CN109666481A - 一种长余辉发光材料及其制备方法 - Google Patents

一种长余辉发光材料及其制备方法 Download PDF

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CN109666481A CN201710951130.7A CN201710951130A CN109666481A CN 109666481 A CN109666481 A CN 109666481A CN 201710951130 A CN201710951130 A CN 201710951130A CN 109666481 A CN109666481 A CN 109666481A
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强耀春
强建科
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Abstract

本发明涉及一种新型稀土长余辉发光材料，其化学通式为：R3‑x‑y‑zBaxLyMzAl5‑a‑b‑xNaQbTxO12，x、y、z、a和b为摩尔系数，0＜x≤2，0.0005≤y≤0.05，0≤z≤2‑x，0.0001≤a≤0.05，1≤b≤4；其中，R为Y、Lu、Gd、La元素中的至少一种；L为Tb、Pr、Ce、Nd、Yb以及Eu元素中的至少一种；M为Mg、Ca、Sr元素中的至少一种；N为Cr、Ni、Fe、Cu、Co、Bi和Hf元素中的至少一种。Q为Sc和Ga元素中的一种或两种，T为Si和Ge元素中的一种或两种。本发明提供的长余辉发光材料在紫外光和蓝光区域都有较强的激发峰，被激发后都能发出很强的可见光，因此在弱光照明领域有很大的应用潜力。本发明的长余辉发光材料的制备工艺流程简单，制造成本低，容易产业化。

Description

一种长余辉发光材料及其制备方法
技术领域
本发明属于可见光激发用长余辉材料技术领域，公开了一种新型长余辉材料及其制备方法。
背景技术
长余辉发光材料俗称夜光材料，是指在激发光照射停止后仍能继续发光，并且能够持续一定时间的发光材料。由长余辉发光材料被激发后能够在黑暗环境中持续发光，因而可以应用在应急指示、弱光照明，装饰、陶瓷釉料、发光油墨、发光纤维、光电传感器以及国防军事等诸多领域。
硫化物系列的长余辉发光材料ZnS：Cu绿光，(CaSr)S：Bi蓝光，(ZnCd)S：Cu黄橙光)由于余辉亮度不高，余辉时间短，在空气中遇水易分解，已经逐渐被市场淘汰。
上世纪90年代，科研工作者开发出了稀土Eu2+和Dy3+共激活的碱土金属铝酸盐长余辉发光材料(MAl2O4基质，M为Mg、Ca、Sr以及Ba中的一种或者多种)，该材料发光亮度高、余辉时间长，是目前市场上发光性能最好的长余辉材料之一。然而这种长余辉材料的致命缺点就是耐水性差。为了克服耐水性差的缺点，该材料在使用中需要添加到防水的有机材料中，或者需要进行包膜处理。这样不但大幅度增加了材料制造成本，而且包膜过程不可避免的影响了该材料的发光性能。
为了弥补铝酸盐长余辉发光材料的不足，科研工作者又开发了稀土Eu2+和Dy3+共激活的碱土金属硅酸盐基质的稀土长余辉发光材料(M2MgSi2O7基质，M为Ca和Sr中的一种或者多种)，该长余辉发光材料发光亮度高、余辉时间长，而且具有较好的耐水性能。然而，由于该体系的长余辉发光材料仍然是以Eu2+为激活剂，因此其抗高温氧化性能很差，很难应用于中高温氧化环境当中。
另外，不论是稀土Eu2+和Dy3+共激活的碱土金属铝酸盐基质((MAl2O4基质，M为Mg、Ca、Sr以及Ba中的一种或者多种))还是硅酸盐基质(M2MgSi2O7基质，M为Ca和Sr中的一种或者多种)的稀土长余辉发光材料，其最佳激发光都处于紫外或近紫外光的区域。而近些年白光LED在照明领域的占有率越来大，将逐步成为照明领域的主流光源。目前主流的白光LED所发射的光谱中不含紫外光和近紫外光，因此，白光LED所发射的光对Eu2+和Dy3+共激活的碱土金属铝酸盐基质(MAl2O4基质，M为Mg、Ca、Sr以及Ba中的一种或者多种)以及硅酸盐基质(M2MgSi2O7基质，M为Ca和Sr中的一种或者多种)的稀土长余辉发光材料激发效果不佳。
