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复合基质红色长余辉发光材料及其制备方法技术

技术编号:8211466 阅读:281 留言:0更新日期:2013-01-17 04:15
一种复合基质红色长余辉发光材料,其特征在于:该材料为粉末状,其结构式如下:SrCO3+Sr(OH)2:Eu2+。其制备方法步骤如下:以分析纯的碳酸锶SrCO3和氧化铕Eu2O3为制备原料,铕离子的掺杂量为碳酸锶SrCO3的0.01mol%~1.5mol%;原料混合均匀后置于加热炉在炭还原气氛中加热,退火温度为1100~1350℃,维持此温度3~4小时后,随炉冷却,即得。发明专利技术方法用高温固相法制备发光粉末,该制备工艺简单,操作容易,实用性强。所得发光粉末的激发波长为385~585nm,可以被可见光有效激发,发光粉末的中心发射波长为613.5nm,为典型的红色长余辉材料,极具有实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种长余辉材料,特别是一种复合基质红色长余辉发光材料,本专利技术还涉及该长余辉材料的制备方法。
技术介绍
长余辉材料是一种光致储能功能材料,其主要用途是弱光环境下的指示照明,如可用于紧急出口标志、消防通道、器具标志、建筑装饰和工艺美术等领域。近年来,又逐渐拓展到信息存储、高能射线探测等应用领域。现有可见光区的长余辉材料主要分为蓝色、黄绿色和红色发光材料,其中蓝色和黄绿色材料的发光亮度和余辉时间等发光性能已达到实用的要求;但红色长余辉材料一直处于研发阶段,尚未达到实用水平。目前主要有如下几种基 质的红色长余辉材料硫化物、硫氧化物、钛酸盐、硅酸盐以及铝酸盐等。常用的制备方法有高温固相合成法、溶胶-凝胶法以及微波合成法等,其中以高温固相合成法最为常用。在硫化物体系中,CaS : Eu2+,M是目前研究最多的一种红色长余辉材料,其中Eu2+为激活剂,M为共激活剂。在CaS系列的基础上,通过改变基质组成,可获得(Ca,Sr)S、(Ca,Mg) S等体系的长余辉材料。这类材料的缺点是化学稳定性差、易潮解,现已基本被淘汰。硫氧化物体系中Y2O2S : Eu3+最先被研究,此后基质材料逐步拓展到(Y,Gd)202S、Gd202S以及La2O2S等。该材料的余辉亮度已接近实际应用的要求,但其原料的选择、硫粉的添加形式、焙烧温度以及样品的后处理等制备工艺条件仍需完善;特别是其原材料成本较高,阻碍了其进一步应用。钛酸盐体系中CaTiO3 : Pr3+红色长余辉材料是研究的热点,CaTiO3基质化学性能稳定、耐候性好、发光颜色纯正。但这一体系最大缺点是发光亮度不够,且余辉时间未达应用要求,在可见光区的激发强度也有待提高。硅酸盐体系中有CdSiO3 : Sm3+和MgSiO3Mn2+,Eu2+,Dy3+等红色长余辉材料,它们具有良好的化学稳定性和热稳定性,但缺点是余辉时间短、亮度低,不满足实用要求。铝酸盐体系中Sr3Al2O6 : Eu2+,Dy3+为红色长余辉材料,其发光亮度和余辉时间均不够,抗水性也差。总体来说,现有的红色长余辉材料各有优缺点,但均未完全达到实际应用的要求,需要进一步研究或开发新的基质材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种新的复合基质红色长余辉发光材料。本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供了前述长余辉发光材料的一种制备方法。本专利技术所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本专利技术是一种复合基质红色长余辉发光材料,其特点是该材料为粉末状,其结构式如下=SrCO3 +Sr(OH)2:Eu2+。本专利技术所述的复合基质红色长余辉发光材料的制备方法步骤如下以分析纯的碳酸锶SrCO3和氧化铕Eu2O3为制备原料,铕离子的掺杂量为碳酸锶SrCO3的O. 01mol% I. 5mol% ;原料混合均匀后置于加热炉在炭还原气氛中加热,退火温度为1100 1350°C,维持此温度3 4小时后,随炉冷却,即得。本专利技术所述的复合基质红色长余辉发光材料的制备方法技术方案中退火温度优选为 1200 1300°C。本专利技术所述的复合基质红色长余辉发光材料的制备方法技术方案中退火温度进一步优选为1250°C。