CN106277791B - 一种耐高温硅酸盐发光陶瓷釉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温硅酸盐发光陶瓷釉及其制备方法。该发光陶瓷釉主要由稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料和基础釉两部分烧结而成。本发明通过釉料在烧成过程中生成发光晶体和对发光粉体进行包覆改性两个途径来提高发光陶瓷釉料的耐高温性能，从而拓展了发光陶瓷釉的应用领域。

Description

一种耐高温硅酸盐发光陶瓷釉及其制备方法
技术领域
本发明涉及发光陶瓷釉领域，具体涉及一种耐高温硅酸盐发光陶瓷釉及其制备方法。
背景技术
发光陶瓷釉是施于陶瓷坯体表面，在一定温度下烧成后具有可持续发光功能的一种陶瓷釉料，可用于发光产品的生产。该发光产品可将太阳光、灯光等储存起来，在夜间或黑暗环境中把储存的能量以可见光的形式缓慢释放出来，这种发光可持续几小时甚至几十个小时，在消防标识、夜光标识、应急指示、交通指示、建筑装饰等领域具有广阔的应用前景。
目前，对于发光陶瓷釉的研究主要集中在硫化物发光陶瓷釉和铝酸盐发光陶瓷釉，但它们都属于低温发光釉，不耐高温。如专利“一种蓄能发光陶瓷釉料”（CN1202472A）、“非放射性环保蓄能发光陶瓷釉料”（CN1473796A），它们的发光体采用稀土离子激活铝酸盐材料，由于铝酸盐发光材料遇水容易水解，且烧成温度不超过900℃，难以耐高温，烧成时易产生釉面缺陷等，不利于发光陶瓷的生产和应用（由于陶瓷的烧成温度一般需要1200℃以上）。而利用高温发光陶瓷釉制成的产品不仅釉面质量好，而且发光强度高、余辉时间长，因此耐高温发光陶瓷釉的开发极其重要。
稀土激活硅酸盐发光陶瓷釉的釉面平整光滑，釉面质量明显高于铝酸盐发光陶瓷釉，且发光材料与基础釉之间过渡自然，这是由于稀土激活硅酸盐长余辉材料与硅酸盐釉料相容性好，基础釉中高含量的硅可以抑制硅酸盐发光材料的熔融，从而不影响基础釉的铺展。与铝酸盐发光陶瓷釉相比，硅酸盐发光陶瓷釉的化学稳定性、耐水性、耐紫外光照射性更好，使用温度也更高，是未来发光陶瓷釉的发展方向。因此，本发明选择硅酸盐为发光材料，制备耐高温发光陶瓷釉。
发明内容
本发明的目的在于解决上述低温发光陶瓷釉存在的不足，提供一种耐高温、无放射性、无铅的硅酸盐发光陶瓷釉及其制备方法。本发明通过釉料在烧成过程中生成发光晶体和对发光材料进行包覆改性两个途径来提高发光陶瓷釉的耐高温性能，从而拓展发光陶瓷釉的应用领域。
本发明的目的通过以下两种技术方案实现。
一种耐高温硅酸盐发光陶瓷釉的制备方法(一)，包括以下步骤：
（1）稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料前驱体的制备：采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备发光粉的前驱体。按实验要求准确称量Si(OC2H5)4，再量取一定体积的共溶剂，两者混合均匀。准确称量Eu2O3、Ln2O3、Mg O或MgCO3、MCO3分别溶于适量稀硝酸溶液中，H3BO3溶于适量去离子水中。将上述溶液缓慢混合，搅拌均匀得到透明均相溶液，加入适量氨水调节PH值为1-10。然后在30-80℃水浴中不停地搅拌，待溶液转化成湿凝胶后取出，置于烘箱中干燥生成干凝胶，再将所生成的干凝胶置于坩埚中用少量酒精引燃，发生自蔓延燃烧反应形成稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的自燃烧粉末。
（2）按质量百分比计，基础釉的化学组成范围为：
SiO2: 40～85 Al2O3: 8～30
Ca O: 1～10 Mg O: 0～3
Ba O: 0～4 K2O: 1～5
Na2O: 1～6 Zn O: 0～5
Li2O: 0～3 Sr O: 1～8