为解决上述技术问题，现有技术也提出了一些解决方案，例如，J.Ueda，JianXu等人研究了不同镓含量对Y3Al5-xGaxO12：Ce3+，Cr3+长余辉陶瓷的余辉性能影响(Jumpei Ueda，Keisuke Kuroishi，Setsuhisa Tanabe.Applied Physics Letters，2014，104，101904.)、研究了样品厚度对(Y0.995Ce0.005)3Al2Ga3O12：Cr0.001透明陶瓷余辉性能的影响(Jian Xu，Jumpei Ueda，Keisuke Kuroishi，Scripta Materialia，2015，102，47-50.)、研究了不同稀土激活离子对Y3-xMxAl1.999Cr0.001Ga3O12(M＝Pr，Nd，Tb，Dy)余辉性能的影响(Jian Xu，JumpeiUeda，Setsuhisa Tanabe.Journal of Materials Chemistry C，2016，4，4380.)。然而目前这些已经报道的长余辉材料都是陶瓷块体材料，其余辉性能尚可与已经商品化的SrAl2O4：Eu2+，Dy3+性能媲美，但是有关碱土金属氧化物和二氧化硅双取代Y3Al2Ga3O12基质中氧化钇和氧化镓的研究鲜有报道。
再如公开号为WO2015099145A1的国际专利文献公开了一种化学式为A3B2C3O12的长余辉发光材料，其中，A为Ce元素同时还包括Mg、Ca、Sr、La、Gd、Y、Lu、Tb元素中的至少一种；B为Al、Ga、Sc、In、Mg、Y、Lu元素中的至少一种；C为Si、Ge、Al、Ga元素中的至少一种；由以上元素所构成的化合物中，Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Hf、Si、Yb、Eu、Pr以及Tb元素中的至少一种元素作为添加物。然而，该专利权利要求的化学式为A3B2C3O12中，A所包含的元素中不包括元素Ba。
基于以上技术现状，本领域急需一种颜色丰富可调、能被蓝光有效激发、耐水性和抗高温氧化性能优异、余辉亮度高且时间长的长余辉发光材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种能被蓝光有效激发的、耐水性和抗高温氧化性能优良的、余辉亮度度高且时间长的长余辉发光材料。
本发明的另一目的是提供上述长余辉发光材料的一种制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种长余辉发光材料，其特征在于，其化学通式可以表示为：R3-x-y-zBaxLyMzAl5-a-b- xNaQbTxO12；x、y、z、a和b为摩尔系数，0＜x≤2，0.0005≤y≤0.05，0≤z≤2-x，0.0001≤a≤0.05，1≤b≤4：
其中，R为Y、Lu、Gd、La元素中的至少一种；
L为Tb、Pr、Ce、Nd、Yb、Eu元素中的至少一种；
M为Mg、Ca、Sr元素中的至少一种；
N为Cr、Ni、Fe、Cu、Co、Bi和Hf元素中的至少一种；
Q为Sc和Ga元素中的一种或两种；
T为Si和Ge元素中的一种或两种。
本发明所提供的长余辉材料由于具备石榴石晶体结构，能被蓝光下激发、耐水性和抗高温氧化性能优异。
作为优选，R为Y、Lu、Gd元素中的至少一种。
作为优选，L为Ce元素。
作为优选，N为Cr元素。
作为优选，Q为Ga元素。
作为优选，0＜x≤2，0.0005≤y≤0.05，z＝0，0.0001≤a≤0.05，1≤b≤4。
进一步优选，0.18＜x≤0.6，0.005≤y≤0.02，z＝0，0.001≤a≤0.01，2.6≤b≤3.2。在该优选的范围下，获得的长余辉发光材料性能优异。
本发明所述的长余辉发光材料，在波长为200nm～480nm的光照下激发。
本发明还提供了一种所述长余辉发光材料的制备方法，按所述分子通式的元素摩尔比将R源、L源、M源、N源、Q源、T源、Ba源、Al源混合得混合物料；将所述的混合物料在还原气氛、1200～1650℃下烧结，得所述的长余辉发光材料；
R源、L源、M源、N源、Q源、T源、Ba源、Al源为各自元素对应的氧化物、氢氧化物、草酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的至少一种。