本专利技术所述的复合基质红色长余辉发光材料的制备方法技术方案中铕离子的掺杂量优选为碳酸锶SrCO3的O. 05mol% O. 5mol%。本专利技术所述的复合基质红色长余辉发光材料的制备方法技术方案中加热时,优选采用大舟套小舟的方法,将混合均匀的原料放入小舟中,加盖后再在其周围放入木炭,大舟加盖后放入加热炉中进行加热。 本专利技术采用高温固相法在炭还原气氛中制备出了掺铕的碳酸锶和氢氧化锶复合基质红色长余辉材料,简记为SrCO3 +Sr(OH)2: Eu2+。该材料为粉末状,可以被可见光激发,发射中心波长为613. 5nm的红光。经试验,在15 W飞利浦节能灯下照射5分钟后,暗室中肉眼可见时间达I小时。制备时,原料可以在研磨钵中混合均匀,也可以利用磁力搅拌或球磨机进行混合。与现有技术相比,本专利技术的优点及技术效果如下 I、本专利技术方法用高温固相法制备发光粉末,该制备工艺简单,操作容易,实用性强。2、本专利技术方法所得发光粉末的激发波长为385 585nm,可以被可见光有效激发,发光粉末的中心发射波长为613. 5nm,为典型的红色长余辉材料,极具有实用价值。3、本专利技术方法所得发光粉末的余辉时间达I小时,性能较好,有进一步开发利用的价值。附图说明图I为本专利技术复合基质红色长余辉发光材料样品的XRD图谱; 图2为本专利技术复合基质红色长余辉发光材料样品的激发光谱 图3为本专利技术复合基质红色长余辉发光材料样品的发射光谱 图4为本专利技术复合基质红色长余辉发光材料样品的余辉衰减曲线图。具体实施例方式以下进一步对本专利技术技术方案进行描述,以使本领域技术人员可以进一步地理解本专利技术,而不构成对本专利技术权利的限制。实施例1,一种复合基质红色长余辉发光材料,该材料为粉末状,其结构式如下SrCO3 +Sr (OH) 2: Eu2+。其制备方法步骤如下以分析纯的碳酸锶SrCO3和氧化铕Eu2O3为制备原料,铕离子的掺杂量为碳酸锶SrCO3的O. 01mol% ;原料混合均匀后置于加热炉在炭还原气氛中加热,退火温度为1100°C,维持此温度3小时后,随炉冷却,即得。实施例2,一种复合基质红色长余辉发光材料,该材料为粉末状,其结构式如下SrCO3 +Sr (OH) 2: Eu2+。其制备方法步骤如下以分析纯的碳酸锶SrCO3和氧化铕Eu2O3为制备原料,铕离子的掺杂量为碳酸锶SrCO3的I. 5mol% ;原料混合均匀后置于加热炉在炭还原气氛中加热,退火温度为1350°C,维持此温度4小时后,随炉冷却,即得。实施例3,一种复合基质红色长余辉发光材料,该材料为粉末状,其结构式如下SrCO3 +Sr (OH) 2: Eu2+。其制备方法步骤如下以分析纯的碳酸锶SrCO3和氧化铕Eu2O3为制备原料,铕离子的掺杂量为碳酸锶SrCO3的O. 05mol% ;原料混合均匀后置于加热炉在炭还原气氛中加热;加热时,采用大舟套小舟的方法,将混合均匀的原料放入小舟中,加盖后再在其周围放入木炭,大舟加盖后放入加热炉中进行加热;退火温度为1200°C,维持此温度3小时后,随炉冷却,即得。实施例4,一种复合基质红色长余辉发光材料,该材料为粉末状,其结构式如下SrCO3 +Sr (OH) 2: Eu2+。其制备方法步骤如下以分析纯的碳酸锶SrCO3和氧化铕Eu2O3为制备原料,铕离子的掺杂量为碳酸锶SrCO3的I. Omo 1% ;原料混合均匀后置于加热炉在炭还原气氛中加热;加热时,采用大舟套小舟的方法,将混合均匀的原料放入小舟中,加盖后再在其周围放入木炭,大舟加盖后放入加热炉中进行加热;退火温度为1300°C,维持此温度3小时后,随炉冷却,即得。 实施例5,—种复合基质红色长余辉发光材料,该材料为粉末状,其结构式如下SrCO3 +Sr (OH) 2: Eu2+。其制备方法步骤如下以分析纯的碳酸锶SrCO3和氧化铕Eu2O3为制备原料,铕离子的掺杂量为碳酸锶SrCO3的O. 5mol% ;原料混合均匀后置于加热炉在炭还原气氛中加热;加热时,采用大舟套小舟的方本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种复合基质红色长余辉发光材料,其特征在于:该材料为粉末状,其结构式如下:SrCO3?+Sr(OH)2:?Eu2+。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:卢佃清徐超
申请(专利权)人:淮海工学院
类型:发明
国别省市:

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