CN110699081A - 一种高亮度超长余辉发光材料及制作方法 - Google Patents

一种高亮度超长余辉发光材料及制作方法 Download PDF

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Abstract

一种高亮度超长余辉发光材料及制作方法，该发光材料的化学表达式为Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02，该发光材料包括以下按照质量含量计的原料组分：碳酸锶54.445％、三氧化二铝38.766％、硼酸4.702％、三氧化二铕0.669％、三氧化二镝1.418％。本发明将烧结温度提高到1450℃、保温时间延长至2h–4h、硼酸含量提高到4.702％，制得的长余辉材料Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02的发光强度明显提高；一方面，将烧结温度提高到1450℃能够促进稀土金属元素镝进入SrAl2O4晶格，硼酸含量提高到4.702％可以促进稀土金属元素Eu进入SrAl2O4晶格，从而提高基体中活性中心的浓度；另一方面，将保温时间延长至2h–4h能够明显促进SrAl2O4晶格的生长。

Description

一种高亮度超长余辉发光材料及制作方法
技术领域
本发明属于发光物理中荧光材料技术领域，涉及一种高亮度超长余辉发光材料及制作方法。
背景技术
目前，现有的发绿光长余辉材料Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02大多是以碳酸锶、氧化铝、氧化铕、氧化镝和硼酸为原料，均匀混合后，在1300℃的烧结温度下、95％N2－5％H2弱混合气体中保温1h得到的。
SrAl2O4晶粒中的稀土金属元素Eu与Dy的摩尔比能够影响长余辉材料的发光强度。在现有的技术中，烧结温度相对较低会导致稀土金属元素Dy反应不完全，导致SrAl2O4晶格中发光活性中心浓度低，造成长余辉材料Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02的发光强度较弱，远不能满足紧急引导标志、家装用品。
为此，本申请提出一种高亮度超长余辉发光材料及制作方法，以促进稀土金属元素Eu与Dy进入SrAl2O4晶格，促进SrAl2O4晶格的生长；进而提高长余辉材料Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02的发光强度，使其满足紧急引导标志及一些需要较强发光强度的家装用品。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种高亮度超长余辉发光材料及制作方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高亮度超长余辉发光材料，该发光材料的化学表达式为Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02，该发光材料包括以下按照质量含量计的原料组分：碳酸锶54.445％、三氧化二铝38.766％、硼酸4.702％、三氧化二铕0.669％、三氧化二镝1.418％。
一种高亮度超长余辉发光材料的制作方法，包括以下步骤：
称量：按照Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02，B0.2的化学计量比准确称量碳酸锶、三氧化二铝、三氧化二铕、三氧化二镝和硼酸；
研磨混合：将原料混合物粉末加入到玛瑙研钵中，加入无水乙醇至刚好淹没混合物粉末，在通风橱中搅拌研磨至无水乙醇挥发完全，以促进混合物粉末混合均匀；
烧结：将混合均匀的混合物粉末放入高温管式炉中进行烧结，得到超高发光强度的长余辉发光材料。
进一步，所述烧结步骤中，高温管式炉以10℃/min的升温速率升至1450℃，保温2h–4h。
进一步，所述烧结步骤中，在烧结期间通入90％N2－10％H2混合气体以营造弱还原气氛。
进一步，所述研磨混合步骤得到的混合物粉末为微米或纳米级。
本发明一种高亮度超长余辉发光材料及制作方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明将烧结温度提高到1450℃、保温时间延长至2h–4h、硼酸含量提高到4.702％，制得的长余辉材料Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02的发光强度明显提高；一方面，将烧结温度提高到1450℃能够促进稀土金属元素镝进入SrAl2O4晶格，硼酸含量提高到4.702％可以促进稀土金属元素Eu进入SrAl2O4晶格，从而提高基体中活性中心的浓度；另一方面，将保温时间延长至2h–4h能够明显促进SrAl2O4晶格的生长。
综上，本发明的发光强度明显提高，能够满足紧急引导标志及一些需要较强发光强度的家装用品。
附图说明
图1是本发明一种高亮度超长余辉发光材料及制作方法的制作流程示意图；
图2是本发明制得高亮度超长余辉发光材料的余辉衰减曲线图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
一种高亮度超长余辉发光材料，该发光材料的化学表达式为Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02，该发光材料包括以下按照质量含量计的原料组分：碳酸锶54.445％、三氧化二铝38.766％、硼酸4.702％、三氧化二铕0.669％、三氧化二镝1.418％。
上述实施例的高亮度超长余辉发光材料的制作方法，包括以下步骤：
称量：按照Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02，B0.2的化学计量比准确称量碳酸锶、三氧化二铝、三氧化二铕、三氧化二镝和硼酸，其中硼酸为烧结助剂，烧结过程中完全反应，不留在发光材料中；
