專利名稱：橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高亮度高單色性橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，本發(fā)明還涉及上述發(fā)光材料的制備方法。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)余輝發(fā)光材料是一種光致儲(chǔ)能材料，具有節(jié)能、可循環(huán)使用等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于應(yīng)急指示、弱光照明、工藝美術(shù)和建筑裝潢、高能射線探測(cè)、信息存儲(chǔ)和顯示設(shè)備、激光設(shè)備等領(lǐng)域?，F(xiàn)有的可見光區(qū)的長(zhǎng)余輝材料主要分為紅色系、黃綠色系和藍(lán)色系，其中黃綠色和藍(lán)色長(zhǎng)余輝材料的發(fā)光性能已經(jīng)達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的需要并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，這些材料主要是稀土元素?fù)诫s的鋁酸鹽和硅酸鹽。而紅色長(zhǎng)余輝材料的研發(fā)卻進(jìn)展相對(duì)緩慢，目前商用的紅色系長(zhǎng)余輝材料多為硫化物體系，這一體系的發(fā)光材料雖然發(fā)光亮度和余輝長(zhǎng)度可勉強(qiáng)達(dá)到使用要求，但其化學(xué)穩(wěn)定性差，在空氣中易潮解，并且生產(chǎn)過程復(fù)雜，合成過程中產(chǎn)生的廢棄物對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。中國(guó)發(fā)明專利200410017538. X公開了《La202S紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料及其制備方法》這項(xiàng)專利申請(qǐng)。該專利技術(shù)闡述的發(fā)光材料是以La2O3為基質(zhì)，La2O3和S為基質(zhì)原料， Eu3+為激活劑，Mg2+、Zr4+、Ti4+、Nb5+為共激活劑，碳酸鈉和碳酸鋰為助熔劑。其制備方法必須在還原環(huán)境下完成，而且制備過程復(fù)雜耗時(shí)。按照專利制備的材料被激發(fā)后，肉眼可觀測(cè)到紅色或橙紅色。盡管這種材料的長(zhǎng)余輝特性較好，但產(chǎn)品和制備方法卻存在顯而易見的不足，比如提供還原性環(huán)境勢(shì)必使制備此種材料的成本較高，硫原料勢(shì)必造成環(huán)境污染，共摻多種昂貴材料勢(shì)必抬高產(chǎn)品的價(jià)格。因此，尋找和合成性質(zhì)穩(wěn)定、余輝性能佳、成本低、環(huán)境友好的紅色系長(zhǎng)余輝發(fā)光材料、尤其是橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的研究一直是一個(gè)熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，解決了以往的上述多種問題，實(shí)現(xiàn)下面的目的。 即，本發(fā)明的目的在于提供一種高亮度、高單色性、化學(xué)穩(wěn)定性好且余輝時(shí)間長(zhǎng)的橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，以及提供對(duì)環(huán)境友好、制備過程簡(jiǎn)單的橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的制備方法。作為用于解決上述課題的手段，如下所示。即，本發(fā)明提供一種橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，其特征化學(xué)式為BaZr03:Eux，TIy，式中， O. 005 ^ X ^ O. 045，O < y ^ O. 05，其中，x，y為相應(yīng)摻雜離子相對(duì)于BaZrO3的摩爾比系數(shù)。上式中，優(yōu)選X為O. 025±0. 005 ;y優(yōu)選O. 005以上，更優(yōu)選O. 015±0. 002，y的上
