CN101787277B - 一种硅酸盐黄色长余辉荧光体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅酸盐黄色长余辉荧光体，在掺杂铕、镝的偏硅酸锶荧光体中加入氟化物，其化学表达式为：EuaDybSr3-a-bSiO5:cMFx，式中0.5≥a≥0.005，0.5≥b≥0，0.30≥c≥0.01，x＝1、2，氟化物作为助溶剂和辅助缺陷形成剂，M是碱土金属中的Mg、Ca、Sr或Ba，碱金属中的Li、Na或K，以及NH4、NH4H、Zn或Cd。本发明材料通过高温固相反应工艺制备，按所需剂量称取荧光体结构式中各元素的氧化物以及氟化物，研细均匀后，在还原气氛下进行煅烧，煅烧温度为1200℃-1350℃、煅烧时间为4-6小时，煅烧产物粉碎研磨即为成品。其制备方法简单，原料成本低，在250nm-550nm波长光激发下发出黄色长余辉，经紫外光照射20-30分钟，去掉激发源后，暗室里人眼可以观察到7-12小时的黄色余辉。

Description

一种硅酸盐黄色长余辉荧光体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种长余辉荧光体及其制备方法，属材料领域。
背景技术
长余辉材料也称蓄光材料，俗称“夜光粉”，广泛应用于弱光指示，建筑装饰和工艺美术等领域。传统的长余辉材料为硫化物，硫化物长余辉存在发光亮度低，余辉时间短，化学稳定性差等缺点。进入上世纪90年代，铝酸盐体系和硅酸盐体系长余辉材料成为长余辉材料的主流，在发光亮度、余辉时间以及化学稳定性方面较硫化物材料有显著提高，且已经达到实际应用的需要，实现了工业化生产。但现有的投入到商业生产的长余辉材料的颜色一般为蓝色、绿色、黄绿、蓝绿，而黄光和红光发射的长余辉材料比较少，尚不能实现商业用途。目前主要的黄色长余辉材料及其制备方法有：中国专利CN100491497C，名称为《一种长余辉荧光及其制备方法》和中国专利CN100575452C，名称为《橙黄色长余辉荧光粉及其制备方法》，这两个专利申请文件所公开的黄色长余辉材料都以硅酸盐作为基质，前者的化学组成为：2(Ca1-xEux)O·mCaBr2·nSiO2:yR，其中R为Ti，Zr，La，Nd或Dy中的一种元素；m，n，x，y为摩尔系数，0.8≤m≤1.2，0.7≤n≤1.3，0.05≤x≤0.1，0.01≤y≤0.2，并添加B2O3或NH4Cl中的一种作为助溶剂；后者化学组成为：Si3-x-ySiO5:Eux，Dyy，其中x，y为摩尔分数，0＜x＜0.1，0＝y＝0.1，该发光材料经太阳光或紫外光照射，去掉激发源后，在暗室里人眼可以观察到5小时的橙色长余辉。以上两种黄色长余辉发光材料的余辉时间都不够长，尚未达到实际应用的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种硅酸盐黄色长余辉荧光体及其制备方法。
本发明的目的是通过如下方式实现的：一种硅酸盐黄色长余辉荧光体，在掺杂铕、镝的偏硅酸锶荧光体中加入氟化物，其化学表达式为：EuaDybSr3-a-bSiO5:cMFx，式中0.5≥a≥0.005，0.5≥b≥0，0.30≥c≥0.01，x＝1、2，M是Mg、Ca、Sr、Ba、Li、Na、K、NH4、NH4H、Zn或Cd中的一种。
一种硅酸盐黄色长余辉荧光体的制备方法：
根据化学表达式按所需剂量比称取SrCO3、SiO2、Eu2O3、Dy2O3以及氟化物MFx，研磨均匀后，在还原气氛下进行煅烧，煅烧温度为1200℃-1350℃、煅烧时间为4-6小时，即得到所述硅酸盐黄色长余辉荧光体。
还原气氛可利用碳粉作为还原剂来制造。
在还原气氛下进行煅烧，是将上述原料研细均匀后，装入刚玉坩埚，压实加盖，盖朝下倒放入装有碳粉的大坩埚中，用碳粉将刚玉坩埚掩埋好，再将大坩埚加盖置入高温炉中进行煅烧。
本发明具有如下的有益效果，找到了一种辅助缺陷形成的有效方法，通过在铕、镝掺杂的偏硅酸锶荧光体合成过程中引入氟化物作为助溶剂和辅助缺陷形成剂，实现了该黄色荧光材料在余辉时间上的显著突破；本发明制备方法简单，原料成本低，在250nm-550nm波长光激发下发出黄色长余辉，经紫外光照射20-30分钟，去掉激发源后，暗室里人眼可以观察到7-12小时的黄色余辉；与现有的黄色长余辉发光材料相比，余辉时间有了显著的提高。
