專利名稱：一種長余輝材料的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種產(chǎn)生長余輝效果的材料的方法
背景技術(shù)：
當(dāng)稀土元素Eu離子摻雜在鋁酸鍶中，照射到材料上的光將激發(fā)Eu離子的外層電 子，而作為俘獲中心的Dy離子可以通過俘獲Eu離子被激發(fā)的電子從而延緩Eu離子中電子 空穴對的復(fù)合，從而形成一種長余暉的現(xiàn)象。目前，Eu-Dy類長余暉材料存在以下不足當(dāng) 稀土元素濃度超過一定程度后，會發(fā)生簇滅現(xiàn)象，從而導(dǎo)致材料的發(fā)光性能受到局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種產(chǎn)生高性能長余輝材料的方法，使生產(chǎn)的長余輝材 料，具有更高的發(fā)光性能，且無毒無害。本發(fā)明提出的生產(chǎn)長余輝材料的方法，是基于多中心共摻雜原理實(shí)現(xiàn)的，具體步 驟如下1、選配原料根據(jù)不同的發(fā)光要求，選擇不同的原料配比，具體為高發(fā)光類型碳酸鍶，氧化鋁，氧化硼，氧化銪，氧化鏑，氧化鐿，氧化鉺按照摩爾比 40-45 40-45 5-15 1-6 1-6 0.5-4 0.5-4 的比例選配；超長余輝類型碳酸鍶，氧化鋁，氧化硼，氧化銪，氧化鏑，氧化鐿按照摩爾比 40-45 40-45 5-15 1-6 1-6 1-6 的比例選配；2、原料混合混合原料可以使用兩種方法固相反應(yīng)法和溶膠凝膠法，其中固相反應(yīng)法將顆粒狀原料直接混合研磨10-30分鐘；溶膠凝膠法將固體原料和水按照重量比3 1的比例進(jìn)行混合，攪拌10-30分鐘 (按照量多少決定)，之后利用烘干設(shè)備將所得半膠狀混合物烘干；3、煅燒將步驟2所得到的混合物放入煅燒爐中，在1200°C (如1200—1500°C )以上的溫 度下煅燒2. 5-3. 5小時(shí)，煅燒時(shí)以45—50ml/min*Kg的速度通入氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w作 為保護(hù)氣體，氫氣和氮?dú)獾捏w積比為5 95-10 90；4、冷卻在10--15ml/min*Kg的流速下，將煅燒后所得產(chǎn)物自然冷卻至600°C，然后停止通 入氫氣和氮?dú)?，繼續(xù)自然降溫至室溫。冷卻后所得固體粉末即為最后產(chǎn)物。本發(fā)明選用鋁酸鍶作為基質(zhì)，其生產(chǎn)原料為碳酸鍶和氧化鋁，將碳酸鍶，氧化鋁以 及氧化硼按照40-45 40-45 5_15的摩爾質(zhì)量比例混合(氧化硼作為催化劑，可以降低 反應(yīng)需要的溫度)；選用Eu、Dy、Er、Yb四種元素作為多中心摻雜，可以避免單中心摻雜時(shí)稀 土元素的濃度猝滅效應(yīng)，從而提高該材料的發(fā)光性能。
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本發(fā)明在1200°C以上的高溫中，將稀土元素氧化物在氫氣氮?dú)庵械臍湓剡€原， 同時(shí)碳酸鍶和氧化鋁生成鋁酸鍶晶體，從而整體形成帶有發(fā)光中心和俘獲中心的鋁酸鍶晶 體。本發(fā)明配比按照不同使用環(huán)境的需求而確定，分為高發(fā)光類型和超長余輝類型。本發(fā)明生成的長余輝材料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以經(jīng)過進(jìn)一步加工生成粉料用于二次應(yīng)用。本發(fā)明方法可用于生產(chǎn)新型高性能長余暉材料。該長余輝材料在交通，救災(zāi)，環(huán) 保，裝潢，建筑等諸多領(lǐng)域具有廣寬的應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明生產(chǎn)的長余輝材料發(fā)光性能的對比。