辅助材料为黏土和分散剂，所述黏土用量为基础釉质量的4～10%，分散剂用量为基础釉质量的0.1～0.5%；
基础釉既可以是生料釉也可以制备成熔块釉。
（3）将步骤(1)中的自燃烧粉末与步骤(2)中的基础釉混合均匀，然后施釉在陶瓷坯体上，在一定气氛下烧成。
优选的，步骤（1）所述的共溶剂为无水乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇中的一种以上。
优选的，步骤（1）所述稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料含有硅酸盐基体和稀土激活剂离子，化学组成表示式为：M2-x-yMgSi2O7: Eux, Lny， 其中M选自Ca，Sr，Ba中的一种或多种元素，Ln选自Nd，Dy，Tm，Ce，Sm，Ho，Pm，Er，Yb，Lu和Pr中的一种或多种元素；x，y为摩尔系数，其中0.0001≤x≤0.1, 0≤y≤0.25。
优选的，步骤（2）所述的分散剂为柠檬酸铵、聚丙烯酸铵和羧甲基纤维素钠中的一种以上。
优选的，步骤（3）所述自燃烧粉末的质量占自燃烧粉末与基础釉总质量的15～45%，基础釉的质量占自燃烧粉末与基础釉总质量的55%～85%。
优选的，步骤（3）所述一定气氛为还原气氛。
优选的，步骤（3）所述的烧成温度为1000～1400℃，保温时间为0.5h～3h。
在步骤（3）陶瓷釉料中加入颜料可制得彩色发光陶瓷釉。
一种耐高温硅酸盐发光陶瓷釉的制备方法(二)，包括以下步骤：
(1) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的制备：按配比称量Eu2O3、Ln2O3、Mg O或MgCO3、MCO3、SiO2以及助溶剂H3BO3后，充分混合， 在还原气氛下烧结。样品烧成后进行粉碎并过筛，即可得到相应粒度的稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的粉体。
(2) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的包覆：将一定粒度的稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的粉体分散到包覆材料溶液中形成悬浮液，或者将包覆材料逐渐滴加到一定粒度的发光粉悬浮液中，待包覆材料在发光粉表面形成包覆层后，用离心机离心分离剩余溶液，用去离子水和乙醇交替洗涤，烘干。为了进一步提高包覆效率和发光粉体的耐高温性能，也可进行二次包覆，第一次包覆后，依据包覆层的特性在200℃～700℃范围内进行预烧，冷却后可进行第二次包覆。
(3) 按质量百分比计，基础釉的化学组成范围为：
SiO2: 40～85 Al2O3: 8～30
Ca O: 1～10 Mg O: 0～3
Ba O: 0～4 K2O: 1～5
Na2O: 1～6 Zn O: 0～5
Li2O: 0～3 Sr O: 1～8
辅助材料为黏土和分散剂，所述黏土用量为基础釉质量的4～10%，分散剂用量为基础釉质量的0.1～0.5%；
基础釉既可以是生料釉也可以制备成熔块釉。
(4) 将包覆后的发光粉体与基础釉混合均匀，然后施釉在陶瓷坯体上，在一定气氛下烧成。
优选的，步骤（1）所述稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料含有硅酸盐基体和稀土激活剂离子，化学组成表示式为：M2-x-yMgSi2O7: Eux, Lny， 其中M选自Ca，Sr，Ba中的一种或多种元素，Ln选自Nd，Dy，Tm，Ce，Sm，Ho，Pm，Er，Yb，Lu和Pr中的一种或多种元素；x，y为摩尔系数，其中0.0001≤x≤0.1, 0≤y≤0.25。
优选的，步骤（1）所述的烧成温度为1100～1400℃，保温时间为0.5h ~ 12h。