附图说明
图1为Si2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy和实施实例2Si2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.05NH4F的激发光谱和发射光谱的对比图
图2为Si2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy和实施实例2Si2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.05NH4F余辉衰减曲线对比图
图3为实施实例3Sr2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.05BaF2荧光体的激发光谱和发射光谱。
图4为实施实例3Sr2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.05BaF2荧光体的余辉衰减曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：
实施例1
制备Sr2.96SiO5:0.01Eu，0.01Dy，0.05NH4F，按化学剂量比准确称取SrCO34.3698g，SiO20.6008g，Eu2O30.0176g，Dy2O30.0186g，NH4F0.0185g，将上述原料研细均匀后，装入刚玉坩埚，压实加盖，盖朝下倒放入装有碳粉的大坩埚中，用碳粉将刚玉坩埚掩埋好，再将大坩埚加盖置入高温炉中，在1200℃-1350℃下煅烧6小时，冷却至室温，即得到Sr2.96SiO5:0.01Eu，0.01Dy，0.05NH4F黄色长余辉荧光体，紫外光激发后撤去激发源，在暗室里人眼能观察到7个小时以上的余辉。
实施例2
制备Sr2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.05NH4F，按化学剂量比准确称取SrCO34.3698g，SiO20.6008g，Eu2O30.0176g，Dy2O30.0559g，NH4F0.0185g，将上述原料研细均匀后，装入刚玉坩埚，压实加盖，盖朝下倒放入装有碳粉的大坩埚中，用碳粉将刚玉坩埚掩埋好，再将大坩埚加盖置入高温炉中，在1200℃-1350℃下煅烧6小时，冷却至室温，即得到Sr2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.05NH4F黄色长余辉荧光体，紫外光激发后撤去激发源，在暗室里人眼能观察到10个小时以上的余辉。
实施例3
制备Sr2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.05BaF2，按化学剂量比准确称取SrCO34.3698g，SiO20.6008g，Eu2O30.0176g，Dy2O30.0559g，BaF20.0877g，将上述原料研细均匀后，装入刚玉坩埚，压实加盖，盖朝下倒放入装有碳粉的大坩埚中，用碳粉将刚玉坩埚掩埋好，再将大坩埚加盖置入高温炉中，在1200℃-1350℃下煅烧6小时，冷却至室温，即得到Sr2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.05BaF2黄色长余辉荧光体，紫外光激发后撤去激发源，在暗室里人眼能观察到12个小时以上的余辉。
图3所示为Sr2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.05BaF2荧光体的激发光谱和发射光谱。图4所示为Sr2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.05BaF2荧光体的余辉衰减曲线。
实施例4