所述的R源为R元素的氧化物、氢氧化物、草酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的至少一种；所述的R元素为Y、Lu、Gd、La中的至少一种。
作为优选，所述的R源Y、Lu、Gd、La中的至少一种的氧化物。
进一步优选，所述的R源为Y2O3、Lu2O3、Gd2O3中的至少一种。
所述的L源为L元素的氧化物、氢氧化物、草酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的至少一种；所述的L元素为Tb、Pr、Ce、Nd、Tb以及Eu元素中的至少一种。
作为优选，所述的L源为Ce的氧化物；进一步优选为CeO2。
所述的M源为M元素的氧化物、氢氧化物、草酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的至少一种；所述的M元素为Mg、Ca、Sr元素中的一种。
所述的N源为N元素的氧化物、氢氧化物、草酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的至少一种；所述的N元素为Cr、Ni、Fe、Cu、Co、Bi和Hf元素中的至少一种。
作为优选，所述的N源为Cr的氧化物，进一步优选为Cr2O3。
所述的Q源为Q元素的氧化物、氢氧化物、草酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的至少一种；所述的Q元素为Sc和Ga元素中的一种或两种。
作为优选，所述的Q源为Q元素的氧化物，进一步优选为Ga的氧化物，更进一步优选为Ga2O3。
所述的T源为T元素的氧化物、氢氧化物、草酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的至少一种；所述的T元素为Si和Ge元素中的一种或两种。
作为优选，所述的T源为Si、Ge至少一种的氧化物；更进一步优选为GeO2、SiO2中的一种或两种。
所述的Ba源为Ba的氧化物、氢氧化物、草酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的至少一种。
作为优选，Ba源为Ba的氧化物或碳酸盐，进一步优选为碳酸钡。
所述的Al源为Al的氧化物、氢氧化物、草酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的至少一种。
作为优选，所述的Al源为Al的氧化物；进一步优选为三氧化二铝。
作为优选，以1～20℃/min的升温速率升温至所述的烧结温度。
作为优选，烧结温度为1350-1400℃。
作为优选，烧结时间为2～8h；进一步优选为3～5h。
烧结过程在还原性气氛下进行，所述的还原性气氛例如为10％H2+90％N2。
本发明提供的更优选的制备R3-x-y-zBaxLyMzAl5-a-b-xNaQbTxO12长余辉发光材料的方法，具体包括如下步骤：
((1)以R(R为Y、Lu、Gd、La中的至少一种)、L(L为Tb、Pr、Ce、Nd、Tb以及Eu元素中的至少一种)、M(M为Mg、Ca、Sr元素中的一种)、N(N为Cr、Ni、Fe、Cu、Co、Bi和Hf元素中的至少一种)、Q(Q为Sc和Ga元素中的一种或两种)、T(T为Si和Ge元素中的一种或两种)的氧化物、氢氧化物、草酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐为原料，按上述材料的化学式组成及化学计量称取相应的所述原料；
(2)将步骤(1)所称量的原料混合后充分研磨，使其混合均匀
(3)将步骤(2)所得到的混合物料装入刚玉坩埚，然后放入还原气氛的炉内，以1～20℃/min的升温速率升温到1200～1650℃并在此温度保温2～8小时，然后随炉自然冷却至室温；
(4)将步骤(3)所得到的产物破碎并筛分，即得到最终产物长余辉发光材料。
本发明的特点：
1、本发明涉及的长余辉发光材料颜色丰富可调，能被蓝光有效激发，耐水性和抗高温氧化性能优良，余辉亮度度高且时间长。
2、本发明涉及的长余辉发光材料的制备过程基本没有污染，无废水有毒气体排放，对环境友好。
3、本发明涉及的长余辉发光材料制备方法简单可行，高温固相法重复性非常好，便于规模化生产。