优选的，步骤（2）所述的二次包覆的包覆层既可以与第一次包覆的包覆层相同，也可以不同；所述包覆材料为正硅酸乙酯、硅酸钠、九水硝酸铝、锆溶胶与硅溶胶中的一种以上，包覆层由二氧化硅、氧化铝、硅酸锆的至少一层所构成；所述包覆材料与发光粉体的质量比为（0.01～0.3）：1。
优选的，步骤（3）所述的分散剂为柠檬酸铵、聚丙烯酸铵和羧甲基纤维素钠中的一种以上。
优选的，步骤（4）所述包覆后的发光粉体的质量占包覆后的发光粉体与基础釉总质量的15～45%，基础釉的质量占包覆后的发光粉体与基础釉总质量的55%～85%。
优选的，步骤（4）所述一定气氛为空气气氛或还原气氛。
优选的，步骤（4）所述烧成的温度为1000～1400℃，保温时间为0.5h~6h。
在步骤（4）陶瓷釉料中加入颜料可制得彩色发光陶瓷釉。
由以上所述的制备方法制得的一种耐高温硅酸盐发光陶瓷釉。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1) 本发明通过釉料在烧成过程中生成发光晶体这一途径制备的发光釉料，在1000℃以上的高温下仍具有良好的发光亮度。
(2) 本发明制备的硅酸盐发光陶瓷釉能够在1350℃釉烧后，仍保持较好的储光能力和发光强度，在一定程度上提高了硅酸盐发光陶瓷釉的耐高温性能，从而拓宽了发光陶瓷釉在高温环境下的应用。
附图说明
图1为实施例1所得硅酸盐发光陶瓷釉在还原气氛下于1000℃烧结3h的发射光谱图。
图2为实施例2所得硅酸盐发光陶瓷釉在还原气氛下于1200℃烧结2h的发射光谱图。
图3为实施例3所得硅酸盐发光陶瓷釉在还原气氛下于1400℃烧结0.5h的发射光谱图。
图4为实施例4所得发光粉体包覆前后用于陶瓷釉中在空气气氛下于1000℃保温0.5h的发射光谱图。
图5为实施例5所得发光粉体包覆前后用于陶瓷釉中在空气气氛下于1250℃保温2h的发射光谱图。
图6为实施例6所得发光粉体包覆前后用于陶瓷釉中在空气气氛下于1400℃保温6h的发射光谱图。
图7为实施例7所得发光粉体包覆前后用于陶瓷釉中在空气气氛下于1350℃保温2h的发射光谱图。
具体实施方式
实施例1：
本实施例的耐高温硅酸盐发光陶瓷釉的制备方法，包括以下步骤：
(1) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料前驱体的制备：稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的化学组成表示式为M2-x-yMgSi2O7: Eux, Lny，其中M为Sr元素，Ln为稀土Dy元素，x=0.01, y=0.03。按照上述配比准确量取Si(OC2H5)4 60ml, 再加入33ml去离子水和84ml无水乙醇。准确称量SrCO3 39.89g、Eu2O3 0.24g、Dy2O3 0.76g、MgO 5.40g 分别溶于适量稀硝酸溶液中，H3BO3 4g 溶于适量去离子水中。将上述溶液混合，搅拌均匀得到透明均相溶液，加入适量氨水调节PH值至1。然后在30℃的水浴中不停地搅拌，待溶液转化成湿凝胶后取出，置于烘箱中125℃下干燥12h得到干凝胶，再将干凝胶置于坩埚中用少量酒精引燃，发生自蔓延燃烧反应，从而生成了自燃烧粉末。
(2) 基础釉的化学组成（wt%）：
SiO2: 61.0 Al2O3: 16.0
CaO: 5.3 MgO: 0.5
BaO: 3.2 K2O: 2.5
Na2O: 4.0 ZnO: 2.0
Li2O: 1.0 SrO: 2.5
B2O3: 2.0
辅助材料为黏土（用量为基础釉质量的7.0%），聚丙烯酸铵分散剂（用量为基础釉质量的0.3%）
(3) 将步骤(1)中的自燃烧粉末与步骤(2)中的基础釉（自燃烧粉末的质量为25g，基础釉的质量为33g）均匀混合，然后施釉在陶瓷坯体上，再在还原气氛下于1000℃烧结3h。
