專利名稱：：一種硅酸鹽長余輝發(fā)光材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種發(fā)光材料，特別是硅酸鹽長余輝發(fā)光材料。技術(shù)背景長余輝材料是一種新型環(huán)保節(jié)能材料，它能在吸收太陽光或燈光的能量后，將部分能量儲存起來，然后慢慢地把儲存的能量以可見光的形式釋放出來，在光源撤出后仍然可以長時(shí)間發(fā)出可見光。長余輝發(fā)光材料由于在顯示器的背光燈、標(biāo)志照明和夜光涂料等方面均有廣泛的商業(yè)用途，因而從20世紀(jì)初以來在材料組成的研究，制備工藝的研究等方面都得到了迅速的發(fā)展?，F(xiàn)有技術(shù)中的長余輝發(fā)光材料是用ZnS:Cu等硫化物作為主要母體經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)而制成的。由于硫化物熒光體存在發(fā)光時(shí)間短，亮度不佳和化學(xué)穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)。為了改變這些不足，有人曾在硫化物中添加放射性物質(zhì)來補(bǔ)償其缺點(diǎn)，但是添加放射性物質(zhì)操作時(shí)不僅對人體有害，而且會對環(huán)境造成污染。20世紀(jì)90年代以來投入了大量的人力和物力，發(fā)明了鋁酸鹽為基質(zhì)的長余輝材料，這類材料具有余輝亮度高、時(shí)間長、光穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，但其耐水性差，發(fā)光色單一，在較大的程度上限制了其應(yīng)用。1998年中國發(fā)明專利98105078.6公開了一種硅酸鹽長余輝發(fā)光材料及其制造方法，該專利公開的硅酸鹽長余輝發(fā)光材料的化學(xué)組成為aMObM，0.cSi02dR:Eux,Lny,其中M是Sr、Ca、Ba和Zn中的一種或多種元素；M'是Mg、Cd和Be中的一種或多種元素；R是B203，P20s種的一種或二種成分；其包含的主要化合物為M2MgSi207或M3MgSi208(其中M為Sr,Mg或Ba)。該材料克服了鋁酸鹽體系耐水性差，發(fā)光顏色單一的缺點(diǎn)。但M2MgSi207、M3MgSi208化合物的熔點(diǎn)較高，在制備中煅燒溫度都在1200°C以上，生產(chǎn)能耗較高。而且現(xiàn)有技術(shù)中這類發(fā)光粉存在燒結(jié)溫度高，生產(chǎn)能耗較高的不足。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供了一種硅酸鹽型的，在制備時(shí)燒結(jié)溫度較低的，可發(fā)出藍(lán)色余輝的發(fā)光材料。本發(fā)明的發(fā)光材料的化學(xué)組成為SiVx.yOMgO1.7SiCV0.1B2O3:Eu2+X，Dy3+y其中0.001^^0.01，0.002^^0.02。由其組成可見這種發(fā)光粉為非整比的硅酸鹽的長余輝藍(lán)光材料，是一種新的發(fā)光材料。本發(fā)明的硅酸鹽長余輝發(fā)光材料的制備方法，采用高溫固相法制備，即按化學(xué)組成稱取鍶的鹽或氧化物、鎂的鹽或氧化物，硼酸、硅酸、銪的氧化物，以及鏑的氧化物為原料，用無水乙醇為分散劑，將各原料研磨至微米級，再在還原條件下鍛燒后自然冷卻至室溫，再進(jìn)行粉碎、研磨。本發(fā)明制備方法的一個(gè)最佳實(shí)施例是采用鍶的碳酸鹽、鎂的硝酸鹽、硼酸、硅酸和銪的氧化物，以及鏑的氧化物為原料，用無水乙醇為分散劑，將各原料研磨至微米級，在還原條件下鍛燒后自然冷卻至室溫，再進(jìn)行粉碎、研磨。本發(fā)明的長余輝材料的熔點(diǎn)較現(xiàn)有技術(shù)低，其燒結(jié)溫度一般在1150°C，因此在制備中所需的能耗低于現(xiàn)有技術(shù)。