限優(yōu)選O. 045。本發(fā)明的橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料以BaZrO3為基質(zhì)，Eu3+為激活劑，適量摻雜TiO2。 從而比不摻雜TiO2的情況相比，其發(fā)光亮度高、單色性好、余輝時(shí)間長(zhǎng)。上述的橙紅色發(fā)光材料的發(fā)光亮度是BaZrO3 = Eu的5 9倍，發(fā)射光的單色性比 BaZrO3IEu好，余輝時(shí)間通常為250 460秒，優(yōu)選400 460秒。本發(fā)明還提供一種橙紅色發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟(I)按元素化學(xué)計(jì)量比稱取相應(yīng)元素的氧化物/碳酸鹽原料，(2)在稱好的原料中加入分散劑，分散劑優(yōu)選無(wú)水乙醇，而后進(jìn)行研磨，(3)將研磨后混合均勻的原料干燥，(4)對(duì)干燥的原料進(jìn)行預(yù)燒，(5)取出預(yù)燒后的樣品，研磨后煅燒，以得到所述橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料。另外，優(yōu)選步驟⑴中所用原料Ba采用的是其碳酸鹽，Zr、Eu和Ti分別采用的是它們的氧化物。步驟(2)中研磨的優(yōu)選時(shí)間是20 40h，更優(yōu)選24h。所述研磨優(yōu)選為球磨。步驟(4)中，優(yōu)選干燥后的原料放在坩堝中，在700 900°C的大氣環(huán)境下預(yù)燒 3 8h，隨爐自然冷卻到室溫。更優(yōu)選的是在850°C的大氣環(huán)境下預(yù)燒4h.步驟(5)中，優(yōu)選將預(yù)燒并研磨后的樣品裝入坩堝，在空氣氛圍中升溫至1250 1550°C，煅燒4 8h，隨爐自然冷卻到室溫。更優(yōu)選的是在空氣氛圍中升溫至1400°C，煅燒 5h，隨爐自然冷卻到室溫。本發(fā)明優(yōu)選的制備方法中采用預(yù)燒和煅燒兩個(gè)階段，干燥后的原料放在坩堝中， 在700 900°C的空氣環(huán)境下預(yù)燒3 8h。預(yù)燒研磨后的樣品裝入坩堝，在空氣氛圍中升溫至1250 1550°C，煅燒4 8h，隨爐自然冷卻到室溫。采用這種方法有助于提高材料的結(jié)晶度和純度。另外，本發(fā)明制備方法中還可以在預(yù)燒前研磨時(shí)在原料中加入相對(duì)于基質(zhì)材料 BaZrO3摩爾比系數(shù)為O. 05 O. 15的硼氧化物(B2O3)或其酸(H3BO3)做為助熔劑。優(yōu)選硼氧化物或其酸相對(duì)于基質(zhì)材料BaZrO3摩爾比系數(shù)為O. 10 ± O. 02。助熔劑硼氧化物(B2O3)或其酸(H3BO3)的加入降低了晶相成核反應(yīng)溫度和晶粒生長(zhǎng)反應(yīng)能壘，從而加快界面反應(yīng)速度，而且助熔劑硼氧化物(B2O3)或其酸(H3BO3)加入極有可能增加了電子缺陷陷阱能級(jí)的深度和密度，所以助熔劑的加入不僅有助于燒結(jié)而且可以提高材料的發(fā)光性能。本發(fā)明還提供一種摻有助熔劑(硼酸或者硼的氧化物)的BaZr03:Eux，Tiy，式中 O. 015 ^ X ^ O. 045，O < y ^ O. 05，其中，x，y為相應(yīng)摻雜離子相對(duì)于BaZrO3的摩爾比系數(shù)。上述摻有助熔劑(硼酸或者硼的氧化物)的BaZrO3:Eux，Tiy發(fā)光材料的起始發(fā)光亮度是BaZrO3 = Eu的9 11倍，余輝時(shí)間為300 630秒，優(yōu)選500 630秒，更優(yōu)選600