附图说明
图1是按照实施例1所得到的Y2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体的X射线衍射图谱(a)、余辉亮度与时间关系图(b)、激发光谱图(c)和发射光谱图(d)。
图2是按照实施例2所得到的Y2.595Ba0.4Ce0.005Al1.499Cr0.001Ga3.1Si0.4O12粉体的X射线衍射图谱(a)、余辉亮度与时间关系图(b)、激发光谱图(c)和发射光谱图(d)。
图3按照实施例3所得到的Y2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Ge0.4O12粉体的X射线衍射图谱(a)、余辉亮度与时间关系图(b)、激发光谱图(c)和发射光谱图(d)。
图4是按照实施例4所得到的Lu2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体的X射线衍射图谱(a)、余辉亮度与时间关系图(b)、激发光谱图(c)和发射光谱图(d)。
图5是按照实施例5所得到的Gd2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体的X射线衍射图谱(a)、余辉亮度与时间关系图(b)、激发光谱图(c)和发射光谱图(d)。
图6为实施例6所得到的Y1.2975Gd1.2975Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体的X射线衍射图谱(a)、余辉亮度与时间关系图(b)、激发光谱图(c)和发射光谱图(d)。
图7为实施例7所得到的Y1.2975Lu1.2975Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体的X射线衍射图谱(a)、余辉亮度与时间关系图(b)、激发光谱图(c)和发射光谱图(d)。
图8为对比例1所得到的Sr0.985Al2O4：0.01Eu2+，0.005Dy3+粉体的X射线衍射图谱(a)、余辉亮度与时间关系图(b)、激发光谱图(c)和发射光谱图(d)。
图9为实施例1所得到的Y2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体(a)与对比例1所得到的Sr0.985Al2O4：0.01Eu2+，0.005Dy3+粉体(b)的耐水性能测试结果图。
图10为实施例1所得到的Y2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体(a)与对比例1所得到的Sr0.985Al2O4：0.01Eu2+，0.005Dy3+粉体(b)的抗高温氧化性能测试结果图。
具体实施方式
样品的晶体结构及物相分析采用的是德国布鲁克公司D8Advance X射线衍射仪。辐射源为Cu靶Kα1辐射线(λ＝1.5406，扫描电压：40kV，扫描电流：40mA，扫描角度范围：10°～80°，扫描速度：10°/min。样品的激发谱和发射光谱采用北京卓立汉光仪器公司生产的FluoroSENS-9000型荧光光谱仪进行测试。激发光源为450W氙灯，测量狭缝：0.5nm，扫描分辨率：1nm。样品的余辉性能采用北京师范大学光电仪器厂生产的OPT-2003型测试系统进行测试，实施例1至7获得的样品测试时采用的分辨率为1mcd/m2，其他的样品测试时采用的分辨率为10mcd/m2。
实施例1：
称取BaCO3 7.8934g，Y2O3 29.2988g，Al2O3 10.1910g，Cr2O3 0.0076g，SiO22.4034g，CeO2 0.0861g，Ga2O3 24.3678g，将以上原料混合均匀后，装入刚玉坩埚，再放入还原气氛箱式炉内，然后以5℃/分钟的升温速率加热到1400℃，保温4h，随炉自然冷却至200℃以下取出，烧结得到的块状产物经过破碎、筛分后研磨后得到Y2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体。
本实施例制得的材料的检测性能见图1。由图1a可知本实施例制得的材料具有石榴石晶体结构；由图1b可知本实施例制得的材料被激发后具有良好的余辉性能；由图1c可知本实施例制得的材料能被430nm左右蓝光有效激发；由图1d可知本实施例制得的材料能被430nm蓝光激发后能发射出峰值波长在506nm的绿色光。
