專利名稱：一種高亮度長(zhǎng)余輝發(fā)光材料組合物及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高亮度發(fā)光材料的組合物及其制備工藝，具體說(shuō)是涉及銪EU2O3稀土離子激活，鏑Dy2O3及釓Gd2O3釹Nd2O3作為敏化劑堿土鋁酸鹽長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的組合物及制備工藝。
長(zhǎng)余輝發(fā)光材料是經(jīng)太陽(yáng)光，燈光或其它光源照射后，具有蓄能性能，在夜晚或黑暗處能夠長(zhǎng)時(shí)間發(fā)光，一般有效光可達(dá)6小時(shí)以上，可以循環(huán)重復(fù)蓄光和發(fā)光的材料“有效余輝”的概念，文獻(xiàn)中多指在特定條件下，熒光標(biāo)志清晰可見的時(shí)間僅舉例以示說(shuō)明。對(duì)于航空儀表，有些文獻(xiàn)采用如下定義方法，將熒光粉涂成6號(hào)字體，經(jīng)紫外線激發(fā)一次(10)分鐘關(guān)閉燈后，在0.6米的距離清晰可見的時(shí)間，稱為“有效余輝”時(shí)間。
已有的無(wú)機(jī)發(fā)光材料多為硫化物型化合物，例如Zns Cu(發(fā)綠光)或者ZnCdsCu(發(fā)黃光)這種硫化物發(fā)光材料余輝時(shí)間短30分鐘1小時(shí)，且性能不穩(wěn)定，耐日光性差，使用壽命短，而且制備工藝要求高，生產(chǎn)成本高，由于上述弊端，使其應(yīng)用區(qū)域受到限制。
二十世紀(jì)九十年代，人們研制開發(fā)了一種鋁酸鹽長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，關(guān)于銪激活的金屬鋁酸鹽發(fā)光材料已有一些報(bào)道和專利文獻(xiàn)，一般制備方法是以鋁鍶銪的氧化物或者在加熱后能相應(yīng)產(chǎn)生上述氧化物的鹽類為原料如氫氧化物、碳酸鹽等。再將這些化合物發(fā)光材料化學(xué)組成中各原素組分的配比范圍稱量研磨成細(xì)粉，均勻混合，在1300度-1500度高溫中灼燒在N2+H2的氣氧中還原即得。這種銪激活的堿土金屬鋁酸鹽長(zhǎng)余輝發(fā)光材料結(jié)晶體具有較高的亮度和余輝時(shí)間，但是由于燒結(jié)溫度過(guò)高，或者是加入過(guò)量硼酸降低了燒結(jié)溫度，但發(fā)光材料結(jié)晶體硬度在莫氏6-7級(jí)，相當(dāng)于寶石；這種燒結(jié)塊難于破碎，即便破碎磨細(xì)后，也導(dǎo)致粉體亮度降低較大。同時(shí)，由于采用的是N2+H2混合氣，使生產(chǎn)時(shí)操作的安全性不好，設(shè)備難度增大，又由于燒結(jié)溫度過(guò)高對(duì)加熱體的要求也更高，生產(chǎn)費(fèi)用增加，制作成本較高，已不能滿足實(shí)際需要。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足改進(jìn)工藝，在稀土的配比上重新組合，降低成本，提供一種更高亮度超長(zhǎng)余輝發(fā)光材料組合物。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制備方法簡(jiǎn)便，操作性安全可靠，成本低的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的化學(xué)組成式為MO、Al2O3EU、N、L其中M為Sr或Ca，Mg的一種或多種，N為Dy，Nd、Gd一種或多種，L為氯化銨，氯化鍶。
本發(fā)明的制備工藝采取以下方法原料采用相應(yīng)的氧化物或是在高溫下轉(zhuǎn)成為氧化物的化合物，即Al2O3、SrCO3、MgCO3BaCO3，Srcl和氯化銨。稀土氧化物為EU2O3、Dy2O3、Gd2O3其用量是按照化學(xué)組成式中各原素組分配的比確定上述氧化物或化合物的使用量，其制作步驟為將稀土氧化物EU2O3、Dy2O3、Gd2O3按份數(shù)比稱量放入容器內(nèi)研磨20-30分鐘后與Al2O3、SrCO3、MgCO3混合加適量硼酸1-5％以求降低燒結(jié)溫度，然后將氧化鍶，氯化銨加去離子水溶解后倒入上述混合物中攪拌成糊狀，放入烘干箱內(nèi)120度烘干20分鐘取出，將混料裝入剛玉坩堝內(nèi)入高溫爐內(nèi)用碳粒(AR)造成還原氣氛在1250℃保溫3-5小時(shí)此后自然降溫400℃取出，即得發(fā)光材料結(jié)晶體，該結(jié)晶體膨松易粉碎研磨，由于采用碳粒氣氛燒結(jié)、燒結(jié)和還原在同一工序中完成，且操作安全，成本低，由本發(fā)明的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料制造工藝具有很高的亮度性和長(zhǎng)余輝性，中國(guó)計(jì)量科學(xué)院測(cè)試，用D65光源，光照度為10001X，激發(fā)10分鐘，初始亮度5s時(shí)可達(dá)13900(mcd/m2)10小時(shí)為9.6(mcd/m2)以現(xiàn)有的鋁酸鹽發(fā)光材料對(duì)比，見其亮度高出50％，在自然光或燈光照射后，可在黑暗處持續(xù)發(fā)光12小時(shí)以上。