秒左右。另外，與不摻雜助熔劑的所述BaZrO3:Eux，Tiy以及BaZrO3 = Eu相比，摻有助熔劑的 BaZrO3IEux, Tiy發(fā)光材料的發(fā)射光的單色性好，起始發(fā)光亮度高。本發(fā)明橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料采用高溫固相法合成，發(fā)射主峰位于594nm附近， 亮度高，余輝時(shí)間較長(zhǎng)，且具有更好的單色性，助熔劑H3BO3 (或者B2O3)的加入讓本發(fā)明材料具有更高的起始亮度。本發(fā)明橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的基質(zhì)材料選用的是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫、高純相的BaZrO3,此基質(zhì)與Eu和Ti離子之間有很高的能量傳遞效率。所采用的共摻離子Eu和 Ti之間也有很高的能量傳遞效率。以上因素都有利于激發(fā)發(fā)光，使共摻后的發(fā)光材料可以發(fā)出亮度高，單色性好，余輝時(shí)間明顯延長(zhǎng)的橙紅色光。本發(fā)明橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料不含放射性元素，對(duì)環(huán)境幾乎沒有污染。且本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，不需要保護(hù)氣氛，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料在一些顯示設(shè)備和激光設(shè)備等領(lǐng)域有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。還可適當(dāng)共摻雜硼氧化物(B2O3)或其酸(H3BO3)做為助熔劑來進(jìn)一步提高該材料的起始發(fā)光亮度。


圖I是本發(fā)明的長(zhǎng)余輝發(fā)光粉的XRD圖譜。(a) =BaZrO3:Eu0.025 ； (b) =BaZrO3:Eu0.025, Tia 005 ;(c) =BaZrO3:Eu0.025, Tia015 ;(d) BaZrO3: Eua 025, Ti0.045 ；(f) =BaZrO3: Eu0.025, Tia015 ;其中(a)、(b)、(c)和(d)四個(gè)樣的煅燒溫度都是1400°C，(f)樣品的煅燒溫度是1550°C .圖2是本發(fā)明的長(zhǎng)余輝發(fā)光粉(煅燒溫度均為1400°C )的發(fā)射光譜。(a) =BaZrO3:Eu0.025 ； (b) =BaZrO3:Eu0.025, Tia 005 ;(c) =BaZrO3:Eu0.025, Tia015 ;(d) BaZrO3: Eu0.025，Ti0.045·圖3是本發(fā)明不同煅燒溫度下制的長(zhǎng)余輝發(fā)光粉(BaZrO3:Euatl25, Ti0.005)的發(fā)射光譜。(a):煅燒溫度為14000C ；(f):煅燒溫度是15500C ·圖4是本發(fā)明的長(zhǎng)余輝發(fā)光粉的典型余輝衰減曲線。其中(a) BaZr03:Eu0 025 ； (b) BaZr03:Eu0 025, Tia015 ；圖5是本發(fā)明的長(zhǎng)余輝發(fā)光粉的XRD圖譜。其中(a) =BaZrO3: Eu0.025 ； (b) BaZrO3IEu0 025, Tia015 ； (c):制備中添加 H3BO3 為助熔劑的 BaZrO3:Eu0 025, Ti0 0150圖6是本發(fā)明的長(zhǎng)余輝發(fā)光粉的發(fā)射光譜。其中(a) =BaZrO3:EuaC125 ;(b) BaZrO3IEu0 025, Tia015 ； (c):制備中添加了 H3BO3 為助熔劑的 BaZrO3:Eu0 025, Ti0 0150圖7是本發(fā)明的長(zhǎng)余輝發(fā)光粉的余輝衰減曲線。其中(a) BaZr03:Eu0 025 ； (b) BaZr03:Eu0 025, Tia015 ； (c):制備中添加了 H3BO3 為助熔劑的 BaZrO3: Eu0.025，Ti0.015。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例比較例I.原料為BaC03(市售、分析純)、ZrO2(市售、分析純)及Eu203(市售、 99. 99wt% )它們之間的摩爾比相應(yīng)為0. 04 O. 04 0.0125。