CN113105209B - 一种长余辉白色发光陶瓷及其制备方法 - Google Patents

一种长余辉白色发光陶瓷及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113105209B
CN113105209B CN202110366244.1A CN202110366244A CN113105209B CN 113105209 B CN113105209 B CN 113105209B CN 202110366244 A CN202110366244 A CN 202110366244A CN 113105209 B CN113105209 B CN 113105209B
Authority
CN
China
Prior art keywords
long
afterglow
powder
mixed material
blue
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110366244.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113105209A (zh
Inventor
张乐
陈东顺
邢钰培
邵岑
康健
李明
周天元
陈浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Normal University
Original Assignee
Jiangsu Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Normal University filed Critical Jiangsu Normal University
Priority to CN202110366244.1A priority Critical patent/CN113105209B/zh
Publication of CN113105209A publication Critical patent/CN113105209A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113105209B publication Critical patent/CN113105209B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7784—Chalcogenides
    • C09K11/7786—Chalcogenides with alkaline earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3222—Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562—Heating rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9646—Optical properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9646—Optical properties
    • C04B2235/9661—Colour

Abstract

本发明公开了一种长余辉白色发光陶瓷及其制备方法，将基质粉体与长余辉蓝色发光粉体混合，并掺入有机粘结剂，得到混料A，将基质粉体与黄色荧光粉体混合，得到混料B，将混料A均匀装填入模具内，压片成型，得到蓝色陶瓷基体；将混料B通过干法丝印的方式布置在所述蓝色陶瓷基体表面，混料B自然堆积成网格状，然后再次干压，使表面压平；烧结，得到长余辉白色发光陶瓷。本发明在有效保持蓝色长余辉发光材料的余辉时间和亮度前提下，实现了白色长余辉发光，产品结构简单、工艺成本低，适合推广生产。