本实施例制备的硅酸盐发光陶瓷釉的激发波长为365nm，发射波长为470nm（如图1所示），发出蓝色的荧光，具有较好的发光亮度。
实施例2：
本实施例的耐高温硅酸盐发光陶瓷釉的制备方法，包括以下步骤：
(1) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料前驱体的制备：稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的化学组成表示式为M2-x-yMgSi2O7: Eux, Lny，其中M为Sr元素，Ln为稀土Dy元素，x=0.01, y=0.03。按照上述配比准确量取Si(OC2H5)4 60ml, 再加入33ml去离子水和84ml无水乙醇。准确称量SrCO3 39.89g、Eu2O3 0.24g、Dy2O3 0.76g、MgO 5.40g 分别溶于适量稀硝酸溶液中，H3BO3 4g 溶于适量去离子水中。将上述溶液混合，搅拌均匀得到透明均相溶液，加入适量氨水调节PH值至5。然后在50℃的水浴中不停地搅拌，待溶液转化成湿凝胶后取出，置于烘箱中125℃下干燥12h得到干凝胶，再将干凝胶置于坩埚中用少量酒精引燃，发生自蔓延燃烧反应，从而生成了自燃烧粉末。
(2) 基础釉的化学组成（wt%）：
SiO2: 61.0 Al2O3: 16.0
CaO: 5.3 MgO: 0.5
BaO: 3.2 K2O: 2.5
Na2O: 4.0 ZnO: 2.0
Li2O: 1.0 SrO: 2.5
B2O3: 2.0
辅助材料为黏土（用量为基础釉质量的7.0%），聚丙烯酸铵分散剂（用量为基础釉质量的0.3%）
(3) 将步骤(1)中的自燃烧粉末与步骤(2)中的基础釉（自燃烧粉末的质量为25g，基础釉料的质量为58g）均匀混合，然后施釉在陶瓷坯体上，再在还原气氛下于1200℃烧结2h。
本实施例制备的硅酸盐发光陶瓷釉的激发波长为365nm，发射波长为470nm（如图2所示），发出蓝色的荧光，具有良好的发光亮度。
实施例3：
本实施例的耐高温硅酸盐发光陶瓷釉的制备方法，包括以下步骤：
(1) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料前驱体的制备：稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的化学组成表示式为M2-x-yMgSi2O7: Eux, Lny，其中M为Sr元素，Ln为稀土Dy元素，x=0.01, y=0.03。按照上述配比准确量取Si(OC2H5)4 60ml, 再加入33ml去离子水和84ml无水乙醇。准确称量SrCO3 39.89g、Eu2O3 0.24g、Dy2O3 0.76g、MgO 5.40g 分别溶于适量稀硝酸溶液中，H3BO3 4g 溶于适量去离子水中。将上述溶液混合，搅拌均匀得到透明均相溶液，加入适量氨水调节PH值至10。然后在80℃的水浴中不停地搅拌，待溶液转化成湿凝胶后取出，置于烘箱中125℃下干燥12h得到干凝胶，再将干凝胶置于坩埚中用少量酒精引燃，发生自蔓延燃烧反应，从而生成了自燃烧粉末。
(2) 基础釉的化学组成（wt%）：
SiO2: 61.0 Al2O3: 16.0
CaO: 5.3 MgO: 0.5
BaO: 3.2 K2O: 2.5
Na2O: 4.0 ZnO: 2.0
Li2O: 1.0 SrO: 2.5
B2O3: 2.0
辅助材料为黏土（用量为基础釉质量的7.0%），聚丙烯酸铵分散剂（用量为基础釉质量的0.3%）
(3) 将步骤(1)中的自燃烧粉末与步骤(2)中的基础釉（自燃烧粉末的质量为25g，基础釉料的质量为142g）均匀混合，然后施釉在陶瓷坯体上，再在还原气氛下于1400℃烧结0.5h。
本实施例制备的硅酸盐发光陶瓷釉的激发波长为365nm，发射波长为470nm（如图3所示），发出蓝色的荧光，发光亮度相对于实施例1和2较低。
实施例4：