將按化學(xué)計(jì)量比稱量好的原料置于球磨瓶中，加入適量無(wú)水乙醇，在球磨機(jī)上充分研磨24個(gè)小時(shí)以上；將球磨好的原料放在烘箱中干燥后，在瑪瑙研缽中研磨，然后將原料置于電阻爐中預(yù)燒，空氣氛圍中 850°C保溫4h，隨爐冷卻至室溫；預(yù)燒后的樣品再在瑪瑙研缽中研磨，而后把樣品裝入坩堝中，置于高溫爐中煅燒，空氣氛圍中1400°C保溫5h，隨爐冷卻至室溫；研磨后即可得到白色粉末產(chǎn)品BaZrO3: Eutl. m。經(jīng)過X射線鑒定，如圖I和圖5中的(a)所示，所得樣品的衍射峰數(shù)據(jù)與BaZrOJ^ JCPDS標(biāo)準(zhǔn)卡(06-399)的衍射數(shù)據(jù)一致。說明所得樣品是BaZrO3純相，晶體結(jié)構(gòu)與BaZrO3相同，屬于立方相。所得樣品在260nm光激發(fā)后發(fā)出橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光，發(fā)射光譜，如圖2中(a)表明發(fā)射光譜有兩個(gè)強(qiáng)度相當(dāng)?shù)姆逯?，分別在在574η附近和5594nm附近。此樣品發(fā)光亮度弱，并且主峰值與其它峰值大小的差別不大，即樣品的單色性不好。 該發(fā)光材料的余輝衰減曲線如圖4中的(a)，可以看出該樣品的余輝時(shí)間較短實(shí)施例I.原料為BaCO3 (市售、分析純)、ZrO2 (市售、分析純)、 Eu2O3 (市售、99. 99wt % )及TiO2 (市售、99. 99wt % )它們之間的摩爾比相應(yīng)為 O. 04 O. 04 0.0125 O. 005。采用比較例I相同的制備方法和制備流程，最終可得到白色粉末產(chǎn)品BaZrO3:Eua如圖I中(b)所示，所得樣品的衍射峰數(shù)據(jù)與BaZrO3的 JCPDS標(biāo)準(zhǔn)卡(06-399)的衍射數(shù)據(jù)一致。所得樣品在260nm光激發(fā)后發(fā)出肉眼可見的橙紅色長(zhǎng)余輝，發(fā)射光譜，如圖2中的(b)，可以看出該材料的發(fā)射光譜的主峰值在594nm附近， 亮度得到了大幅度提高，此主峰的峰值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他峰，即Ti的共摻提高了發(fā)光材料的單色性，與BaZrO3 = Eu發(fā)光材料相比，此實(shí)施例所得的發(fā)光材料亮度高、單色性好、余輝時(shí)間明顯延長(zhǎng)且余輝衰減呈指數(shù)規(guī)律。實(shí)施例2.原料為BaCO3 (市售、分析純)、ZrO2 (市售、分析純)、 Eu2O3 (市售、99. 99wt % )及TiO2 (市售、99. 99wt % )它們之間的摩爾比相應(yīng)為 O. 04 O. 04 0.0125 0.015。采用比較例I相同的制備方法和制備流程，最終可得到白色粉末產(chǎn)品BaZrO3:Eua 025, Ti0.015。如圖I中(c)和圖4中(b)所示，所得樣品的衍射峰數(shù)據(jù)與BaZrOJ^ JCPDS標(biāo)準(zhǔn)卡(06-399)的衍射數(shù)據(jù)一致。說明所得樣品是BaZrO3純相， 晶體結(jié)構(gòu)與BaZrO3相同，屬于立方相。所得樣品在260nm光激發(fā)后發(fā)出肉眼可見的橙紅色長(zhǎng)余輝，發(fā)射光譜，如圖2中的(C)，可以看出該材料的發(fā)射光譜的主峰值在594nm附近。此發(fā)光材料亮度高并且單色性好。該發(fā)光材料的余輝衰減曲線如圖3中的(b)，通過此圖可以看出余輝時(shí)間明顯延長(zhǎng)且余輝衰減呈指數(shù)規(guī)律。實(shí)施例3.原料為BaCO3 (市售、分析純)、ZrO2 (市售、分析純)、 Eu2O3 (市售、99. 99wt % )及TiO2 (市售、99. 99wt % )它們之間的摩爾比相應(yīng)為 O. 04 O. 04 0.0125 O. 045。采用比較例I相同的制備方法和制備流程，最終可得到白色粉末產(chǎn)品BaZrO3:EuaCl25Jiatl4P如圖I中(d)所示，所得樣品的衍射峰數(shù)據(jù)與BaZrO3的 JCPDS標(biāo)準(zhǔn)卡(06-399)的衍射數(shù)據(jù)一致。說明所得樣品是BaZrO3純相，晶體結(jié)構(gòu)與BaZrO3 相同，屬于立方相。