色、蓝色三种颜色的长余辉材料按ー定比例混合，就可以得到各种颜色的长余辉发光材料。但是这一方案必须要求三基色的发光强度和衰减时间都基本一致，目前蓝、緑色长余辉发光材料的研究已比较成熟，但是红色长余辉材料的发光强度和余辉时间都还达不到要求。并且，由于三基色长余辉发光材料基质不同的物理与化学特性，以及其发光中心离子激发波长范围的区别，通过不同三基色长余辉发光材料的混合实现长余辉发光颜色变化的方案仍有待改善。
技术实现思路
为实现长余辉发光颜色变化，避免多种基质物理化学性能不同影响其发光性能及其三基色发光中心离子激发波长范围的不同等问题，本专利技术的目的是提供一种单一基质、不同离子激活系列多色长余辉发光材料，以及上述长余辉发光材料的制备方法，通过下列技术方案实现。本专利技术的目的之ー是提供ー种单一基质的多色长余辉发光材料，其化学组成为CahOSnO2SiO2 xRe3+，其中CaSnSiO5为基质、Re3+为稀土离子作为激活剂离子，O ^ X ^ O. 02, Re 为 Pr、Sm、Tb、Dy 中的任意一种。本专利技术的另一目的在于提供上述发光材料的制备方法，通过高温固相反应エ艺来制备，经过下列各步骤以碳酸钙CaCO3、硅酸H2SiO3、氧化锡SnO2、稀土氧化物为原料，按目标产物的化学剂量比(Ca尚子Sn尚子Si尚子Re尚子=l-χ :1:1: x)称取各组分并混合均匀后，在1000 1380°C下进行煅烧3 6h后自然冷却至室温，即制得多色长余辉发光材料，其化学组成为=CahOSnO2SiO2 xRe3+。所述稀土氧化物为氧化镨Pr6O11、氧化钐Sm2O3、氧化铽Tb4O7或氧化镝Dy2O3。本专利技术通过采用激发ー种单一基质，通过掺杂不同类型的发光中心离子来实现长余辉发光顔色的变化，即可保证基质的物理化学性能不会影响其多色长余辉的发光，同时就可解决三基色发光中心激发光波长范围不同的问题。本专利技术以锡硅酸钙作为基质，以镨离子、钐离子、铽离子或镝离子作为激活剂，制备的发光材料能吸收200 400nm范围的紫外光能量，并通过不同稀土离子的掺杂，在该 单一基质中可分别实现蓝光、红光、绿光及白光的长余辉发射，在人眼能够分辨的发光亮度 (0. 32mcd/m2)以上持续发光。本专利技术的制备方法简单、易于操作。附图说明图I为样品CaSnSiO5:0. OlRe3+CRe=Sm, Tb, Pr, Dy)的X射线衍射图；图中纵坐标为 衍射峰強度，横坐标为衍射角度2 0。由X射线衍射图谱可知，样品与CaSnSiO5的标准XRD 衍射卡片图谱一致，结合表达式中的摩尔配比，推断其化合物为CaSnSiO5，属于四方晶系结 构，空间群为P421m。图2 为 CaSnSiO5 及 CaSnSiO5 = O. OlRe3+CRe=Sm, Tb, Pr, Dy)的发射光谱图；图中纵坐 标为发光强度，横坐标为波长。在365nm紫外光激发下,CaSnSiO5样品呈现420nm 580nm 的宽带发射光谱。图3为CaSnSiO5:0. OlRe3+ (Re=Sm, Tb，Pr，Dy)的双对数余辉衰减曲线；图中纵坐 标为相对亮度，横坐标为余辉时间。其测试条件为室温下，用IOOO^r±5%光源激发样品 IOmin,等待时间为Is。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进ー步说明。实施例I以碳酸钙CaCO3O. 5000克、硅酸H2SiO3O. 3905克、氧化锡SnO2O. 7536克为原料，按目标 产物的化学剂量比(Ca离子Sn离子Si离子=I I I)称取各组分并混合均匀后， 在1380°C下进行煅烧4h后自然冷却至室温，即制得多色长余辉发光材料，其化学组成为 CaOSnO2SiO2。该材料外观呈浅白色，经XRD鉴定其为CaSnSiO5物相。经太阳光或紫外线照射后， 在暗处呈现出蓝色余辉发光，该材料在人眼能够分辨的发光亮度(0. 32mcd/m2)以上还能够 发光3分钟以上。对实例材料进行光谱测试，其发射波长位于420nm处。实施例2以碳酸钙CaCO3O. 495克、硅酸H2SiO3O. 3905克、氧化锡SnO2O. 7536克、氧化钐 Sm2O3O. 00872克为原料，按目标产物的化学剂量比(Ca离子Sn离子Si离子Re离子 =0. 99 : I : I : 0.01)称取各组分并混合均匀后，在1200°C下进行煅烧6h后自然冷却至 室温，即制得多色长余辉发光材料，其化学组成为=Caa99OSnO2SiO2 0. OISm3+。该材料外观呈白色，XRD测试结果表明其为CaSnSiO5物相。经太阳光或紫外线照 射后，在暗处呈现出橙红余辉发光，该材料在人眼能够分辨的发光亮度(0. 32mcd/m2)以上 还能够发光20分钟以上(图3)。对实例材料进行光谱测试，其发射波长位于600nm处(图 2)。实施例3以碳酸钙CaCO3O. 495克、硅酸H2SiO3O. 3905克、氧化锡SnO2O. 7536克、氧化铽 Tb4O7O. 00935克为原料，按目标产物的化学剂量比(Ca离子Sn离子Si离子Re离子 =0. 99 : I : I : 0.01)称取各组分并混合均匀后，在1000°C下进行煅烧3h后自然冷却至室温，即制得多色长余辉发光材料，其化学组成为=Caa99OSnO2SiO2 0.01Tb3+。该材料外观呈浅白色，XRD测试结果表明其为CaSnSiO5物相。经太阳光或紫外线照射后，在暗处呈现出緑色余辉发光，该材料在人眼能够分辨的发光亮度(O. 32mcd/m2)以上还能够发光I小时以上。对实例材料进行光谱测试，其发射波长位于542nm处。实施例4 以碳酸钙CaCO3O. 495克、硅酸H2SiO3O. 3905克、氧化锡SnO2O. 7536克、氧化镨Pr6O11O. 00851克为原料，按目标产物的化学剂量比(Ca离子Sn离子Si离子Re离子=0. 99 : I : I : O. 01)称取各组分并混合均匀后，在1380°C下进行煅烧6h后自然冷却至 室温，即制得多色长余辉发光材料，其化学组成为=Caa99OSnO2SiO2 O. OlPr3+。所述稀土氧化物为、氧化钐Sm2O3、氧化铽Tb4O7或氧化镝Dy2O3。该材料外观呈浅白色，用XRD测试，发现其具有与CaSnSiO5相同的衍射图谱，表明其具有与CaSnSiO5有相同的晶体结构。经太阳光或紫外线照射后，在暗处呈现出蓝色余辉发光，该材料在人眼能够分辨的发光亮度(O. 32mcd/m2)以上还本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：余雪，徐旭辉，邱建备，杨正文，宋志国，赵宗彦，杨勇，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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