專利名稱：蓄能光視材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蓄能光視材料及其制備方法，特別是涉及一種稀土元素激活堿土金屬化合物為基質(zhì)的蓄能光視材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
蓄能光視材料是一種把可見光或紅紫外線的能量吸收后，在沒有光能刺激時能夠?qū)⑽盏哪芰浚霉獾男问椒懦?。由于能夠在黑暗環(huán)境中發(fā)出人眼可察覺到的亮光，并維持一段時間，而且可以多次重復(fù)使用，所以被廣泛應(yīng)用于發(fā)光涂料，發(fā)光膜，發(fā)光板，發(fā)光陶瓷，發(fā)光油墨等材料。
以往的蓄能光視材料是用ZnS:Cu等硫化物作為主要母體，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)來制備的。由于硫化物的熒光體發(fā)光時間短(1至2小時)，耐水性能低，產(chǎn)品壽命短，且其中的放射性元素對人體、生物以及環(huán)境有害，所以國際上逐漸被禁止使用。
二十世紀(jì)九十年代初起，用Eu等激活的鋁鍶酸鹽作為主流的氧化物熒光體問世以后，在發(fā)光界得到了很大的關(guān)注。日本專利(特開平8-127772號)提出了以Eu等稀土元素激活堿土金屬的鋁酸鹽化合物為主要技術(shù)特征，生產(chǎn)出的發(fā)光材料比硫化物發(fā)光材料在化學(xué)性能上更加穩(wěn)定。該類產(chǎn)品發(fā)光亮度好，余光時間長(是以往硫化物的10倍以上)，產(chǎn)品壽命長，由于化學(xué)穩(wěn)定性能好，直接可以在室外使用，且不含毒，無放射性等元素，所以在交通，航空，景觀，地鐵，應(yīng)急避難處等被廣泛的利用。
雖然該類產(chǎn)品的發(fā)光亮度比原有硫化物產(chǎn)品高于10倍多，但是在黑暗中放置數(shù)小時后的亮度還是很微弱，達(dá)不到使用者所預(yù)想的效果。還有制備工藝中必須要用高溫?zé)Y(jié)，再加上作為激活元素的稀土元素的價格昂貴，使其生產(chǎn)成本高，對進(jìn)一步推廣有很大的阻礙作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明彌補(bǔ)了上述缺陷，提供一種發(fā)光亮度好，余光時間長，低成本的蓄能光視材料及制備方法。
本發(fā)明者以解決上述課題為目的而努力研究后的結(jié)果是，在稀土類元素的激活下作為主體的發(fā)光性化合物在一定的條件下吸收光能后，長時間以可視光產(chǎn)生。該化合物化學(xué)式為一般式m((A1-a-bBaCb)O)·n((D1-cEc)2O3)其中A選自堿土金屬元素Mg，Ca，Sr，Ba以及Be中至少一種元素；B選自起激活作用的稀土元素La，Pr，Nd，Sm，Eu，Gd，Dy，Ho，Er，Tm，Yb中至少一種元素；C選自敏化劑元素Ce，Tb中至少一種元素；D選自母體元素Al，Si，Ti中至少一種元素；E選自助熔劑元素Li，Na，B，Cl中至少一種元素；a、b、c為常數(shù)，其數(shù)值分別為0.0001≤a≤0.35，0.0001≤b≤0.59，0.0001≤c≤0.6；m、n為摩爾系數(shù)，其數(shù)值分別為m＝1，0.1≤n≤2。
制備所述蓄能光視材料的方法是堿土金屬元素A用其氧化物或碳酸物，起激活作用的稀土元素B和敏化劑元素C用其氧化物，母體元素D用其氧化物或氫氧化物，助熔劑元素E用其氧化物或碳化物，原料純度都為99.9％以上。將所述原材料按比例配料并混合研磨后，放入含有CO等還原氣氛的坩堝中，用600℃至1250℃之間，最好是1100℃保持燒結(jié)3小時，然后使其自然冷卻后取出，然后粉碎成粉，用200目的篩選后制成發(fā)光粉。
在制備工藝中加入Ce，Tb一種以上敏化劑成分，可以提高發(fā)光強(qiáng)度。在發(fā)光材料中稀土元素的Eu+2，Dy3+起重要的激活發(fā)光作用。在這里Eu2+主要是占據(jù)八配位鍶格位，而Ce3+在這種母體基質(zhì)中也占據(jù)八配位鍶格位。在發(fā)光體系中Ce3+和Eu2+的吸收和發(fā)射都是同等的躍遷。兩者發(fā)生很強(qiáng)的耦合作用，更好的起到了稀土離子之間的能量傳遞，從而使發(fā)光強(qiáng)度大大的有所提高。另外，由于氧化鈰的價格比氧化銪廉價的多，可以用氧化鈰代替一部分氧化銪，這樣就可以達(dá)到降低成本的作用。