所得樣品在260nm光激發(fā)后發(fā)出肉眼可見的橙紅色長(zhǎng)余輝，發(fā)射光譜， 如圖2中的(d)，可以看出該材料的發(fā)射光譜的主峰值在594nm附近。此發(fā)光材料亮度高并且單色性好。該發(fā)光材料的余輝時(shí)間較長(zhǎng)且余輝衰減呈指數(shù)規(guī)律。實(shí)施例4.原料為BaCO3 (市售、分析純)、ZrO2 (市售、分析純)、 Eu2O3 (市售、99. 99wt % )及TiO2 (市售、99. 99wt % )它們之間的摩爾比相應(yīng)為 O. 04 0.04 0.0125 0.015。采用實(shí)施例I相同的制備方法和制備流程，但煅燒溫度更改為1550°C，其他參數(shù)不變，最終可得到白色粉末產(chǎn)品BaZrO3:Eua(l25，Tia(ll5。如圖I中 (f)所示，所得樣品的衍射峰數(shù)據(jù)與BaZrOJ^ JCPDS標(biāo)準(zhǔn)卡(06-399)的衍射數(shù)據(jù)一致。說明所得樣品是BaZrO3純相，晶體結(jié)構(gòu)與BaZrO3相同，屬于立方相。所得樣品在260nm光激發(fā)后發(fā)出肉眼可見的橙紅色長(zhǎng)余輝，發(fā)射光譜，如圖3中的(f)，可以看出該材料的發(fā)射光譜的主峰值在594nm附近。此發(fā)光材料亮度高并且單色性好。該發(fā)光材料的余輝時(shí)間較長(zhǎng)且余輝衰減呈指數(shù)規(guī)律。實(shí)施例5.原料為BaCO3(市售、分析純)、ZrO2(市售、分析純)、Eu203(市售、 99. 99wt% )、TiO2 (市售、99. 99wt% )及H3BO3 (市售、分析純)它們之間的摩爾比相應(yīng)為O. 04 O. 04 0.0125 0.015 0.05。采用比較例I相同的制備方法和制備流程，最終可得到摻有助熔劑的白色粉末產(chǎn)品BaZrO3 = Euaci25JiacilP所得樣品的衍射峰數(shù)據(jù)與BaZrO3 的JCPDS標(biāo)準(zhǔn)卡(06-399)的衍射數(shù)據(jù)一致。所得樣品在260nm光激發(fā)后發(fā)出肉眼可見的橙紅色長(zhǎng)余輝，該材料的發(fā)射光譜的主峰值在594nm附近，與不加入H3BO3做助熔劑得樣品相比起始亮度得到了很大的提高、而且單色性好、余輝時(shí)間長(zhǎng)、余輝衰減呈指數(shù)規(guī)律。實(shí)施例6.原料為BaCO3(市售、分析純)、ZrO2(市售、分析純)、Eu203(市售、 99. 99wt% )、TiO2 (市售、99. 99wt% )及H3BO3 (市售、分析純)它們之間的摩爾比相應(yīng)為 O. 04 O. 04 0.0125 0.015 0.10。采用比較例I相同的制備方法和制備流程，最終可得到摻有助熔劑的白色粉末產(chǎn)品BaZrO3 = Euatl25, Ti0.015。如圖5中(c)所示，所得樣品的衍射峰數(shù)據(jù)與BaZrOJ^ JCPDS標(biāo)準(zhǔn)卡(06-399)的衍射數(shù)據(jù)一致。說明所得樣品是BaZrO3 純相，晶體結(jié)構(gòu)與BaZrO3相同，屬于立方相。所得樣品在260nm光激發(fā)后發(fā)出肉眼可見的橙紅色長(zhǎng)余輝，發(fā)射光譜，如圖6中(c)表明發(fā)射光譜的峰值在594nm附近。此發(fā)光材料起始亮度高、單色性好、余輝時(shí)間長(zhǎng)且余輝衰減呈指數(shù)規(guī)律。是優(yōu)選的配比方案。該發(fā)光材料的余輝衰減曲線如圖7中的(c)。實(shí)施例7，原料為BaCO3 (市售、分析純)、ZrO2 (市售、分析純)、Eu2O3 (市售、 99. 99wt% )、TiO2 (市售、99. 99wt% )及H3BO3 (市售、分析純)它們之間的摩爾比相應(yīng)為 O. 04 O. 04 0.0125 0.015 0.15。采用比較例I相同的制備方法和制備流程，最終可得到摻有助熔劑的白色粉末產(chǎn)品BaZrO3 = Euaci25JiacilP所得樣品的衍射峰數(shù)據(jù)與BaZrO3 的JCPDS標(biāo)準(zhǔn)卡(06-399)的衍射數(shù)據(jù)一致。