实施例2：
称取BaCO3 7.8934g，Y2O3 29.2988g，Al2O3 7.6420g，Cr2O3 0.0076g，SiO22.4034g，CeO2 0.0861g，Ga2O3 29.0539g，将以上原料混合均匀后，装入刚玉坩埚，再放入还原气氛箱式炉内，然后以5℃/分钟的升温速率加热到1350℃，保温4h，随炉自然冷却至200℃以下取出，烧结得到的块状产物经过破碎、筛分后研磨后得到Y2.595Ba0.4Ce0.005Al1.499Cr0.001Ga3.1Si0.4O12粉体。
本实施例制得的材料的检测性能见图2。由图2a可知本实施例制得的材料具有石榴石晶体结构；由图2b可知本实施例制得的材料被激发后具有良好的余辉性能；由图2c可知本实施例制得的材料能被430nm左右蓝光有效激发；由图2d可知本实施例制得的材料能被430nm蓝光激发后能发射出峰值波长在496nm的蓝绿色光。
实施例3：
称取BaCO3 7.8934g，Y2O3 29.2988g，Al2O3 10.1910g，Cr2O3 0.0076g，GeO24.1855g，CeO2 0.0861g，Ga2O3 24.3678g，将以上原料混合均匀后，装入刚玉坩埚，再放入还原气氛箱式炉内，然后以5℃/分钟的升温速率加热到1350℃，保温4h，随炉自然冷却至200℃以下取出，烧结得到的块状产物经过破碎、筛分后研磨后得到Y2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Ge0.4O12粉体。
本实施例制得的材料的检测性能见图3。由图3a可知本实施例制得的材料具有石榴石晶体结构；由图3b可知本实施例制得的材料被激发后具有良好的余辉性能；由图3c可知本实施例制得的材料能被430nm左右蓝光有效激发；由图3d可知本实施例制得的材料能被430nm蓝光激发后能发射出峰值波长在508nm的蓝绿色光。
实施例4：
称取BaCO3 7.8934g，Lu2O3 51.6315g，Al2O3 10.1910g，Cr2O3 0.0076g，SiO22.4034g，CeO2 0.0861g，Ga2O3 24.3678g，将以上原料混合均匀后，装入刚玉坩埚，再放入还原气氛箱式炉内，然后以5℃/分钟的升温速率加热到1400℃，保温4h，随炉自然冷却至200℃以下取出，烧结后的产物经过破碎、筛分后研磨后得到Lu2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体。
本实施例制得的材料的检测性能见图4。由图4a可知本实施例制得的材料具有石榴石晶体结构；由图4b可知本实施例制得的材料被激发后具有良好的余辉性能；由图4c可知本实施例制得的材料能被430nm左右蓝光有效激发；由图4d可知本实施例制得的材料能被430nm蓝光激发后能发射出峰值波长在484nm的蓝绿色光。
实施例5：
称取BaCO3 7.8934g，Gd2O3 47.0340g，Al2O3 10.1910g，Cr2O3 0.0076g，SiO22.4034g，CeO2 0.0861g，Ga2O3 24.3678g，将以上原料混合均匀后，装入刚玉坩埚，再放入还原气氛箱式炉内，然后以5℃/分钟的升温速率加热到1400℃，保温4h，随炉自然冷却至200℃以下取出，烧结后的块状产物经过破碎、筛分后研磨后得到Gd2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体。
本实施例制得的材料的检测性能见图5。由图5a可知本实施例制得的材料具有石榴石晶体结构；由图5b可知本实施例制得的材料被激发后具有良好的余辉性能；由图5c可知本实施例制得的材料能被438nm左右蓝光有效激发；由图5d可知本实施例制得的材料能被438nm蓝光激发后能发射出峰值波长在534nm的黄色光。
实施例6：