研磨混合：将原料混合物粉末加入到玛瑙研钵中，加入无水乙醇至刚好淹没混合物粉末，在通风橱中搅拌研磨至无水乙醇挥发完全，以促进混合物粉末混合均匀，混合物粉末为微米或纳米级；
烧结：将混合均匀的混合物粉末放入高温管式炉中进行烧结，以10℃/min的升温速率升至1450℃，保温2h，并通入90％N2－10％H2混合气体以营造弱还原气氛，得到超高发光强度的长余辉发光材料。
实施例2
一种高亮度超长余辉发光材料，该发光材料的化学表达式为Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02，该发光材料包括以下按照质量含量计的原料组分：碳酸锶54.445％、三氧化二铝38.766％、硼酸4.702％、三氧化二铕0.669％、三氧化二镝1.418％。
上述实施例的高亮度超长余辉发光材料的制作方法，包括以下步骤：
称量：按照Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02，B0.2的化学计量比准确称量碳酸锶、三氧化二铝、三氧化二铕、三氧化二镝和硼酸，其中硼酸为烧结助剂，烧结过程中完全反应，不留在发光材料中；
研磨混合：将原料混合物粉末加入到玛瑙研钵中，加入无水乙醇至刚好淹没混合物粉末，在通风橱中搅拌研磨至无水乙醇挥发完全，以促进混合物粉末混合均匀，混合物粉末为微米或纳米级；
烧结：将混合均匀的混合物粉末放入高温管式炉中进行烧结，以10℃/min的升温速率升至1450℃，保温3h，并通入90％N2－10％H2混合气体以营造弱还原气氛，得到超高发光强度的长余辉发光材料。
实施例3
一种高亮度超长余辉发光材料，该发光材料的化学表达式为Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02，该发光材料包括以下按照质量含量计的原料组分：碳酸锶54.445％、三氧化二铝38.766％、硼酸4.702％、三氧化二铕0.669％、三氧化二镝1.418％。
上述实施例的高亮度超长余辉发光材料的制作方法，包括以下步骤：
称量：按照Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02，B0.2的化学计量比准确称量碳酸锶、三氧化二铝、三氧化二铕、三氧化二镝和硼酸，其中硼酸为烧结助剂，烧结过程中完全反应，不留在发光材料中；
研磨混合：将原料混合物粉末加入到玛瑙研钵中，加入无水乙醇至刚好淹没混合物粉末，在通风橱中搅拌研磨至无水乙醇挥发完全，以促进混合物粉末混合均匀，混合物粉末为微米或纳米级；
烧结：将混合均匀的混合物粉末放入高温管式炉中进行烧结，以10℃/min的升温速率升至1450℃，保温4h，并通入90％N2－10％H2混合气体以营造弱还原气氛，得到超高发光强度的长余辉发光材料。
对比例1
按照发绿光长余辉材料Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02，B0.2的化学计量比准确称量碳酸锶、氧化铝、氧化铕、氧化镝和硼酸为原料，其中硼酸为烧结助剂，烧结过程中完全反应，不留在发光材料中；
将原料混合物粉末加入到玛瑙研钵中，加入无水乙醇至刚好淹没混合物粉末，在通风橱中搅拌研磨至无水乙醇挥发完全，以促进混合物粉末混合均匀，混合物粉末为微米或纳米级；
将混合均匀的混合物粉末放入高温管式炉中进行烧结，在1300℃的烧结温度下95％N2－5％H2弱混合气体中保温1h得到发绿光长余辉材料。
将实施例1－3和对比例1制得的发光材料置于昏暗环境下，并对比发光的强弱，实验得出，肉眼可以看到，本发明实施例1－3制得的发光材料比对比例1发光更亮，由于余辉亮度超过1的便可以称为超长余辉发光材料，而由图2的余辉衰减曲线图可以看出本发明的发光材料的余辉亮度在1cd/m2以上，甚至超过了10cd/m2，余辉长度超长，而且余辉时间达到了20小时，余辉时间长，因此，本申请制得的长余辉材料Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02的发光强度明显提高；能够满足紧急引导标志及一些需要较强发光强度的家装用品。
本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)，而各个参数之间并不存在唯一的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高亮度超长余辉发光材料，其特征在于：该发光材料的化学表达式为Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02，该发光材料包括以下按照质量含量计的原料组分：碳酸锶54.445％、三氧化二铝38.766％、硼酸4.702％、三氧化二铕0.669％、三氧化二镝1.418％。
2.如权利要求1所述的高亮度超长余辉发光材料的制作方法，包括以下步骤：
称量：按照Sr0.97Al2O4：Eu0.01，Dy0.02，B0.2的化学计量比准确称量碳酸锶、三氧化二铝、三氧化二铕、三氧化二镝和硼酸；
研磨混合：将原料混合物粉末加入到玛瑙研钵中，加入无水乙醇至刚好淹没混合物粉末，在通风橱中搅拌研磨至无水乙醇挥发完全，以促进混合物粉末混合均匀；
烧结：将混合均匀的混合物粉末放入高温管式炉中进行烧结，得到超高发光强度的长余辉发光材料。
3.根据权利要求2所述的高亮度超长余辉发光材料的制作方法，其特征在于：所述烧结步骤中，高温管式炉以10℃/min的升温速率升至1450℃，保温2h–4h。
4.根据权利要求2所述的高亮度超长余辉发光材料的制作方法，其特征在于：所述烧结步骤中，在烧结期间通入90％N2－10％H2混合气体以营造弱还原气氛。
5.根据权利要求2所述的高亮度超长余辉发光材料的制作方法，其特征在于：所述研磨混合步骤得到的混合物粉末为微米或纳米级。
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