Description

一种长余辉白色发光陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及无机发光材料技术领域，具体涉及一种长余辉白色发光陶瓷及其制备方法。
背景技术
长余辉发光材料是一种光致发光材料，其在高能射线、可见光等激发下可以产生荧光，并且其荧光发射在激发停止后会持续数分钟至数小时，这使得长余辉发光功能材料在应急指示、夜间交通标志显示、低亮度照明、仪表夜显、夜光艺术品等方面有着巨大的应用。
从硫化物长余辉材料在一战和二战中的大范围使用开始，人们已经开发出数量众多的长余辉发光材料，尤其是20世纪90年代日本Nemoto公司发布的黄绿色和天蓝色夜光粉更是凭借其出色的余辉时间和发光亮度引起本领域内的震动，在大量应用中成功取代了硫化物长余辉发光材料，产生了巨大的市场成功。不过，令人遗憾的是，长余辉发光材料虽然经过多年发展，但是其色系却仍然比较单调，截至目前为止，黄绿色和天蓝色夜光粉依旧是市场占有率最高的长余辉发光产品。这与人们对彩色尤其是白色夜光产品的需求还有较大的差距。
目前，对于白色长余辉产品，市场上通行的做法是在铝酸盐长余辉发光产品的基础上增加有机荧光剂，但是效果差强人意，不仅余辉亮度较低，且随着时间的推移会产生变色的问题。随着研究的深入，很多研究人员对单一基质的白色长余辉产品进行了探索以期改善变色问题，也取得了一些成果，但是由于高企的成本以及不尽人意的长余辉发光效果，并没有获得市场的认可。
通过蓝色长余辉材料驱动黄色荧光材料，基于光学混色的原理获取白色发光是一个顺理成章的想法，既有效利用了蓝色长余辉材料成熟的生产工艺，也有助于产生较好的效果，在此方面也有很多的尝试，但是并没有收到预期的效果，主要表现是余辉亮度低，且随着时间的推移，长余辉材料所发出的蓝光逐渐降低而导致光色出现严重变化。
发明内容
本发明的目的是提供一种长余辉白色发光陶瓷的制备方法，能有效避免现有白色长余辉产品余辉亮度低、余辉光色变化问题。
本发明的另一目的是提供由上述制备方法制得的长余辉白色发光陶瓷。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种长余辉白色发光陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)将基质粉体与长余辉蓝色发光粉体混合，并掺入有机粘结剂，得到混料A，其中长余辉蓝色发光粉体占混料A的质量分数为1％-40％，有机粘结剂占混料A的质量分数为0.05％-3％；将基质粉体与黄色荧光粉体混合，得到混料B，其中黄色荧光粉占混料B的质量分数为0.5％-10％；
(2)将混料A均匀装填入模具内，压片成型，得到蓝色陶瓷基体；
(3)将混料B通过干法丝印的方式布置在所述蓝色陶瓷基体表面，混料B自然堆积成网格状，采用的丝网网格间距大于200μm，网格面积占丝网网体面积的比例为30％-70％，然后再次干压，使表面压平；
(4)将步骤(3)得到的干压片进行烧结，升温速率3℃/min-30℃/min，温度800℃-860℃，保温5-200min，得到长余辉白色发光陶瓷。
优选的，步骤(1)所述基质粉体为高硼硅玻璃粉，粒径50-100μm。
优选的，步骤(1)中，所述长余辉蓝色发光粉体为CaAl2O4:Eu2+,Nd3+、MgAl2O4:Eu2+,Dy3+、Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+中的一种或多种，粒径80-200μm。
优选的，步骤(1)中，所述黄色荧光粉体为YAG:Ce，粒径30-100μm。
优选的，步骤(3)中，采用的丝网网格边长400μm，网骨边长300μm。
进一步的，所述制备方法还包括印花、上釉等表面处理。
本发明还提供由上述制备方法制得的长余辉白色发光陶瓷，肉眼可见发光颜色为白色，且随着时间的推移无明显变化，余辉时间超过10小时。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明制得的陶瓷在有效保持蓝色长余辉发光材料的余辉时间和亮度前提下，实现了白色长余辉发光，余辉时间超过10小时；
2、本发明的制备工艺成本低，步骤简单，适合工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例制得的长余辉白色发光陶瓷蓝色基体结构示意图；
图2为本发明实施例制得的长余辉白色发光陶瓷的结构示意图；
图3为本发明实施例中所用丝网的网孔和网体比例示意图。
图中，①-蓝色发光中心，②-黄色发光中心。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本实施例制备的长余辉白色发光陶瓷，其前驱体材料为高硼硅玻璃粉(粒径50-100μm)、CaAl2O4:Eu2+,Nd3+长余辉蓝色发光粉(粒径130-200μm)、YAG:Ce黄色荧光粉(粒径30-80μm)，有机粘结剂采用甲基纤维素。其制作过程如下：
S1.通过V型混料机将高硼硅玻璃粉与CaAl2O4:Eu2+,Nd3+长余辉蓝色发光粉混合，并掺入有机粘结剂，得到混料A，其中CaAl2O4:Eu2+,Nd3+长余辉蓝色发光粉占混料A的质量分数为20％，有机粘结剂占混料A的质量分数为0.3％，；另外把高硼硅玻璃粉与YAG:Ce黄色荧光粉体混合，得到混料B，其中YAG:Ce黄色荧光粉占混料B的质量分数为5％；
S2.将混料A置于模具中压片，压机压强设置为5Mpa，得到蓝色陶瓷基体，即长余辉白色发光陶瓷基体，如图1所示，蓝色发光中心①均匀分布在基体内部；
S3.将混料B通过干法丝印的方式布置在蓝色陶瓷基体上，粉体自然堆积成网格状，采用的丝网网格间距大于200μm，网格面积占丝网网体面积的比例为30％-70％，如图3所示，本实施采用的丝网是网格边长(x)为400μm，网骨边长(y-x)为300μm的特制丝网；
S4.再次干压，压机压强设置为10Mpa，使表面压平，如图2所示，黄色荧光粉的混合体嵌入蓝色陶瓷基体，黄色发光中心②呈网格状分布在蓝色陶瓷基体内；
S5.烧结，升温速率15℃/min，温度840℃，保温120min，并在烧结后的陶瓷表面进行印花、上釉等处理。被黄色荧光体覆盖的区域发射黄光，未被覆盖的区域发射蓝光，二者基本同步衰减，持续释放白色余辉。
对烧结后的产品使用长余辉测试仪进行测试，测试过程先用D65光源在1000lux下照射产品15分钟，然后撤掉激发光源，采用亮度仪测试产品发光亮度并通过设备内部数据采集端口实时记录亮度值，肉眼可见发光颜色为白色，且随着时间的推移无明显变化，余辉时间超过10小时。这一结果明显优于市面上的同类产品，比如广东某公司的WPW-A4白色夜光粉的余辉时间只能维持1小时左右，且含有有机荧光剂，无法进行高温操作。
烧结后网状黄色荧光体内的发光粒子受到长余辉发光陶瓷基体内的发光粒子所发蓝光的激发下发射黄光，网孔内发射蓝光，通过光谱合成产生白光，并且可以通过调整网状黄色荧光体的孔隙率实现发光色温的调整，孔隙率越高，色温越高。由于黄色发光体没有全部覆盖在基体上，即使随着时间的推移蓝色长余辉发光减弱，黄光和蓝光的减弱速度也基本保持一致，发光颜色保持稳定。
本发明所述的高硼硅玻璃粉也可以是回收利用的废玻璃粉，废玻璃的话需要辅以SiO2、Na2CO3、H3BO3等进行适当的Si/O调控以及软化温度调控。
本发明所述长余辉蓝色发光粉体也可以为MgAl2O4:Eu2+,Dy3+、Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+等粉体。

Claims (7)