称取BaCO3 7.8934g，Y2O3 14.6494g，Gd2O3 23.5170g，Al2O3 10.1910g，Cr2O30.0076g，SiO2 2.4034g，CeO2 0.0861g，Ga2O3 24.3678g，将以上原料混合均匀后，装入刚玉坩埚，再放入还原气氛箱式炉内，然后以5℃/分钟的升温速率加热到1400℃，保温4h，随炉自然冷却至200℃以下取出，烧结后产物经过破碎、筛分后研磨后得到Y1.2975Gd1.2975Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体。
本实施例制得的材料的检测性能见图6。由图6a可知本实施例制得的材料具有石榴石晶体结构；由图6b可知本实施例制得的材料被激发后具有良好的余辉性能；由图6c可知本实施例制得的材料能被438nm左右蓝光有效激发；由图6d可知本实施例制得的材料能被438nm蓝光激发后能发射出峰值波长在531nm的黄绿色光。
实施例7：
称取BaCO3 7.8934g，Y2O3 14.6494g，Lu2O3 25.8158g，Al2O3 10.1910g，Cr2O30.0076g，SiO2 2.4034g，CeO2 0.0861g，Ga2O3 24.3678g，将以上原料混合均匀后，装入刚玉坩埚，再放入还原气氛箱式炉内，然后以5℃/分钟的升温速率加热到1400℃，保温4h，随炉自然冷却至200℃以下取出，烧结后产物经过破碎、筛分后研磨后得到Y1.2975Lu1.2975Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体。
本实施例制得的材料的检测性能见图7。由图7a可知本实施例制得的材料具有石榴石晶体结构；由图7b可知本实施例制得的材料被激发后具有良好的余辉性能；由图7c可知本实施例制得的材料能被430nm左右蓝光有效激发；由图7d可知本实施例制得的材料能被430nm蓝光激发后能发射出峰值波长在497nm的蓝绿色光。
实施例8：
首先，分别称取实施例1所得到的Y2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体1.0g，称取相同重量10份，然后将其分别浸泡在400ml的超纯水中，每经过24h将其中的一份过滤，在100℃下经过10h烘干，最后将其用发射峰值为460nm的LED照射5mim，测试其停止光源激发后15s的余辉亮度值。
由图9a可知实施例1制得的Y2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体在超纯水中浸泡240小时后，其停止光源激发后15s的余辉亮度值几乎保持不变。这说明实施例1制得的Y2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体具有优异的耐水性能。
实施例9：
首先，分别称取实施例1所得到的Y2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体1.0g，称取相同重量7份，然后将其分别在500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃和1100℃的空气气氛下灼烧1h，随炉自然冷却后，将其用发射峰值为460nm的LED照射5mim，测试其停止光源激发后15s的余辉亮度值。
由图10a可知实施例1制得的Y2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体在800℃的空气气氛下灼烧1h后，其停止光源激发后15s的余辉亮度值仍然与未热处理的保持一致。这说明实施例1制得的Y2.595Ba0.4Ce0.005Al1.999Cr0.001Ga2.6Si0.4O12粉体具有优异的抗高温氧化性能。
对比例1：
称取SrCO3 46.9341g，Eu2O3 0.5894g，Dy2O3 0.3124g，Al2O3 34.1365g，H3BO30.4099g，将以上原料混合均匀后，装入刚玉坩埚，再放入还原气氛箱式炉内，然后以5℃/分钟的升温速率加热到1400℃，保温4h，随炉自然冷却至200℃以下取出，烧结后产物经过破碎、筛分后研磨后得到名义化学式Sr0.985Al2O4：0.01Eu2+，0.005Dy3+粉体。
本对比例制得的材料的检测性能见图8。由图8a可知本实施例制得的材料主晶相为SrAl2O4；由图8b可知本实施例制得的材料被激发后具有良好的余辉性能；由图8c可知本实施例制得的材料能被365nm左右近紫外光有效激发；由图8d可知本实施例制得的材料能被365nm近紫外光激发后能发射出峰值波长在520nm的黄绿色光。