該長(zhǎng)余輝發(fā)光材料可摻入樹脂，油漆、油墨和塑料中直接涂覆形成的裝飾物或標(biāo)志類上，經(jīng)自然光或燈光照射成為發(fā)光顯示體。如鐘表，按扭、交通指示牌、門牌、電源開關(guān)、工藝品，消防緊急逃生系統(tǒng)辯識(shí)等。
以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1.取Al2O385g、SrCO398g、CaCO38.5g、EU2O32.5g、Dy2O34.8g、Gd2O31.2g、H3BO322g、Srcl13g，氯化銨16g按稱量將EU2O3、Dy2O3Gd2O3放入研缽內(nèi)研磨20分鐘，再將Al2O3、SrCO3、CaCO3研磨混合，然后將已研磨的稀土氧化物與鋁、鍶、鈣的化合物混合，混磨時(shí)間為1小時(shí)，取氯化鍶13g，氯化銨16g，用50ML去離子水溶解，然后倒入上述混合料中攪拌成糊狀，置入烘干箱內(nèi)120℃烘干，將上述混合物的原料放入剛玉坩堝內(nèi)埋入炭粒，使原料不與空氣中的氧氣接觸，從而造成一種還原氣氛，將裝好原料坩堝放入高溫爐內(nèi)1250℃灼燒3-5小時(shí)，自然降溫400℃以下取出即成黃綠色發(fā)光材料膨松結(jié)晶體，按所需細(xì)度研磨篩分一股為200目，其初始亮度可達(dá)13900(mcd/m2)有效發(fā)光時(shí)間可達(dá)12小時(shí)以上。
實(shí)施例2取Al2O365g、SrCO396g、MgCO315g、BaCO325g、研磨混合，1小時(shí)置入高溫爐內(nèi)1200℃灼燒1.5-2小時(shí)后取出研細(xì)，稱EU2O32.2g、Dy2O33.6g、Nd2O3、3.6g，研磨20分鐘摻入上述混合物中，混磨3小時(shí)以上取出，將氯化銨15g用48mL去離子水溶解，與上述原料混合攪拌成糊狀放入烘干箱內(nèi)120℃烘干20分鐘取出放入剛玉坩堝內(nèi)埋入炭粒在1200-1250℃，高溫爐中灼燒3-5小時(shí)，自然降溫400℃以下，將坩堝從爐中取出冷卻后用200目篩網(wǎng)篩選粒度即得到顏色為藍(lán)色高亮度長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，初始亮度可達(dá)到6500(mcd/m2)有效余輝光可達(dá)20小時(shí)以上。
權(quán)利要求
1.一種高亮度長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，組合物其特征在于化學(xué)表示式為MO、Al2O3EU、N、L。其中M為SrC、CaO、BaO、MgO的一種或多種N為Dy.Nd.Gd一種或多種，C為氯化銨、氯化鍶。
2.由權(quán)利要求1所述，其組合物比為Al2O385g、SrCO398g、CaCO38.5g、EU2O32.5g、Dy2O34.8g、Gd2O31.2g、H3BO322g、Srcl13g，氯化銨16g，其組合物配比為黃綠色光。
3.由權(quán)利要求1所述，其組合物為Al2O365g、SrCO396g、MgCO315g、BaCO325g，氯化銨15g，其組合物配比為藍(lán)光。
4.一種基于權(quán)利要求1、2、3所述的高亮度長(zhǎng)余輝發(fā)光材料組合物的制備工藝。其特征在于包括以下步驟(1)、稀土激活劑Eu敏化劑為Dy.Nd.ad放入研缽內(nèi)研磨20分鐘，放入Al、Ca、Mg、Ba的化合物中混合1-2小時(shí)。(2)將氯化鍶、氯化銨用去離子水溶解，己步驟(1)混合好的物料攪拌成糊狀放入烘干箱內(nèi)120℃烘干20分鐘，取出。(3)將烘干好的粉料，裝入剛玉坩堝內(nèi)埋入炭粒在還原氣氛中1250溫度灼燒3-5小時(shí)。取出即得高亮度長(zhǎng)余輝發(fā)光材料結(jié)晶體，該結(jié)晶體膨松，易粉碎研磨。按所需細(xì)度，篩分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高亮度發(fā)光材料組合物及其制備工藝，該材料的化學(xué)表示式為MO、Al
文檔編號(hào)C09K11/77GK1451713SQ0211723
公開日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2002年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月18日
發(fā)明者章永來(lái), 陳益中 申請(qǐng)人:章永來(lái), 陳益中