這種材料可降低生產(chǎn)成本，并具有硅酸鹽材料的耐水性好,余輝亮度高、余輝時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)，是一種具有較大應(yīng)用前景的長余輝發(fā)光材料。附圖1為樣品SrQ.970'MgO'1.7SiCV0.1B2O3:Eu2;,Dy3+o.o2的X射線衍射圖。圖中縱坐標(biāo)為衍射強(qiáng)度，橫坐標(biāo)為20。由XRD圖譜可知，樣品與Sr2MgSi207具有相同的XRD衍射圖譜，表明其具有與Sr2MgSi207相同的晶體結(jié)構(gòu)。附圖2為樣品Sr,O.MgO'1.7SiO2.0.1B2O3:Eu^xh,Dy3+o.Q2的發(fā)射光譜圖。圖中縱坐標(biāo)為發(fā)光強(qiáng)度，橫坐標(biāo)為波長。在365nm紫外光激發(fā)下，樣品呈現(xiàn)420nm-580nm的寬帶發(fā)射光譜，峰值位于466nm處。附圖3為樣品Sr0.97O'MgO'1.7SiO2'0.1B2O3:Eu2+0.01,Dy3+0.02的雙對數(shù)余輝衰減曲線。圖中縱坐標(biāo)為相對亮度，橫坐標(biāo)為余輝時(shí)間。其測試條件為室下，用1000&±5%光源激發(fā)樣品10min，等待時(shí)間為ls。具體實(shí)施方式實(shí)施例1Sr,OMgO'1.7Si02'0.1B203:Euo.Q1長余輝發(fā)光材料原料配比如表一所示。表一Sro.99OMgO'1.7Si02'0.1B203:Eu謹(jǐn)長余輝發(fā)光粉的配比原料重量SrC030.5535克Mg(N03)2,6H200.9707克H2Si030.4912克H3B030.0468克Eu2030.0066克準(zhǔn)確稱取上述原料，以無水乙醇作為分散劑，在瑪瑙研缽中仔細(xì)研磨后，裝入小氧化鋁坩堝。用碳粉作為還原劑，將它鋪在大氧化鋁(瓷)坩堝的底部，將上述的小坩堝放入密閉的大坩堝中，在1150。C下煅燒4.5小時(shí)，自然冷卻至室溫后，取出，將生成物進(jìn)行粉碎、研磨，制得實(shí)例材料。該實(shí)例材料外觀呈淺黃綠色。用XRD測試，發(fā)現(xiàn)其具有與Sr2MgSi207相同的衍射圖譜，表明其具有與Sr2MgSi207有相同的晶體結(jié)構(gòu)。經(jīng)太陽光或紫外線照射后，在暗處呈現(xiàn)出藍(lán)色余輝發(fā)光，該材料在人眼能夠分辨的發(fā)光亮度(0.32mcd/m2)以上還能夠發(fā)光5分鐘以上。對實(shí)例材料進(jìn)行光譜測試，它的發(fā)射波長位于466nm處。實(shí)施例2Sr0.97O'MgO'1.7SiO2'0.1B2O3:Euo.o,，Dy。.o2長余輝發(fā)光材料原料配比如表二所示。表二Sr,OMgO1.7SiO2.0.1B203:Eu001，Dy0.02長余輝發(fā)光粉的配比5原料髓SrC030.5423克Mg(N03)2.6H200.9707克H2Si030.4912克H3B030.0468克E112O30.0066克Dy2030.0141克按表二準(zhǔn)確稱取上述原料，具體實(shí)施方式與實(shí)施例1相同。該實(shí)例材料外觀呈淺黃綠色。用XRD測試，發(fā)現(xiàn)其具有與Sr2MgSi207相同的衍射圖譜(附圖l)，表明其與Sr2MgSi207有相同的晶體結(jié)構(gòu)。經(jīng)太陽光或紫外線照射后，在暗處呈現(xiàn)出藍(lán)色余輝發(fā)光，該材料在人眼能夠分辨的發(fā)光亮度(0.32mcd/m2)以上還能夠發(fā)光9小時(shí)以上(附圖3)。對實(shí)例材料進(jìn)行光譜測試，它的發(fā)射波長位于466nm處(附圖2)。實(shí)施例3Sr0.985O'MgO1.7SiO2'0.1B2O3:Eu,5,Dy0.01長余輝發(fā)光材料原料配比如三所示。表三Sro.985O.MgO'1.7Si02'0.1B203:Eu,5，Dy,長余輝發(fā)光粉的配比原料重量SrC030.5423克Mg(N03)2'6H200.9707克H2Si030.5915克H3B030.0468克Eu2030細(xì)3克Dy2030.0071克按表三準(zhǔn)確稱取上述原料，具體實(shí)施方式與實(shí)施例l相同。