对比例2：
首先，分别称对比例1所得到的Sr0.985Al2O4：0.01Eu2+，0.005Dy3+粉体1.0g，相同质量共计10份，然后将其分别浸泡在400ml的超纯水中，每经过24h将其中的一份过滤，在100℃下经过10h烘干，最后将其用发射峰值为365nm的光源照射5mim，测试其停止光源激发后15s的余辉亮度值。
由图9b可知实施例2制得的Sr0.985Al2O4：0.01Eu2+，0.005Dy3+粉体在超纯水中浸泡24小时后，其停止光源激发后15s的余辉强度大幅度下降。浸泡96小时后，其停止光源激发后15s的余辉性能已经消失。这说明对比例1制得的Sr0.985Al2O4：0.01Eu2+，0.005Dy3+粉体的耐水性能非常差。
对比例3：
首先，分别称对比例1所得到的Sr0.985Al2O4：0.01Eu2+，0.005Dy3+粉体1.0g，相同质量共计7份，然后将其分别在500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃和1100℃的空气气氛下灼烧1h，随炉自然冷却后，将其用发射峰值为365nm的光源照射5mim，测试其停止光源激发后15s的余辉亮度值。
由图10b可知对比例1制得的Sr0.985Al2O4：0.01Eu2+，0.005Dy3+粉体在500℃的空气气氛下灼烧1h后，其停止光源激发后15s的余辉强度大幅度下降。在800℃的空气气氛下灼烧1h后，其停止光源激发后15s的余辉性能已经消失。这说明对比例1制得的Sr0.985Al2O4：0.01Eu2+，0.005Dy3+粉体抗高温氧化性能非常差。

Claims (10)

1.一种长余辉发光材料，其特征在于，其化学通式为：R3-x-y-zBaxLyMzAl5-a-b-xNaQbTxO12；x、y、z、a和b为摩尔系数，0＜x≤2，0.0005≤y≤0.05，0≤z≤2-x，0.0001≤a≤0.05，1≤b≤4；
其中，R为Y、Lu、Gd、La元素中的至少一种；
L为Tb、Pr、Ce、Nd、Yb、Eu元素中的至少一种；
M为Mg、Ca、Sr元素中的至少一种；
N为Cr、Ni、Fe、Cu、Co、Bi和Hf元素中的至少一种；
Q为Sc和Ga元素中的一种或两种；
T为Si和Ge元素中的一种或两种。
2.如权利要求1所述的长余辉发光材料，其特征在于，R为Y、Lu、Gd元素中的至少一种。
3.如权利要求2所述的长余辉发光材料，其特征在于，L为Ce元素。
4.如权利要求3所述的长余辉发光材料，其特征在于，N为Cr元素；Q为Ga元素。
5.如权利要求1～4任一项所述的长余辉发光材料，其特征在于，0＜x≤2，0.0005≤y≤0.05，z＝0，0.0001≤a≤0.05，1≤b≤4。
6.如权利要求5所述的长余辉发光材料，其特征在于，0.18＜x≤0.6，0.005≤y≤0.02，z＝0，0.001≤a≤0.01，2.6≤b≤3.2。
7.如权利要求1～6任一项所述的长余辉发光材料，其特征在于，在波长为200nm～480nm的光照下激发。
8.一种权利要求1～7任一项所述长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，按所述分子通式的元素摩尔比将R源、L源、M源、N源、Q源、T源、Ba源、Al源混合得混合物料；将所述的混合物料在还原气氛、1200～1650℃下烧结，得所述的长余辉发光材料；
R源、L源、M源、N源、Q源、T源、Ba源、Al源为各自元素对应的氧化物、氢氧化物、草酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的至少一种。
9.如权利要求8所述长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，以1～20℃/min的升温速率升温至所述的烧结温度。
10.如权利要求8所述长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，烧结时间为2～8h。
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