所得樣品在260nm光激發(fā)后發(fā)出肉眼可見的橙紅色長(zhǎng)余輝，該材料的發(fā)射光譜的主峰值在594nm附近，起始亮度高、單色性好、余輝時(shí)間長(zhǎng)且余輝衰減呈指數(shù)規(guī)律。實(shí)施例8，原料為BaCO3 (市售、分析純)、ZrO2 (市售、分析純)、Eu2O3 (市售、 99. 99wt% )、TiO2 (市售、99. 99wt% )及H3BO3 (市售、分析純)它們之間的摩爾比相應(yīng)為 O. 04 0.04 0.0125 0.015 0.10。采用比較例I相同的制備方法和制備流程，但煅燒溫度調(diào)整為1250°C .最終可得到摻有助熔劑的白色粉末產(chǎn)品BaZrO3 = Euatl25, Tiatll5t5所得樣品的衍射峰數(shù)據(jù)與BaZrOJ^ JCPDS標(biāo)準(zhǔn)卡(06-399)的衍射數(shù)據(jù)一致。說明所得樣品是 BaZrO3純相，晶體結(jié)構(gòu)與BaZrO3相同，屬于立方相。所得樣品在260nm光激發(fā)后發(fā)出肉眼可見的橙紅色長(zhǎng)余輝，發(fā)射光譜，發(fā)射光譜的峰值在594nm附近。此發(fā)光材料起始亮度高、 單色性好、余輝時(shí)間長(zhǎng)且余輝衰減呈指數(shù)規(guī)律。實(shí)施例9，原料為BaCO3 (市售、分析純)、ZrO2 (市售、分析純)、Eu2O3 (市售、 99. 99wt% )、TiO2 (市售、99. 99wt% )及H3BO3 (市售、分析純)它們之間的摩爾比相應(yīng)為 O. 04 0.04 0.0125 0.015 0.10。采用比較例I相同的制備方法和制備流程，但煅燒溫度調(diào)整為1550°C。最終可得到摻有助熔劑的白色粉末產(chǎn)品BaZrO3 = Euatl25,Tiatll5t5所得樣品的衍射峰數(shù)據(jù)與BaZrOJ^ JCPDS標(biāo)準(zhǔn)卡(06-399)的衍射數(shù)據(jù)基本一致。所得樣品在 260nm光激發(fā)后發(fā)出肉眼可見的橙紅色長(zhǎng)余輝，發(fā)射光譜，發(fā)射光譜的峰值在594nm附近。 此發(fā)光材料起始亮度高、單色性好、余輝時(shí)間長(zhǎng)且余輝衰減呈指數(shù)規(guī)律。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的基質(zhì)材料選用的是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫、高純相的BaZrO3,此基質(zhì)與Eu和Ti離子之間有很高的能量傳遞效率。所采用的共摻離子Eu和Ti之間也有很高的能量傳遞效率。以上因素都有利于激發(fā)發(fā)光，使共摻后的發(fā)光材料可以發(fā)出亮度高，單色性好，余輝時(shí)間明顯延長(zhǎng)的橙紅色光。本發(fā)明橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料不含放射性元素，對(duì)環(huán)境幾乎沒有污染。且本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，不需要保護(hù)氣氛，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料在一些顯示設(shè)備和激光設(shè)備等領(lǐng)域有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。還可在制備過程中適當(dāng)摻入硼氧化物(B2O3)或其酸(H3BO3)做為助熔劑來進(jìn)一步提高該材料的起始發(fā)光亮度。
權(quán)利要求
1.一種橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，其化學(xué)特征式為BaZr03:Eux，Tiy,式中 O. 015 ^ X ^ O. 045，O < y ^ O. 05，其中，x，y為相應(yīng)摻雜離子相對(duì)于BaZrO3的摩爾比系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，其特征在于，所述發(fā)光材料的發(fā)光亮度是BaZrO3 = Eu的5 9倍，余輝時(shí)間為250 460秒，優(yōu)選400 460秒；發(fā)射光的單色性比BaZrO3: Eu高。
