CN1197933C - 长余辉的发红光磷光体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种长余辉的发红光磷光体，其含有三价离子或四价离子以在该磷光体中产生缓慢地释放热量的热捕集剂，其中所述三价离子是钕或镝，所述四价离子是钛或锆；所述磷光体含有双重活化的碱土磷酸盐、碱土镁硅酸盐或碱土镁二硅酸盐，且所述磷光体是由铕和锰双重活化的。

Description

长余辉的发红光磷光体
本申请要求1998年3月31日递交的临时申请60/079,958的申请日作为优先权。
技术领域
本发明涉及长余辉的发红光磷光体。更详细地说，本发明涉及含有经铕和锰的活化并包括有三价或四价稀土阳离子的锶、钡、钙或镁硅酸盐和磷酸盐。
背景技术
长余辉的发红光磷光体很难制得。我们已知道象硫化锶和(Zn、Cd)S:Cu这样的碱土金属硫化物。Lindmayer等人在US5043096中指出由镧、铕和铈活化的硫化物是发红光的磷光体；然而当这些硫化物暴露在湿气中时容易分解。而且这些硫化物还要与氧化物和一种卤化物如LiF一起混熔。焙烧后的磷光体是被高度烧结的，且必须粉碎以得到一种可用的原料。然而粉碎会减弱磷光体的发光能力，即使加热粉碎后的磷光体也不能完全恢复其发光能力。
Royal等人的US5650094公布了(Ca、Pr、M)钛酸盐的发红光磷光体，其中M是Zn和/或Mn。尽管这些磷光体被描述为持久发光的磷光体，但其发光只持续约十分钟。
目前已实现的制取长余辉发红光材料的唯一方法是通过过滤发绿光磷光体如Zn:Cu(Co、Sr)或铕和镝活化的碱土铝酸盐。然而，这种方法制得的磷光体发光强度低。
于是对长余辉发红光磷光体的研究需要继续进行。
发明内容
本发明提供一种长余辉的发红光磷光体，其含有三价离子或四价离子以在该磷光体中产生缓慢地释放热量的热捕集剂，其中所述三价离子是钕或镝，所述四价离子是钛或锆；所述磷光体含有双重活化的碱土磷酸盐、碱土镁硅酸盐或碱土镁二硅酸盐，且所述磷光体是由铕和锰双重活化的。
具体实施方式
本发明中的长余辉发红光磷光体是以加入三价或四价阳离子为基础，这种阳离子能捕集能量，而且把能量提供给二价铕活化剂。这种能量又提供给在红色光谱区发光的二价锰活化剂。合适的三价阳离子包括镝或钕；合适的四价阳离子包括钛或锆。本发明合适的磷光体是磷酸锶、碱土镁硅酸盐或碱土镁二硅酸盐，这些盐由铕和锰双重活化，并且还含有合适的三价或四价稀土捕集阳离子。
本发明的在环境中稳定的长余辉发红光磷光体是通过转移在基质磷光体原料中的三价或四价捕集剂如镝、钕、锆或钛的能量而实现长期稳定发光，它缓慢地把能量提供给二价活性剂铕，接着又把能量转移给二价锰，该二价锰在红光谱区发光。
合适的基质磷光体包括所述磷光体选自于：Sr2P2O7∶Eu∶Mn∶Dy；Ba3MgSi2O8∶Eu∶Mn∶Dy；X3MgSi2O8∶Eu∶Mn∶Nd；SrMgSiO4∶Eu∶Mn∶Dy和BaMgSiO4∶Eu∶Mn∶Dy，其中X是Ba、Sr、Ca或它们的组合。
二价铕适宜的浓度在约为0.1到5.0原子百分比范围内；二价锰浓度应在约为1到10原子百分比范围内；三价和四价稀土，如镝、钕、钛或锆其适宜的浓度在约为1到5原子百分比范围内。
三价或四价稀土阳离子产生的捕集离子缓慢地释放热量，把它的能量转变成磷光体原料里的光能，其结果就得到了一种非常持久的长余辉发红光磷光体，它可作各种安全和装饰用途。
发红光磷光体用于停电发生时的安全标志非常理想，比如“出口”标志，以及其它安全设备，如灭火器、消防栓等。另外，用于玩具、汽车毂盖、体育用品和服装等小物件上也非常理想，因为红色是一种令人愉悦的颜色。
通过焙烧所要求比例的相应的氧化物或碳酸盐可制得磷光体，更方便是在氯化物和/或硼酸盐熔剂中焙烧。
例如，镁硅钙石型硅酸盐就具有所需的能量转移，从而得到所需要的红色发光性。
作为一个例子，把下面的氧化物和碳酸盐一起混合，碳酸锶占42.22重量份；氧化镁占4.0重量份；氧化硅占12.0重量份；三氧化二铕占0.71重量份；碳酸锰占3.4重量份。将氯化铵(2.3重量份)加入作为一种熔剂，混合物在成形气氛中在温度范围约1100℃到1300℃下焙烧。焙烧后的原料要粉碎，熔剂通过水洗除去。最终得到的化合物配方为Sr2.86Eu0.04Mn0.10MgSi2O8。
然后加入能产生捕集点的原料，比如含有三价或四价阳离子的原料，以在磷光体中提供持久的发光性能。合适的三价稀土阳离子包括镝或钕。合适的四价阳离子包括锆或钛。阳离子添加剂加入量约为0.1到4.0原子百分比。
另外，除了氯化铵熔剂外，也可使用一种氧化硼熔剂。这种熔剂也可以硼酸的形式方便地加入到焙烧的混合物中。
尽管参照具体实施方案对本发明进行了阐述，但本领域中熟练人员将容易意识到合适的可替换的添加剂和制备方法。这些添加剂和方法也将包括在本发明中，本发明只受所附权利要求书限制。

Claims (7)

1.一种长余辉的发红光磷光体，其含有三价离子或四价离子以在该磷光体中产生缓慢地释放热量的热捕集剂，其中所述三价离子是钕或镝，所述四价离子是钛或锆；所述磷光体含有双重活化的碱土磷酸盐、碱土镁硅酸盐或碱土镁二硅酸盐，且所述磷光体是由铕和锰双重活化的。
2.根据权利要求1所述的磷光体，其中所述三价离子是镝。
3.根据权利要求1所述的磷光体，其中所述三价离子是钕。
4.根据权利要求1所述的磷光体，其中所述四价离子是钛。
5.根据权利要求1所述的磷光体，其中所述四价离子是锆。
6.根据权利要求1所述的磷光体，其中所述磷光体选自于：Sr2P2O7:Eu:Mn:Dy；Ba3MgSi2O8:Eu:Mn:Dy；X3MgSi2O8:Eu:Mn:Nd；SrMgSiO4:Eu:Mn:Dy和BaMgSiO4:Eu:Mn:Dy，其中X是Ba、Sr、Ca或它们的组合。
7.根据权利要求1所述的磷光体，其中所述磷光体含有由所述三价离子或所述四价离子活化的Sr2.86Eu0.04Mn0.10MgSi2O8。
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