本实施例的耐高温硅酸盐发光陶瓷釉的制备方法，包括以下步骤：
(1) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的制备：稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的化学组成表示式为M2-x-yMgSi2O7: Eux, Lny，其中M为Sr元素，Ln为稀土Dy元素，x=0.02,y=0.1。准确称量SiO2 16.30g、SrCO3 36.10g、Eu2O3 0.96g、Dy2O3 3.55g、Mg O 5.35g以及6gH3BO3助溶剂，充分混合后， 在还原气氛下于1220℃下烧结2h。样品烧成后进行粉碎并过250目筛，得到粒度为250目的发光粉体。
(2) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的包覆：量取500ml去离子水和50ml正丙醇混合后，用稀盐酸溶液调节PH值至2，将步骤（1）中粒度为250目的发光粉体分散到上述酸性溶液中形成悬浮液，然后向悬浮溶液中逐滴滴加正硅酸乙酯与正丙醇的混合溶液（其中正硅酸乙酯的质量为8.6g,正丙醇的体积为50ml），待包覆材料在发光粉体表面形成包覆层后，用水循环真空泵进行抽滤，将发光粉体从母液中分离，再用去离子水和乙醇交替洗涤，烘干后得到包覆后的发光粉体。
(3) 基础釉的化学组成（wt%）：
SiO2: 60 Al2O3: 14
CaO: 6.3 MgO: 0.5
BaO: 3.2 K2O: 3.5
Na2O: 3.0 ZnO: 1.0
Li2O:2.0 SrO: 3.5
B2O3: 3.0
辅助材料为黏土（用量为基础釉质量的5%），羧甲基纤维素钠分散剂（用量为基础釉质量的0.35%）
(4) 将步骤(1)中制备的发光粉体及步骤(2)中包覆后的发光粉体分别与步骤(3)中的基础釉(包覆前与包覆后的发光粉体的质量都为25g，基础釉料的质量为58g)均匀混合，然后施釉在陶瓷坯体上，在空气气氛下于1000℃保温0.5h。
本实施例制备的硅酸盐发光陶瓷釉的激发波长为365nm，发射波长为470nm（如图4所示），发出蓝色的荧光，以正硅酸乙酯为硅源，采用溶胶-凝胶法包覆改性后的发光粉体用于基础釉料中，制得的硅酸盐发光陶瓷釉的发光强度比包覆改性前的硅酸盐发光陶瓷釉的发光强度高，SiO2包覆改性一定程度上提高了发光粉体的耐高温性能，从而提高了发光陶瓷釉在高温下的发光性能。
实施例5：
本实施例的耐高温硅酸盐发光陶瓷釉的制备方法，包括以下步骤：
(1) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的制备：稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的化学组成表示式为M2-x-yMgSi2O7: Eux, Lny，其中M为Sr元素，Ln为稀土Dy元素，x=0.02,y=0.08。准确称量SiO2 16.09g、SrCO3 37.59g、Eu2O3 0.47g、Dy2O3 1.80g、Mg O 5.36g以及4gH3BO3助溶剂，充分混合后，在还原气氛下于1250℃下烧结2h。样品烧成后进行粉碎并过200目筛，得到粒度为200目的发光粉体。
(2) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的包覆：将上述粒度为200目的发光粉体分散到浓度为0.02mol/L的260ml硝酸铝溶液中形成悬浮液，然后向悬浮溶液中逐滴滴加体积分数为5%的稀氨水溶液，调节PH值至9.0，待包覆材料在发光粉体表面形成包覆层后，将发光粉体从母液中分离，再用去离子水和乙醇交替洗涤，烘干后得到包覆后的发光粉体。
(3) 基础釉的化学组成（wt%）：
SiO2: 60 Al2O3: 17
CaO: 6.3 BaO: 3.0