3.權(quán)利要求I或2所述的橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)按元素化學(xué)計(jì)量比稱取相應(yīng)元素的氧化物或碳酸鹽原料，(2)在稱好的原料中加入分散劑，分散劑優(yōu)選無(wú)水乙醇，而后進(jìn)行研磨，(3)將研磨后混合均勻的原料干燥，(4)對(duì)干燥的原料進(jìn)行預(yù)燒，(5)取出預(yù)燒后的樣品，研磨后煅燒，以得到所述橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，研磨時(shí)間為20 40h。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述研磨為球磨。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，在步驟(4)中，將干燥后的原料放在坩堝中，在700 900°C的大氣環(huán)境下預(yù)燒3 8h。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，在步驟(5)中，將預(yù)燒并研磨后的樣品裝入坩堝，在空氣氛圍中升溫至1250 1550°C，煅燒4 8h。
8.根據(jù)權(quán)利要求3 7中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，研磨時(shí)在原料中加入相對(duì)于基質(zhì)材料BaZrO3摩爾比系數(shù)為O. 05 O. 15的硼氧化物(B2O3)或其酸(H3BO3)做為助熔劑，以提高所述材料的起始發(fā)光亮度。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法制備的橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，其特征在于，所述發(fā)光材料的起始發(fā)光亮度是BaZrO3:Eu的9 11倍，余輝時(shí)間為300 630秒，優(yōu)選500 630秒，更優(yōu)選 600秒左右；發(fā)射光的單色性比BaZrO3 = Eu高，起始發(fā)光亮度比制備中不摻雜助熔劑的所述 BaZrO3:Eux, Tiy 和 BaZrO3 = Eu 都高。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料及其制備方法，這種發(fā)光材料的化學(xué)特征式為BaZrO3:Eux，Tiy，其中x，y為相應(yīng)摻雜離子相對(duì)于BaZrO3的摩爾比系數(shù)，式中0.005≤x≤0.045，0＜y≤0.05.其制備方法是采用高溫固相法在空氣中合成。按化學(xué)計(jì)量比稱取原料，然后經(jīng)過球磨混合、干燥、在空氣中預(yù)燒、研磨、在空氣中高溫煅燒、研磨成粉等過程得到橙紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料。經(jīng)過紫外光激發(fā)，樣品發(fā)出明亮的橙紅色余輝光，發(fā)射光譜測(cè)定主發(fā)射峰位于594nm附近；撤去紫外激發(fā)光后，樣品具有明顯的橙紅色長(zhǎng)余輝特性，余輝光肉眼可見。其優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)穩(wěn)定性好、無(wú)放射性、亮度高、單色性好、余輝時(shí)間較長(zhǎng)，并且本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，不需要?dú)夥毡Ｗo(hù)，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C09K11/67GK102585815SQ20121001744
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者劉衛(wèi), 孫東領(lǐng), 李棟才 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)