該實(shí)例材料外觀呈淺黃綠色。用XRD測試，發(fā)現(xiàn)其具有與Sr2MgSi207相同的衍射圖譜，表明其具有與S&MgSi207有相同的晶體結(jié)構(gòu)。經(jīng)太陽光或紫外線照射后，在暗處呈現(xiàn)出藍(lán)色余輝發(fā)光，該材料在人眼能夠分辨的發(fā)光亮度(0.32mcd/m2)以上還能夠發(fā)光7小時(shí)以上。對實(shí)例材料進(jìn)行光譜測試，它的發(fā)射波長位于466nm處。實(shí)施例4Sro.9970'Mg01.7Si02'0.1B203:Euo細(xì)，Dy,2長余輝發(fā)光材料原料配比如表四所示。表四Sr,70'Mg01.7Si02'0,lB203:Euo細(xì)，Dy,2長余輝發(fā)光長余輝發(fā)光粉的配比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>按表四準(zhǔn)確稱取上述原料，具體實(shí)施方式與實(shí)施例1相同。該實(shí)例材料外觀呈淺黃綠色。用XRD測試，發(fā)現(xiàn)其具有與Sr2MgSi207相同的衍射圖譜，表明其具有與Sr2MgSi207有相同的晶體結(jié)構(gòu)。經(jīng)太陽光或紫外線照射后，在暗處呈現(xiàn)出藍(lán)色余輝發(fā)光，該材料在人眼能夠分辨的發(fā)光亮度(0.32mcd/m2)以上還能夠發(fā)光2小時(shí)以上。對實(shí)例材料進(jìn)行光譜測試，它的發(fā)射波長位于466nm處。用X-ray粉末衍射儀(XRD;ModelD/max-2400,RigakuCo.Ltd.Japan)測定樣品物相；用FLS920T型熒光光譜儀測量樣品發(fā)射光譜；用PR-305長余輝熒權(quán)利要求1.一種硅酸鹽長余輝發(fā)光材料，其特征是這種發(fā)光材料是一種非整比化合物，其化學(xué)組成是Sr1-x-yO·MgO·1.7SiO2:Eu2+x，Dy3+y，其中0.001≤x≤0.01，0.002≤y≤0.02。2.權(quán)利要求1所述的硅酸鹽長余輝發(fā)光材料的制備方法，采用高溫固相法制備，其特征是按上述化學(xué)組成稱取鍶的鹽或氧化物、鎂的鹽或氧化物，硼酸、硅酸、銪的氧化物，以及鏑的氧化物為原料，用無水乙醇為分散劑，將各原料研磨至微米級，再在還原條件下鍛燒后自然冷卻至室溫，再進(jìn)行粉碎、研磨。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅酸鹽長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征是采用鍶的碳酸鹽、鎂的硝酸鹽、硼酸、硅酸和銪的氧化物，以及鏑的氧化物為原料，用無水乙醇為分散劑，將各原料研磨至微米級，在還原條件下鍛燒反應(yīng)后自然冷卻至室溫，再進(jìn)行粉碎、研磨。全文摘要本發(fā)明涉及的一種硅酸鹽長余輝發(fā)光材料及其制備方法。本發(fā)明的發(fā)光材料的其化學(xué)組成為Sr_1-x-yO·MgO·1.7SiO₂·0.1B₂O₃:Eu²⁺_x，Dy³⁺_y，其中0.001≤x≤0.01，0.002≤y≤0.02。本發(fā)明的硅酸鹽長余輝發(fā)光材料的制備方法采用高溫固相法，即按化學(xué)組成稱取鍶和鎂的鹽或氧化物，硼酸、硅酸、銪和鏑的氧化物為原料，用無水乙醇為分散劑，將各原料研磨至微米級，在還原條件下鍛燒反應(yīng)后冷卻至室溫，再進(jìn)行粉碎、研磨。本發(fā)明的材料制備中所需的能耗低于現(xiàn)有技術(shù)，可降低生產(chǎn)成本。文檔編號C09K11/77GK101255339SQ20081009086公開日2008年9月3日申請日期2008年4月1日優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日發(fā)明者李艷琴,王育華申請人:蘭州大學(xué)