圖1表示本發(fā)明實(shí)施例1、2、3的發(fā)光光譜。
圖2表示本發(fā)明實(shí)施例3的發(fā)光亮度和日本市場中銷售的G-300M產(chǎn)品(日本專利特開平8-127772號產(chǎn)品)的發(fā)光亮度比較。
具體實(shí)施例方式
以下通過實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的說明，但只要在本發(fā)明的要旨范圍內(nèi)，并不僅限于以下實(shí)施例。
實(shí)施例1稱取原料為(以下原料純度都為99.9％以上，實(shí)施例2和3同樣如此)SrCO3100gAl2O38gSiO248gTiO25gCe2O32.7g
MgO10gEu2O33.2gDy2O34.5gH3BO38.5g以下表格數(shù)據(jù)為驗(yàn)證常數(shù)a，b，和c，以及摩爾數(shù)m和n。

其中因a，b和c為百分比，因此驗(yàn)證常數(shù)不需要考慮純度系數(shù)；單體含量計算為成份量乘以單體占成份分子量之比例如含成份SrCO3中的Sr單體量為100g*38/98＝38.7755g，實(shí)施例2和3同樣如此。
將上述原材料充分混合研磨后，放入含有CO等還原氣氛的坩堝中，用600℃至1250℃之間，最好是1100℃保持燒結(jié)3小時，然后使其自然冷卻后取出，然后粉碎成粉，用200目的篩選后制成發(fā)光粉。經(jīng)光譜測試得到420nm至480nm發(fā)光光譜如圖1所示的藍(lán)色發(fā)光材料。
實(shí)施例2稱取原料為CaCO395gAl2O36gSiO253gTiO24gCe2O32.4gMgO15gEu2O33gDy2O33.5gH3BO37.3g材料制備方法同實(shí)施例1，得到的產(chǎn)品經(jīng)光譜測試得到530nm至570nm發(fā)光光譜如圖1所示的黃色發(fā)光材料。
實(shí)施例3稱取原料為SrCO343gCaCO348gAl2O35.5gSiO262gTiO23gCe2O32.1gMgO 5gEu2O31.7gDy2O32.8gH3BO35.1g材料制備方法同實(shí)施例1，得到的產(chǎn)品經(jīng)光譜測試得到500nm至520nm發(fā)光光譜如圖1所示的黃綠色發(fā)光材料。
從圖2可以看出，根據(jù)本發(fā)明可以得到發(fā)光強(qiáng)度高，發(fā)光時間長，且低成本的蓄能光視材料。
權(quán)利要求
1.一種蓄能光視材料，其特征在于該材料組成的化合物化學(xué)式為m((A1-a-bBaCb)O)·n((D1-cEc)2O3)其中A選自堿土金屬元素Mg，Ca，Sr，Ba以及Be中至少一種元素；B選自起激活作用的稀土元素La，Pr，Nd，Sm，Eu，Gd，Dy，Ho，Er，Tm，Yb中至少一種元素；C選自敏化劑元素Ce，Tb中至少一種元素D選自母體元素Al，Si，Ti中至少一種元素；E選自助熔劑元素Li，Na，B，Cl中至少一種元素；a、b、c為常數(shù)，其數(shù)值分別為0.0001≤a≤0.35，0.0001≤b≤0.59，0.0001≤c≤0.6；m、n為摩爾系數(shù)，其數(shù)值分別為m＝1，0.1≤n≤2。
2.一種制備權(quán)利要求1所述的蓄能光視材料的方法，包括如下步驟a)堿土金屬元素A用其氧化物或碳酸物，起激活作用的稀土元素B和敏化劑元素C用其氧化物，母體元素D用其氧化物或氫氧化物，助熔劑元素E用其氧化物或碳化物；b)將所述原材料按比例配料并混合研磨后，放入含有CO等還原氣氛的坩堝中，用600℃至1250℃之間保持燒結(jié)3小時，然后使其自然冷卻后取出，然后粉碎成粉，用200目的篩選后制成發(fā)光粉。
全文摘要
一種蓄能光視材料及其制備方法，它由(m((A
文檔編號C09K11/78GK1513942SQ0215729
公開日2004年7月21日 申請日期2002年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者張莉莉 申請人:張莉莉