快蓄光長餘輝螢光粉及其製備方法
2023-06-04 16:40:56 1
專利名稱：快蓄光長餘輝螢光粉及其製備方法
技術領域：
本發明涉及快蓄光長餘輝螢光粉及其製造方法。
背景技術：
長餘輝螢光粉是一種經太陽或其他光源照射後具有蓄光性能，在暗處能長時間地發出殘光，可以多次重複蓄光和再發光的材料。以往的長餘輝螢光粉多為硫化物類化合物，例如ZnSCu、Co或CaSCe等，這類長餘輝螢光粉雖然能吸收外界光能，然後在暗處發射殘光，但殘光時間吸有0.5至1小時左右，而且硫化物類化合物弱的化學穩定性決定了它們不耐水、易老化、壽命短。另一類過去開發的長餘輝螢光粉含有放射性物質，可以在很長時間內自行發光，但放射性物質是公認的危險汙染源，對人體和環境均會產生嚴重的損害，所以國際上已嚴禁使用了。
二十世紀九十年代研究出了以鹼土族鋁酸鹽為基質的長餘輝螢光粉，它由銪(Eu)和其他元素共同激活鹼土族鋁酸鹽基質而發光，具有發光亮度高，發光時間長達24小時以上，且化學穩定性好，耐候性能佳，壽命長等優點，故被廣泛應用於夜光油墨、夜光塗料、夜光玻璃，各種應急批示標誌和裝飾品及低照度光源等產品上。
但是，這種鹼土族鋁酸鹽長餘輝螢光粉還存在一些不足的地方，例如吸收外界光能的速度不快，即蓄光慢，在紫外燈的照射下，通常要15分鐘左右才能充分蓄光，達到飽和狀態。又如耐水性，雖然比硫化物類螢光粉有很大的提高，但長期浸在水中，還是有部分水解現象發生。
長餘輝螢光粉的發光原理是當分子或原子的外層電子受到外界能量(如熱、光或射線等)激發後，將從基態躍至激發態，激發態的電子呈不穩定狀態，當外界激發能量消失後，電子便從不穩定的激發態返回到穩定的基態，並將多餘的能量以光的形式釋放出來，形成發光形象。但若在晶體中摻雜特定的元素時，不但能降低不穩定電子的被激發的能量，使其易於被激發(即易於蓄光)，還能在發光中心形成電子陷阱，電子在回基態的途中被這些電子陷阱捕獲，其不穩定程度僅次於基態，當外界激發停止後，被捕獲的電子逐漸躍出電子陷阱，回到基態，慢慢地發出光亮。
發明內容
本發明的目的在於提供一種通過摻雜技術來達到快蓄光的長餘輝螢光粉。
本發明的另一目的在於提供快蓄光長餘輝螢光粉製備方法。
本發明的目的可以通過以下措施來達到根據本發明，快蓄光長餘輝螢光粉的新組成可以由下列一般式來定義(A1-w-x-yBwDxEy)O·a(G1-2H2)2O3式中A代表鹼土金屬Mg、Ca、Sr、Ba以及二價金屬Zn中至少一種；B代表Si、Ge、Sn中一種；D代表激活劑Eu；E代表共激活劑Dy、Nd、Pr、Ho、Er、Tm、Yb、La、Gd、Lu，過渡元素Mn、Zr、Nb、Ti、Sb、Li、In、Ni、W中至少一種；G代表基質共晶體Al；H代表基質共晶體B或Ga，其中0.0001≤W≤0.20.0001≤X≤0.50.0001≤Y≤0.30.0001≤Z≤0.50.5≤a＜3.0根據本發明，以Al2O3作為組份Al源的起始原料；以SrCO3作為組份Sr源的起始原料，以SiO2作為組份Si源的起始原料，以Eu2O3、Dy2O3、Gd2O3、H3BO3、NiCO3作為相應的組份Eu、Dy、Gd、B、Ni源的起始原料，將所需原料放在混料器中充分混合後裝入坩堝，在活性碳的還原氣氛中加熱至1000-1500℃，保溫0.5-5小時後自然冷卻至室溫，產物粉碎後即得成品。
本發明的優點本發明實施例所定義的組份，經混料和燒結後再粉碎過篩，所得產品的激發時間和亮度如表1。表1表示根據本發明製成的由Eu、Dy共激活摻雜了Gd、Si、Ni的鋁硼酸鍶長餘輝螢光粉和不摻雜Gd、Si、Ni的鋁硼酸鍶長餘輝螢光粉激發時間與亮度對比。從中可看出，這是一種蓄光極快的長餘輝螢光粉。
表1、激發時間和亮度對比表
圖1表示根據本發明製成的由Eu、Dy共激活摻雜了Gd、Si、Ni的鋁硼酸鍶長餘輝螢光粉的發射光譜。
具體實施例方式
以下將參考附圖和製備實例來進一步說明本發明所達到的目的。
實施例精確稱取SrCO3150gAl2O3120gEu2O33gDy2O34gSiO20.0042gGd2O30.0014gNiCO30.00014gH3BO312g
放在混料器中充分混合後裝入坩堝，在活性碳的還原性氣氛中加熱到1350℃，保溫2小時後自然冷卻到室溫，產物粉碎後即獲得快蓄光長餘輝螢光粉。
權利要求
1.一種以Eu為主要激活劑的快蓄光長餘輝螢光粉，其特徵在於由下述一般式定義(A1-w-x-yBwDxEy)O·a(G1-2H2)2O3式中A代表鹼土金屬Mg、Ca、Sr、Ba以及三價金屬Zn中至少一種；B代表Si、Ge、Sn中一種；D代表激活劑Eu；E代表共激活劑Dy、Nd、Pr、Ho、Er、Tm、Yb、La、Gd、Lu，過渡元素Mn、Zr、Nb、Ti、Sb、Li、In、Ni、W中至少一種；G代表基質共晶體Al；H代表基質共晶體B或Ga，其中0.0001≤W≤0.20.0001≤X≤0.50.0001≤Y≤0.30.0001≤Z≤0.50.5≤a＜3.0。
2.一種快蓄光長餘輝螢光粉製備方法，其特徵在於以Al2O3作為組份Al的起始原料；以SrCO3作為組份Sr的起始原料，以SiO2作為組份Si的起始原料，以Eu2O3、Dy2O3、Gd2O3、H3BO3、NiCO3作為相應的組份Eu、Dy、Gd、B、Ni的起始原料，將所需原料放在混料器中充分混合後裝入坩堝，在活性碳的還原氣氛中加熱至1000-1500℃，保溫0.5-5小時後自然冷卻至室溫，產物粉碎後即得成品。
全文摘要
本發明公開了一種以Eu為主要激活劑的快蓄光長餘輝螢光粉，其特徵在於由下述一般式定義(A
文檔編號C09K11/77GK1670123SQ200410014319
公開日2005年9月21日 申請日期2004年3月15日 優先權日2004年3月15日
發明者福井利信, 榮肇巳 申請人:中日合資無錫帕克斯裝飾製品有限公司