具體實(shí)施例方式1、原料配比高發(fā)光類型鋁酸鍶，氧化鋁，氧化硼，氧化銪，氧化鏑，氧化鐿，氧化鉺按照摩爾比 40-45 40-45 5-15 1-6 1-6 0.5-4 0.5-4 的比例配比；超長余輝類型鋁酸鍶，氧化鋁，氧化硼，氧化銪，氧化鏑，氧化鐿按照摩爾比 40-45 40-45 5-15 1-6 1-6 1-6 的比例配比；2、原料混合混合原料可以使用兩種方法，固相反應(yīng)法和溶膠凝膠法固相反應(yīng)法將顆粒狀原料直接混合研磨10-30分鐘；溶膠凝膠法將固體原料和水按照重量比3 1的比例經(jīng)行混合，攪拌10-30分鐘 (按照量決定)，之后利用烘干設(shè)備將所得半膠狀混合物烘干；3、煅燒將步驟2中所得到的混合物，放入煅燒爐中在1200°C以上的溫度下，以50ml/ min*Kg的速度通入5%氫氣和95%氮?dú)獾幕旌蠚怏w，煅燒3小時(shí)4、冷卻在10ml/min*Kg的流速下，將煅燒后所得產(chǎn)物自然冷卻至600°C，然后停止通入氫 氮?dú)?，繼續(xù)自然降溫至室溫。冷卻后所得固體粉末即為所需的最后產(chǎn)物。本發(fā)明生產(chǎn)的長余輝材料發(fā)光性能的對比見圖1所示。其中曲線a為未使用該技 術(shù)的單發(fā)光中心俘獲中心長余輝材料的發(fā)光特性曲線。曲線b分為適合超長余輝需求的改 進(jìn)配方樣品發(fā)光特性曲線，曲線c為適合高發(fā)光需求的改進(jìn)配方樣品發(fā)光特性曲線。從實(shí)驗(yàn)設(shè)施數(shù)據(jù)可以看出，改進(jìn)后的樣品發(fā)光性能和余輝時(shí)間都較原有配比所生 產(chǎn)的產(chǎn)品大幅度加強(qiáng)。
權(quán)利要求
一種生產(chǎn)長余輝材料的方法，其特征在于具體步驟如下1)選配原料根據(jù)不同的發(fā)光要求，選擇不同的原料配比高發(fā)光類型碳酸鍶，氧化鋁，氧化硼，氧化銪，氧化鏑，氧化鐿，氧化鉺按照摩爾比40-45∶40-45∶5-15∶1-6∶1-6∶0.5-4∶0.5-4的比例選配；超長余輝類型碳酸鍶，氧化鋁，氧化硼，氧化銪，氧化鏑，氧化鐿按照摩爾比40-45∶40-45∶5-15∶1-6∶1-6∶1-6的比例選配；2)原料混合混合原料使用兩種方法固相反應(yīng)法或溶膠凝膠法，其中固相反應(yīng)法將顆粒狀原料直接混合研磨10-30分鐘；溶膠凝膠法將固體原料和水按照重量比3∶1的比例進(jìn)行混合，攪拌10-30分鐘，然后利用烘干設(shè)備將所得半膠狀混合物烘干；3)煅燒將步驟2)所得到的混合物放入煅燒爐中，在1200℃以上的溫度下煅燒2.5-3.5小時(shí)，煅燒時(shí)以45--50ml/min*Kg的速度通入氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w作為保護(hù)氣體，氫氣和氮?dú)獾捏w積比為5∶95-10∶90；4)冷卻在10--15ml/min*Kg的流速下，將煅燒后所得產(chǎn)物自然冷卻至600℃，然后停止通入氫氣和氮?dú)猓^續(xù)自然降溫至室溫，冷卻后所得固體粉末即為最后產(chǎn)物。
全文摘要
本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種長余輝材料的生產(chǎn)方法。本發(fā)明通過改變摻雜配比來調(diào)制長余輝材料發(fā)光效率和發(fā)光性能。本發(fā)明選用鋁酸鍶作為基質(zhì)，其原料為碳酸鍶和氧化鋁；選用Eu、Dy、Er、Yb四種元素作為多中心摻雜，避免單中心摻雜時(shí)稀土元素的濃度猝滅效應(yīng)，從而提高該材料的發(fā)光性能。本發(fā)明按照不同使用環(huán)境需求選定不同組分，得到高發(fā)光類型和超長余輝類型兩種產(chǎn)品。本發(fā)明生成的長余輝材料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以經(jīng)過進(jìn)一步加工生成粉料用于二次應(yīng)用。該長余輝材料在交通，救災(zāi)，環(huán)保，裝潢，建筑等諸多領(lǐng)域具有廣寬的應(yīng)用前景。
文檔編號C09K11/80GK101831297SQ20101018630
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者朱江, 郝洪辰, 陸明, 陳斌 申請人:復(fù)旦大學(xué)