制备Sr2.93SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.03SrF2，按化学剂量比准确称取SrCO34.3256g，SiO20.6008g，Eu2O30.0176g，Dy2O30.0559g，SrF20.0377g，将上述原料研细均匀后，装入刚玉坩埚，压实加盖，盖朝下倒放入装有碳粉的大坩埚中，用碳粉将刚玉坩埚掩埋好，再将大坩埚加盖置入高温炉中，在1200℃-1350℃下煅烧6小时，冷却至室温，即得到Sr2.93SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.03SrF2黄色长余辉荧光体，紫外光激发后撤去激发源，在暗室里人眼能观察到10个小时以上的余辉。
实施例5
制备Sr2.81SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.15SrF2，按化学剂量比准确称取SrCO34.1484g，SiO20.6008g，Eu2O30.0176g，Dy2O30.0559g，SrF20.1884g，将上述原料研细均匀后，装入刚玉坩埚，压实加盖，盖朝下倒放入装有碳粉的大坩埚中，用碳粉将刚玉坩埚掩埋好，再将大坩埚加盖置入高温炉中，在1200℃-1350℃下煅烧6小时，冷却至室温，即得到Sr2.81SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.15SrF2黄色长余辉荧光体，紫外光激发后撤去激发源，在暗室里人眼能观察到7个小时以上的余辉。
实施例6
制备Sr2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.05CaF2，按化学剂量比准确称取SrCO34.3698g，SiO20.6008g，Eu2O30.0176g，Dy2O30.0559g，CaF20.0390g，将上述原料研细均匀后，装入刚玉坩埚，压实加盖，盖朝下倒放入装有碳粉的大坩埚中，用碳粉将刚玉坩埚掩埋好，再将大坩埚加盖置入高温炉中，在1200℃-1350℃下煅烧6小时，冷却至室温，即得到Sr2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.05CaF2，黄色长余辉荧光体，紫外光激发后撤去激发源，在暗室里人眼能观察到9个小时以上的余辉。
实施例7
制备Sr2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.04LiF，按化学剂量比准确称取SrCO34.3698g，SiO20.6008g，Eu2O30.0176g，Dy2O30.0559g，LiF0.0104g，将上述原料研细均匀后，装入刚玉坩埚，压实加盖，盖朝下倒放入装有碳粉的大坩埚中，用碳粉将刚玉坩埚掩埋好，再将大坩埚加盖置入高温炉中，在1200℃-1350℃下煅烧4小时，冷却至室温，即得到Sr2.96SiO5:0.01Eu，0.03Dy，0.04LiF黄色长余辉荧光体，紫外光激发后撤去激发源，在暗室里人眼能观察到10个小时以上的余辉。

Claims (4)

1.一种硅酸盐黄色长余辉荧光体，其特征在于：在掺杂铕、镝的偏硅酸锶荧光体中加入氟化物，其化学表达式为：EuaDybSr3-a-bSiO5:cMFx，式中0.5≥a≥0.005，0.5≥b≥0，0.30≥c≥0.01，x＝1、2，M是Mg、Ca、Sr、Ba、Li、Na、K、NH4、NH4H、Zn或Cd中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种硅酸盐黄色长余辉荧光体的制备方法，其特征是：根据化学表达式按所需剂量比称取SrCO3、SiO2、Eu2O3、Dy2O3以及氟化物MFx，研磨均匀后，在还原气氛下进行煅烧，煅烧温度为1200℃-1350℃，煅烧时间为4-6小时，即得到所述硅酸盐黄色长余辉荧光体。
3.根据权利要求2所述的一种硅酸盐黄色长余辉荧光体的制备方法，其特征是：还原气氛是利用碳粉作为还原剂。
4.根据权利要求2所述的一种硅酸盐黄色长余辉荧光体的制备方法，其特征是：在还原气氛下进行煅烧，是将上述原料研细均匀后，装入刚玉坩埚，压实加盖，盖朝下倒放入装有碳粉的大坩埚中，用碳粉将刚玉坩埚掩埋好，再将大坩埚加盖置入高温炉中进行煅烧，煅烧4-6小时。
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