1.一种长余辉白色发光陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将基质粉体与长余辉蓝色发光粉体混合，并掺入有机粘结剂，得到混料A，其中所述长余辉蓝色发光粉体为CaAl2O4:Eu2+,Nd3+、MgAl2O4:Eu2+,Dy3+、Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+中的一种或多种，长余辉蓝色发光粉体占混料A的质量分数为1%-40%，有机粘结剂占混料A的质量分数为0.05%-3%；将基质粉体与黄色荧光粉体混合，得到混料B，其中所述黄色荧光粉体为YAG: Ce，黄色荧光粉占混料B的质量分数为0.5%-10%；
（2）将混料A均匀装填入模具内，压片成型，得到蓝色陶瓷基体；
（3）将混料B通过干法丝印的方式布置在所述蓝色陶瓷基体表面，混料B自然堆积成网格状，丝网的网格间距大于200μm，网格面积占丝网网体面积的比例为30%-70%，然后再次干压，使表面压平；
（4）将步骤（3）得到的干压片进行烧结，升温速率3℃/min-30℃/min，温度800℃-860℃，保温5-200min，随炉自然降温，得到长余辉白色发光陶瓷。
2.根据权利要求1所述的一种长余辉白色发光陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述基质粉体为高硼硅玻璃粉，粒径50-100μm。
3.根据权利要求1或2所述的一种长余辉白色发光陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述长余辉蓝色发光粉体粒径80-200μm。
4.根据权利要求1或2所述的一种长余辉白色发光陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述黄色荧光粉体粒径30-100μm。
5.根据权利要求1或2所述的一种长余辉白色发光陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，采用的丝网网格边长400μm，网骨边长300μm。
6.根据权利要求1或2所述的一种长余辉白色发光陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括印花、上釉表面处理。
7.权利要求1至6任一项所述的制备方法制得的长余辉白色发光陶瓷。
CN202110366244.1A 2021-04-06 2021-04-06 一种长余辉白色发光陶瓷及其制备方法 Active CN113105209B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110366244.1A CN113105209B (zh) 2021-04-06 2021-04-06 一种长余辉白色发光陶瓷及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110366244.1A CN113105209B (zh) 2021-04-06 2021-04-06 一种长余辉白色发光陶瓷及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113105209A CN113105209A (zh) 2021-07-13
CN113105209B true CN113105209B (zh) 2022-05-24

Family

ID=76713998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110366244.1A Active CN113105209B (zh) 2021-04-06 2021-04-06 一种长余辉白色发光陶瓷及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113105209B (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104269489A (zh) * 2010-03-12 2015-01-07 四川新力光源股份有限公司 一种基于紫外或蓝光led芯片产生白光的方法
CN101899301B (zh) * 2010-06-25 2014-02-19 海洋王照明科技股份有限公司 Led发光材料、led发光装置及制作方法
CN103059859A (zh) * 2012-09-03 2013-04-24 兰州大学 一种白色超长余辉发光材料及其制备方法
CN104315459B (zh) * 2014-11-03 2016-08-31 天津理工大学 一种高效率激光照明用远程荧光涂层及其应用
CN109545910A (zh) * 2018-10-10 2019-03-29 华中科技大学 一种具备高热稳定性的直接白光led芯片制造方法
CN109592907B (zh) * 2018-12-17 2021-10-29 江西理工大学 白光LED用硼铋酸盐玻璃基Ce:YAG玻璃陶瓷及其制备方法
CN111153594B (zh) * 2020-01-09 2022-06-07 温州大学 一种YAG:Ce玻璃陶瓷及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN113105209A (zh) 2021-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102186944B (zh) 用于pc led的具有红移的掺杂石榴石发光材料
CN104193346B (zh) 一种半透明的荧光粉/玻璃复合发光陶瓷片及其制备方法
CN103124779B (zh) 硅磷酸盐发光材料
US20220089498A1 (en) Multicolor light-storing ceramic for fire-protection indication and preparation method thereof
CN111574062B (zh) 一种氮化物红光玻璃及其应用
CN110590327B (zh) 一种经辊道窑烧成光致发射荧光釉面陶瓷的方法
CN105018080B (zh) 一种高光效荧光粉的制备方法
CN106684216A (zh) 一种用于白光led的复合透明荧光陶瓷片及其制备方法
CN103045256A (zh) 一种led红色荧光物质及含有该荧光物质的发光器件
CN111072374B (zh) 荧光陶瓷及其制备方法
CN106887486B (zh) 用于白光led器件的条形码结构荧光陶瓷及其制备方法与应用
CN108503352A (zh) 一种石榴石基红色荧光陶瓷材料及其制备方法
CN103160278A (zh) 一种红色长余辉发光材料及其制备方法
CN1764615A (zh) 发光瓷砖及其制备方法
CN102945914A (zh) 一种用于光学波长转换的荧光玻璃涂层及白光发光装置
CN104003726B (zh) 一种用于白光led灯的yag透明陶瓷及其制备方法
CN108018040A (zh) 一种荧光陶瓷材料、其制备方法以及一种低色温白光led
CN113105209B (zh) 一种长余辉白色发光陶瓷及其制备方法
CN104119071B (zh) 一种采用新型透明陶瓷的led灯具
CN112852422A (zh) 一种白色led荧光材料及其制备方法
CN109536165B (zh) 一种锗酸盐长余辉发光材料及其制备方法
CN107523294B (zh) 一种具有长余辉发光功能的蜂窝状多孔材料的制备方法
CN1192077C (zh) 发光玉石
CN114315137A (zh) 一种珐琅夜光釉料、夜光珐琅板及制成方法
CN103937500B (zh) 发光装置及其耐温碳化物荧光材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant