CN107987830A - 一种暖色长余辉材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种暖色长余辉材料，其特征在于，采用以下步骤制备而成：把原料Pr6O11、TiO2、ZnO、Na2CO3、H3BO3放入90℃干燥箱内恒温2小时去除原料中的微量水分；按样品的名义组分计算各原料的质量，选用0.1mg的电子天平准确称取干燥处理后的原料；将称取后的原料置于玛瑙研钵中，手工研磨30min使原料充分混合均匀；充分混合可增大反应物之间的接触面积，有利于原子或离子的扩散运输，从而加快固相反应的速度；在均匀混合法中，在调节原料比例过程中，红光的强度始终低于没有被吸收的蓝光的强度，而在涂层型方式中可以检测到，在调节涂层层数与结构的过程中，红光的峰超过了蓝光的峰。

Description

一种暖色长余辉材料
技术领域
本发明涉及材料技术，尤其涉及一种暖色长余辉材料。
背景技术
任何物体都具有红外辐射，这是一种热平衡现象，发光材料也不例外。发光材料是指在外界能量的激发下，偏离热平衡状态后回到平衡状态时，将能量以光的形式释放出来的功能材料。
根据激发能量不同发光材料主要可以分为：
光致发光(photoluminescence)：由电磁辐射(通常为紫外光)激发发光材料，电子向高能级跃迁，回到基态产生光辐射。
热释发光(thermoluminescence)：指发光材料温度升高，其激发停止后消失的发光又出现的现象。
阴极射线发光(cathodoluminescence)：由高能量电子束撞击发光材料，产生二次电子，大部分二次电子激发发光中心，产生光辐射跃迁而发出光；
X射线发光(X-rayluminescence)：由X射线激发，使发光材料中的原子、分子碰撞，获得较大动能的电子，这些电子又引起其他原子的电离，通过激子的迁移，把激发能传递给发光中心而发光。
电致发光(electroluminescence)：电场直接作用在发光材料上，激发发光中心使材料发光。
长余辉材料是一种特殊的光致发光材料，它在外界光照激发发光的同时可以将外界激发能量的部分存储起来，在外界光照激发停止后将存储的能量缓慢的以光辐射的形式释放出来。在能源匮乏和环境污染严重的今天，长余辉材料以其储能和环保的特性，被广泛应用在诸多领域，如紧急弱光照明、应急指示、航空和汽车仪表显示、夜光陶瓷等领域，近年又扩展到信息存储、高能射线探测等领域。
目前，铝酸盐和硅酸盐体系的蓝光、绿光长余辉材料的研究已趋于成熟，其发光性能都达到了实际应用的要求，被广泛应用在各个领域。然而红色长余辉发光材料的研究相对缓慢，其发光性能离实际应用还有很大差距，很难和蓝色、绿色发光材料混合获得橙色、黄色等暖色发光粉。红色长余辉材料中余辉性能最好的材料是Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+，其余辉时间已有5h，然而硫氧化物材料稳定性差、环境污染等缺陷，限制了该材料的应用。
发明内容
本发明的目的在于，针对目前长余辉材料的诸多问题，提出一种暖色长余辉材料，在均匀混合法中，在调节原料比例过程中，红光的强度始终低于没有被吸收的蓝光的强度，而在涂层型方式中可以检测到，在调节涂层层数与结构的过程中，红光的峰超过了蓝光的峰。因此，通过改变原料的涂层方式，改变原料的比例，可以调节最终样品的发光颜色。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种暖色长余辉材料，采用以下步骤制备而成：
步骤1、把原料Pr6O11、TiO2、ZnO、Na2CO3、H3BO3放入90℃干燥箱内恒温2小时去除原料中的微量水分；
(2)根据Ca1-2x-yNaxTiO3：Pr3+ x，Zn2+ y化学式，按样品的名义组分计算各原料的质量，选用0.1mg的电子天平准确称取干燥处理后的原料；
(3)将称取后的原料置于玛瑙研钵中，手工研磨30min使原料充分混合均匀；充分混合可增大反应物之间的接触面积，有利于原子或离子的扩散运输，从而加快固相反应的速度；
(4)将研磨充分的样品原材料和碳粉分别放置在不同的刚玉舟中，然后将刚玉舟放入气氛热处理程控高温炉的炉体中心，以保证原材料受热均匀的同时，能在设定的温度下进行反应；
(5)设定气氛热处理程控高温炉的升温速率、反应温度、保温时间后进行样品烧结；
(6)制备好样品后，在玛瑙研钵中对样品进行粉碎。
进一步地，烧结温度为1200-1400℃。
进一步地，暖色长余辉材料中掺杂有摩尔量为0.2mol％的Pr3+。
进一步地，暖色长余辉材料中掺杂有摩尔量为10mol％的Zn2+离子。
本发明暖色长余辉材料，与现有技术相比较具有以下优点：
在均匀混合法中，在调节原料比例过程中，红光的强度始终低于没有被吸收的蓝光的强度，而在涂层型方式中可以检测到，在调节涂层层数与结构的过程中，红光的峰超过了蓝光的峰。因此，通过改变原料的涂层方式，改变原料的比例，可以调节最终样品的发光颜色。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
本实施例公开了一种暖色长余辉材料，采用以下步骤制备而成：
步骤1、把原料Pr6O11、TiO2、ZnO、Na2CO3、H3BO3放入90℃干燥箱内恒温2小时去除原料中的微量水分；
(2)根据Ca1-2x-yNaxTiO3：Pr3+ x，Zn2+ y化学式，按样品的名义组分计算各原料的质量，选用0.1mg的电子天平准确称取干燥处理后的原料；
(3)将称取后的原料置于玛瑙研钵中，手工研磨30min使原料充分混合均匀；充分混合可增大反应物之间的接触面积，有利于原子或离子的扩散运输，从而加快固相反应的速度；
(4)将研磨充分的样品原材料和碳粉分别放置在不同的刚玉舟中，然后将刚玉舟放入气氛热处理程控高温炉的炉体中心，以保证原材料受热均匀的同时，能在设定的温度下进行反应；
(5)设定气氛热处理程控高温炉的升温速率、反应温度、保温时间后进行样品烧结；
(6)制备好样品后，在玛瑙研钵中对样品进行粉碎。
烧结温度为1400℃。
暖色长余辉材料中掺杂有摩尔量为0.2mol％的Pr3+。
本发明暖色长余辉材料，与现有技术相比较具有以下优点：
在均匀混合法中，在调节原料比例过程中，红光的强度始终低于没有被吸收的蓝光的强度，而在涂层型方式中可以检测到，在调节涂层层数与结构的过程中，红光的峰超过了蓝光的峰。因此，通过改变原料的涂层方式，改变原料的比例，可以调节最终样品的发光颜色。
实施例2
本实施例公开了一种暖色长余辉材料，采用以下步骤制备而成：
步骤1、把原料Pr6O11、TiO2、ZnO、Na2CO3、H3BO3放入90℃干燥箱内恒温2小时去除原料中的微量水分；
(2)根据Ca1-2x-yNaxTiO3：Pr3+ x，Zn2+ y化学式，按样品的名义组分计算各原料的质量，选用0.1mg的电子天平准确称取干燥处理后的原料；
(3)将称取后的原料置于玛瑙研钵中，手工研磨30min使原料充分混合均匀；充分混合可增大反应物之间的接触面积，有利于原子或离子的扩散运输，从而加快固相反应的速度；
(4)将研磨充分的样品原材料和碳粉分别放置在不同的刚玉舟中，然后将刚玉舟放入气氛热处理程控高温炉的炉体中心，以保证原材料受热均匀的同时，能在设定的温度下进行反应；
(5)设定气氛热处理程控高温炉的升温速率、反应温度、保温时间后进行样品烧结；
(6)制备好样品后，在玛瑙研钵中对样品进行粉碎。
烧结温度为1200℃。
暖色长余辉材料中掺杂有摩尔量为10mol％的Zn2+离子。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种暖色长余辉材料，其特征在于，采用以下步骤制备而成：
步骤1、把原料Pr6O11、TiO2、ZnO、Na2CO3、H3BO3放入90℃干燥箱内恒温2小时去除原料中的微量水分；
步骤2、根据Ca1-2x-yNaxTiO3：Pr3+ x，Zn2+ y化学式，按样品的名义组分计算各原料的质量，选用0.1mg的电子天平准确称取干燥处理后的原料；
步骤3、将称取后的原料置于玛瑙研钵中，手工研磨30min使原料充分混合均匀；充分混合可增大反应物之间的接触面积，有利于原子或离子的扩散运输，从而加快固相反应的速度；
步骤4、将研磨充分的样品原材料和碳粉分别放置在不同的刚玉舟中，然后将刚玉舟放入气氛热处理程控高温炉的炉体中心，以保证原材料受热均匀的同时，能在设定的温度下进行反应；
步骤5、设定气氛热处理程控高温炉的升温速率、反应温度、保温时间后进行样品烧结；
步骤6、制备好样品后，在玛瑙研钵中对样品进行粉碎。
2.根据权利要求1所述暖色长余辉材料，其特征在于，烧结温度为1200-1400℃。
3.根据权利要求1所述暖色长余辉材料，其特征在于，暖色长余辉材料中掺杂有摩尔量为0.2mol％的Pr3+。
4.根据权利要求1所述暖色长余辉材料，其特征在于，暖色长余辉材料中掺杂有摩尔量为10mol％的Zn2+离子。
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