K2O: 3.2 Na2O: 5.0
Li2O: 1.0 SrO: 1.0
B2O3: 3.5
辅助材料为黏土（用量为基础釉质量的8%），柠檬酸铵分散剂（用量为基础釉质量的0.3%）
(4) 将步骤(1)中包覆前的发光粉体及步骤(2)中包覆后的发光粉体分别与步骤(3)中的基础釉(包覆前与包覆后的发光粉体的质量都为25g，基础釉料的质量为58g)均匀混合，然后施釉在陶瓷坯体上，在空气气氛下于1250℃保温2h。
本实施例制备的硅酸盐发光陶瓷釉的激发波长为365nm，发射波长为470nm（如图5所示），发出蓝色的荧光，以九水硝酸铝为铝源，将包覆改性后的发光粉体用于基础釉料中，制得的硅酸盐发光陶瓷釉的发光强度是包覆改性前的硅酸盐发光陶瓷釉的发光强度的2倍，Al2O3包覆改性一定程度上提高了发光粉体的耐高温性能，从而提高了发光陶瓷釉在高温下的发光性能。
实施例6：
本实施例的耐高温硅酸盐发光陶瓷釉的制备方法，包括以下步骤：
(1) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的制备：稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的化学组成表示式为M2-x-yMgSi2O7: Eux, Lny，其中M为Sr元素，Ln为稀土Dy元素，x=0.01,y=0.05。准确称量SiO2 16.13g、SrCO3 38.49g、Eu2O3 0.24g、Dy2O3 1.25g、Mg CO3 11.29g以及4gH3BO3助溶剂，充分混合后，在还原气氛下于1280℃下烧结2h。样品烧成后进行粉碎并过200目筛，得到粒度为200目的发光粉体。
(2) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的包覆：将上述粒度为200目的发光粉体分散到500ml乙二醇中形成悬浮液，然后向悬浮溶液中滴加浓度为0.03mol/L的170ml硅酸钠溶液，再逐滴滴加体积分数为10%的硝酸溶液，调节PH值至8.0，待包覆材料在发光粉体表面形成包覆层后，将发光粉体从母液中分离，再用去离子水和乙醇交替洗涤，烘干后在400℃下预烧。
(3) 将步骤(2)中预烧的粉体按照本实施例步骤（2）操作进行二次包覆改性。
(4) 基础釉的化学组成（wt%）：
SiO2: 40 Al2O3: 30
CaO: 12.0 MgO: 1.0
BaO: 3.8 K2O: 4.2
Na2O: 3.0 Li2O: 1.0
Sr O: 1.0 B2O3:4.0
辅助材料为黏土（用量为基础釉质量的6%），柠檬酸铵分散剂（用量为基础釉质量的0.25%）
(5) 将步骤(1)中包覆前的发光粉体及步骤(2)中包覆后的发光粉体分别与步骤(3)中的基础釉(包覆前与包覆后的发光粉体的质量都为25g，基础釉料的质量为58g)均匀混合，然后施釉在陶瓷坯体上，在空气气氛下于1400℃保温2h。
本实施例制备的硅酸盐发光陶瓷釉的激发波长为365nm，发射波长为470nm（如图6所示），发出蓝色的荧光，以硅酸钠为硅源，将包覆改性后的发光粉体用于基础釉料中，制得的硅酸盐发光陶瓷釉的发光强度比包覆改性前的硅酸盐发光陶瓷釉的发光强度高，虽然SiO2包覆改性一定程度上提高了发光粉体的耐高温性能，但由于硅酸盐发光陶瓷釉在1400℃下保温了6h，保温时间过长，从而导致发光强度急剧下降。
实施例7：
本实施例的耐高温硅酸盐发光陶瓷釉的制备方法，包括以下步骤：
(1) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的制备：稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的化学组成表示式为M2-x-yMgSi2O7: Eux, Lny，其中M为Sr元素，Ln为稀土Dy元素，x=0.01,y=0.08。准确称量SiO2 16.09g、SrCO3 37.59g、Eu2O3 0.47g、Dy2O3 1.9g、Mg O 5.36g以及4gH3BO3助溶剂，充分混合后， 在还原气氛下于1250℃下烧结2h。样品烧成后进行粉碎并过200目筛，得到粒度为200目的发光粉体。
