CN103131409A - 一种红色长余辉镓酸盐及其制备方法 - Google Patents

一种红色长余辉镓酸盐及其制备方法 Download PDF

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王银海
赵慧
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Abstract

本发明公开了一种红色长余辉镓酸盐及其制备方法，所述红色长余辉镓酸盐的化学特征式为：Zn(1+x)Ga(2-2x)SixO4:0.005Cr3+，其中Cr3+为激活剂，式中0﹤x≦0.6；制备时，先按照其化学特征式的摩尔比称取原料，将原料研磨，混合均匀得到混合料，将混合料置于刚玉坩埚中，放入高温炉，在氧气或空气气氛中以1300～1400℃灼烧3～6个小时，得到红色长余辉镓酸盐；该红色长余辉荧光粉即红色长余辉镓酸盐具有性能稳定，亮度高，余辉时间长的特点；本发明的制备方法简单，不需还原气氛保护，材料呈粉末状。

Description

一种红色长余辉镓酸盐及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种红色长余辉镓酸盐及其制备方法。
背景技术
目前长余辉发光材料已经广泛应用在应急照明、交通安全以及弱光显示等领域，特别是稀土离子掺杂的发射蓝色余辉的硅酸盐材料和绿光发射的铝酸盐材料。红色长余辉发光材料仍然是一个发展中的问题。铬激活的镓酸盐是一种有效的红光发射长余辉荧光体，主要采用的有铬掺杂铝酸盐体系和镓锗酸盐体系。前者的缺点是发光强度不高。后者的缺点是原料中加入锗元素虽然可以提高发光强度但材料容易结块，不利于应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种红色长余辉镓酸盐及其制备方法，是一种过渡族元素离子激活的红光发射长余辉粉体，发射波长为700nm，紫外光照射具有长余辉特性。方法是在Cr掺杂的镓酸盐的基础上加入Si，能有效提高红色余辉的强度和亮度。
为实现上述目的，本发明提供的一种红色长余辉镓酸盐 ，其组成的化学特征式为Zn(1+x)Ga(2-2x)SixO4:0.005Cr3+，其中Cr3+为激活剂，式中0＜x≤0.6。
上述锌Zn，镓Ga，硅Si的原料是采用其氧化物，激活剂的原料采用的是铬离子Cr3+的氧化物。
本发明制备上述荧光体的原料为:基质(Zn(1+x)Ga(2-2x)SixO4)，激活剂(Cr2O3)。
本发明提供的制备方法：首先按照其化学特征式Zn(1+x)Ga(2-2x)SixO4:0.005Cr3+，0＜x≤0.6  摩尔比称取原料，将原料研磨，混合均匀得到混合料，将混合料置于刚玉坩埚中，放入高温炉中，在以1300～1400℃，在氧气或空气气氛中灼烧3～6个小时后，随炉降温，取出得到红色长余辉荧光粉即红色长余辉镓酸盐。经X射线(XRD)鉴定产物为ZnGa2O4 ,掺杂对晶体结构未产生明显影响。磷光光谱测定，发射峰位于700nm ，紫外光激发，磷光衰减符合量子隧穿模型。
本发明的有益效果：
该红色长余辉荧光粉即红色长余辉镓酸盐具有性能稳定，亮度高，余辉时间长的特点。
本发明的制备方法简单，不需还原气氛保护，材料呈粉末状。
附图说明
图1实施例1的不掺Si的荧光粉的发射光谱。
图2实施例1的不掺Si的荧光粉的激发光谱。
图3实施例2的长余辉荧光粉的发射光谱。
图4实施例2的长余辉荧光粉的激发光谱。
图5实施例2的长余辉荧光粉的的余辉衰减曲线。
图6实施例3的长余辉荧光粉的发射光谱。
图7实施例3的长余辉荧光粉的激发光谱。
图8实施例3的长余辉荧光粉的的余辉衰减曲线。
图9实施例4的长余辉荧光粉的发射光谱。
图10实施例4的长余辉荧光粉的激发光谱。
图11实施例4的长余辉荧光粉的的余辉衰减曲线。
具体实施方式
实施例1：
称取氧化锌(ZnO)：6.5128g，氧化镓（Ga2O3）：14.9952g，氧化铬(Cr2O3)：0.0304g。将上述原料充分混合磨匀后在1300℃下的空气气氛下灼烧3小时，取出后即可得到组成为ZnGa2O4:0.005Cr3+的三价铬激活的长余辉荧光粉，该荧光粉在250nm光激发后发出微弱的的红色余辉，而且余辉时间很短。
实施例2：
称取氧化锌(ZnO)：7.8154g，氧化镓（Ga2O3）：11.9962g，二氧化硅（SiO2）：0.9614g，氧化铬(Cr2O3)：0.0304g。将上述原料充分混合磨匀后在1300℃下的空气气氛下灼烧3小时，取出后即可得到组成为Zn1.2Ga1.6Si0.2O4:0.005Cr3+的三价铬激活的长余辉荧光粉即红色长余辉镓酸盐，该荧光粉在250nm光激发后发出肉眼可见的红色长余辉，余辉时间较长肉眼在半小时内能看见。
实施例3：
称取氧化锌(ZnO)：9.1179g，氧化镓（Ga2O3）：8.9971g，二氧化硅（SiO2）：1.9229g，氧化铬(Cr2O3)：0.0304g。将上述原料充分混合磨匀后在1400℃下的空气气氛下灼烧5小时，取出后即可得到组成为Zn1.4Ga1.2Si0.4O4:0.005Cr3+的三价铬激活的长余辉荧光粉即红色长余辉镓酸盐，该荧光粉在250nm光激发后发出肉眼可见的红色长余辉，余辉时间较长肉眼在半小时内能看见。
实施例4：
称取氧化锌(ZnO)：10.4205g，氧化镓（Ga2O3）：5.9981g，二氧化硅（SiO2）：2.8843g，氧化铬(Cr2O3)：0.0304g。将上述原料充分混合磨匀后在1300℃下的空气气氛下灼烧6小时，取出后即可得到组成为Zn1.6Ga0.8Si0.6O4:0.005Cr3+的三价铬激活的长余辉荧光粉即红色长余辉镓酸盐，该荧光粉在250nm光激发后发出肉眼可见的红色长余辉，余辉时间较长肉眼在半小时内能看见。
从以上提供的实例可以看出按照说明书的化学特征式及制备方法合成的材料在紫外区、可见光区有吸收带，能有效吸收紫外光和可见光，能够发出红色长余辉，是一种性能稳定、制作简单、价格便宜的红色长余辉荧光粉。

Claims (3)

1. 一种红色长余辉镓酸盐 ，其特征在于其组成的化学特征式为：
Zn(1+x)Ga(2-2x)SixO4:0.005Cr3+ ，其中Cr3+为激活剂，式中0﹤x≦0.6。
2.如权利要求1所述的红色长余辉镓酸盐，其特征在于：上述锌Zn，镓Ga，硅Si的原料是采用其氧化物，激活剂的原料采用的是铬离子Cr3+的氧化物。
3.一种权利要求1所述的红色长余辉镓酸盐的制备方法，其特征在于具有以下步骤： 先按照其化学特征式的摩尔比称取原料，将原料研磨，混合均匀得到混合料，将混合料置于刚玉坩埚中，放入高温炉，在氧气或空气气氛中以1300～1400℃ 灼烧3～6个小时 ，得到红色长余辉镓酸盐。
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