(2) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的包覆：将上述粒度为200目的发光粉体分散到200ml的去离子水中形成悬浮液，然后向悬浮溶液中同时滴加15ml硅溶胶和6ml锆溶胶，获得前驱体溶液，用盐酸调节PH值至3，待包覆材料在发光粉体表面形成包覆层后，将发光粉体从母液中分离，再用去离子水和乙醇交替洗涤，烘干后得到包覆后的发光粉体。
(3) 基础釉的化学组成（wt%）：
SiO2: 63 Al2O3: 18
Ca O: 4.3 Ba O: 3.0
K2 O: 2.2 Na2 O: 4.0
Li2 O: 1.5 B2O3:4.0
辅助材料为黏土（用量为基础釉质量的8%），羧甲基纤维素钠分散剂（用量为基础釉质量的0.25%）
(4) 将步骤(1)中包覆前的发光粉体及步骤(2)中包覆后的发光粉体分别与步骤(3)中的基础釉(包覆前与包覆后的发光粉体的质量都为25g，基础釉料的质量为58g)均匀混合，然后施釉在陶瓷坯体上，在空气气氛下于1350℃保温2h。
本实施例制备的硅酸盐发光陶瓷釉的激发波长为365nm，发射波长为470nm（如图7所示），发出蓝色的荧光，包覆改性后的发光粉体用于基础釉料中，制得的硅酸盐发光陶瓷釉的发光强度比包覆改性前的硅酸盐发光陶瓷釉的发光强度高，硅酸盐发光陶瓷釉能够在1350℃釉烧后，仍保持较好的储光能力和发光强度，因此硅酸锆包覆改性一定程度上提高了发光粉体的耐高温性能，从而提高了发光陶瓷釉在高温下的发光性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐高温硅酸盐发光陶瓷釉的制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的制备：在Si(OC2H5)4中加入共溶剂，两者混合均匀得溶液A；准确称量Eu2O3、Ln2O3、MgO或MgCO3、MCO3分别溶于稀硝酸溶液中得金属溶液；H3BO3溶于去离子水中得溶液B;将溶液A、金属溶液、溶液B混合，搅拌均匀得到透明均相溶液，加入氨水调节pH值为1-10，然后在30-80℃水浴中不停地搅拌，待溶液转化成湿凝胶后取出，置于烘箱中干燥生成干凝胶，再将所生成的干凝胶置于坩埚中用酒精引燃，发生自蔓延燃烧反应形成稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的自燃烧粉末；其中M选自Ca，Sr，Ba中的一种或多种元素；
（2）按质量百分比计，基础釉的化学组成如下：
SiO2: 40～85 Al2O3: 8～30
CaO: 1～10 MgO: 0～3
BaO: 0～4 K2O: 1～5
Na2O: 1～6 ZnO: 0～5
Li2O: 0～3 SrO: 1～8
辅助材料为黏土和分散剂，所述黏土用量为基础釉质量的4～10%，分散剂用量为基础釉质量的0.1～0.5%；
（3）将步骤(1)中的自燃烧粉末与步骤(2)中的基础釉混合均匀，然后施釉在陶瓷坯体上，在还原气氛下烧成。
2.一种耐高温硅酸盐发光陶瓷釉的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的制备：称量Eu2O3、Ln2O3、MgO或MgCO3、MCO3、SiO2以及助溶剂H3BO3后，充分混合， 在还原气氛下烧结后进行粉碎并过筛，即可得到相应粒度的稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的粉体； 其中M选自Ca，Sr，Ba中的一种或多种元素
(2) 稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的包覆：将稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的粉体分散到包覆材料溶液中形成悬浮液，或者将包覆材料逐渐滴加到发光粉悬浮液中，待包覆材料在发光粉表面形成包覆层后，用离心机离心分离剩余溶液，用去离子水和乙醇交替洗涤，烘干；第一次包覆后，依据包覆层的特性在200℃～700℃范围内进行预烧，冷却后进行第二次包覆；
(3) 按质量百分比计，基础釉的化学组成如下：
SiO2: 40～85 Al2O3: 8～30
CaO: 1～10 MgO: 0～3
BaO: 0～4 K2O: 1～5
Na2O: 1～6 ZnO: 0～5
Li2O: 0～3 SrO: 1～8
辅助材料为黏土和分散剂，所述黏土用量为基础釉质量的4～10%，分散剂用量为基础釉质量的0.1～0.5%；
(4) 将步骤（2）包覆后的发光粉体与基础釉混合均匀，然后施釉在陶瓷坯体上，在还原气氛或空气气氛下烧成。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的共溶剂为无水乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇中的一种以上。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料含有硅酸盐基体和稀土激活剂离子，化学组成表示式为：M2-x-yMgSi2O7: Eux,Lny， 其中M选自Ca，Sr，Ba中的一种或多种元素，Ln选自Nd，Dy，Tm，Ce，Sm，Ho，Pm，Er，Yb，Lu和Pr中的一种或多种元素；x，y为摩尔系数，其中0.0001≤x≤0.1, 0≤y≤0.25。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的分散剂为柠檬酸铵、聚丙烯酸铵和羧甲基纤维素钠中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述自燃烧粉末的质量占自燃烧粉末与基础釉总质量的15～45%，基础釉的质量占自燃烧粉末与基础釉总质量的55%～85%；所述烧成的温度为1000～1400℃，保温时间为0.5h～3h；在步骤（3）陶瓷釉料中加入颜料可制得彩色发光陶瓷釉。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述烧结的温度为1100～1400℃，保温时间为0.5h ~ 12h；步骤（3）所述的分散剂为柠檬酸铵、聚丙烯酸铵和羧甲基纤维素钠中的一种以上。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的二次包覆的包覆层既可以与第一次包覆的包覆层相同，也可以不同；所述包覆材料为正硅酸乙酯、硅酸钠、九水硝酸铝、锆溶胶与硅溶胶中的一种以上，包覆层由二氧化硅、氧化铝、硅酸锆中的至少一层所构成；所述包覆材料与稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的粉体的质量比为（0.01～0.3）：1。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述包覆后的发光粉体的质量占包覆后的发光粉体与基础釉总质量的15～45%，基础釉的质量占包覆后的发光粉体与基础釉总质量的55%～85%；所述烧成的温度为1000～1400℃，保温时间为0.5h~6h；在步骤（4）陶瓷釉料中加入颜料可制得彩色发光陶瓷釉。
10.由权利要求1-2任一项所述的制备方法制得的一种耐高温硅酸盐发光陶瓷釉。
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