CN1297512C - 一种人造夜光宝石及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人工制备夜光宝石的技术领域，特别是一种人造夜光宝石的制备方法。本发明提供了一种人造夜光宝石，同时解决了发光微粉利用率低下的问题，对于合成夜光宝石的过程，也降低了合成温度、缩短了合成时间，从而降低了制作成本。本发明采用市售的发光微粉，引入氧化镁为增强剂，经常温等静压成型后，在还原气氛的电炉中高温烧结而成。制得的夜光宝石，硬度为6.5-7度，相对密度3.3-3.8，具有长余辉磷光特性.用该材料制成的手串，被中国宝玉石协会鉴定为：人造夜光宝石手串，证书编号：J04A5964。

Description

一种人造夜光宝石及其制备方法

技术领域    本发明涉及以无机化工热力学人工制备夜光宝石的技术领域，特别是一种人造夜光宝石的制备方法。

背景技术    市售的铝酸锶类夜光材料面市已有数年，其优异的蓄光发光性能正日益被人们所认知和接受，在此恕不赘述。在铝酸锶类发光粉体的制备过程中，总是不可避免地会产生5％-10％的微粉，由于该材料具有颗粒大发光强，颗粒小发光弱的特点，粒径小于15微米的发光微粉发光效果很低，没有实用价值，所以基本上没有市场。这就大大增加了发光粉及其相关制品的制作成本，给整个行业带来由于微粉积压造成流动资金周转不畅的问题。如果用这样的微粉回烧再加工，势必白白地浪费能源；而且经微粉回烧制得的料块非常坚硬，难于粉碎成合乎要求的粉体。有的发明人发明了人工合成发光宝石，公布在中国专利(申请号)96106373.4号中，它是用化工原料氧化铝、碳酸锶、氧化硼和稀土元素经一定配比，在1500℃-1700℃的高温、两个大气压的压力下合成的，其烧成时间一般需要8-11小时。高纯化工原料价格昂贵，日渐节节攀升，原材料成本呈不断上升的态势；另外烧成温度高耗能高；合成时间长对人力物力的占用时间长；该发明还须使用高温高压窑炉，不仅工艺复杂，对成品的烧成率难以控制，而且：高温高压窑炉造价不菲，维修费用高，对窑具、坩埚都有更高的要求。所以，从节能降耗和可持续发展的角度看，尚需改进。另外，还有发明人发明了一种夜光或荧光人造石，公布在[86]国际申请PCT/P97/00417号中。该发明涉及的夜光或荧光人造石，公开了如下技术特征：其中含有无机骨料和树脂，在无机骨料表面烧结有蓄光性或紫外线发光或荧光物质，具体公开了该蓄光物质为铝酸锶的情况，还具体公开了树脂比例范围在3-10重量％时能获得不变脆、高密度产品，其所述的高密度超过2.2克/立方厘米的传统人造石范围。该发明所涉及的夜光或荧光人造石，本质上只是一种似石而非石的物质，不能体现自然界石的大部分物理特征。比如该发明涉及的人造石，由于使用了有机树脂，便不可能有耐高温性能，这就限制了该材料只能在一定的温度下的使用，通常不超过150℃，而本发明涉及的人造夜光宝石，则是真正意义上的石，在1000℃以下，可以任意使用；再比如该发明所指的夜光或荧光人造石，虽然使用硅石等各种无机矿物，但却是由树脂粘结在一起，其密度和硬度远不能达到天然石尤其是宝石的标准，耐磨性能较差，无法成为加工宝石的材料，客观上限制了该材料只能作为装饰物和制造象征性的低档首饰。而本发明所指的人造夜光宝石，则是真正的宝石材料，经测试相对密度3.3-3.8克/立方厘米，莫氏硬度6.5-7均高于或与翡翠相当，可任意制作装饰物和各种首饰；又如该夜光或荧光人造石由于使用了有机树脂材料，存在老化问题，所以其使用寿命是有限的。而本发明指的人造夜光宝石不含有机成分，可以长久使用下去永远不会老化。综上所述，该发明与本发明是存在本质区别的，即：人造石与人造宝石的区别，或者是非石与石的区别。另外，该发明所指的夜光或荧光人造石仅在骨料表面烧结发光物质，虽然使用了很少的发光材料便同样获得了发光石效果，看上去更节约、技术更先进，但是，该材料也因此不能具备任意切割、打磨和抛光的功能，一旦发光物质被切割或打磨掉，其发光性能也就不存在了，这就意味着利用该发明制造任何产品均需事先制作相应的模具，一种模具只能制作单一产品，更不能制作形状复杂的产品，这在实际生产中，困难是难以想象的，制作成本会更高。再有，在实践中我们发现，这种铝酸锶类发光材料的发光能力与材料的堆积厚度成正比，因此材料密度越大、材料堆积越厚，其发光性能越优异，我虽没有见过该发明所指的材料，没能亲身感受它的发光效果，仅凭经验设想，该发明所指发光或荧光人造石与本发明所指的人造夜光宝石，对比它们的发光强度，应该不在同一个数量级上。从以上可以看出，本发明能够提供性能更加优异的产品和更好更先进更便于实际应用的技术。

发明内容    本人经数年粉体加工过程中积累的经验，和对粉体特性的了解，尤其有感于超细和微细发光粉的市场前景，对其进行了反复研究和实验，充分利用发光微粉具有更大的表面活性，更小的粒径分布，更有利于致密烧结的特点，加之在原料中引入增强成分，从而实现了以常压烧结的方法，同样取得产品的高致密度、高硬度和很高的夜光效果。终于利用市售的发光微粉实现了本发明，提供一种新型人造夜光宝石的制备方法。尤其体现在节能、节约人力物力，有效地解决了发光粉体生产中的微细粉积压和浪费的问题，同时为社会提供了具有许多天然宝石特性的和优异发光性能的人造宝石，对人造夜光宝石生产本身的成本也可以有效地降低。

具体实施方式    用以下的方式可以具体实施：

1：一种人造夜光宝石的制备方法，其特征在于以市售的铝酸锶类夜光微粉为原料，引入氧化镁为增强剂，经常温等静压成型后，在还原气氛的电炉中高温烧结制成，其莫氏硬度为6.5-7，相对密度3.3-3.8克/立方厘米，产品具有长余辉磷光特性。

2：前项1所述的人造夜光宝石的制备方法，其特征在于以市售的铝酸锶类发光微粉为原料，其状态为粒径小于15微米的微细粉末，直接使用。

3：前项1所述的人造夜光宝石的制备方法，其特征在于引入氧化镁为增强剂，其摩尔质量比为0.1％-2％。

4：前项1所述的人造夜光宝石的制备方法，其特征在于将所述原料利用常温等静压工艺加压成所需形状的粉块，成型压力为4000-6000公斤/平方厘米。

5：前项1所述的人造夜光宝石的制备方法，其特征在于该方法包含以下工序：

(1)取前项4中所述的压成粉块置于坩埚中；

(2)将所述坩埚置于氢气氛炉中，于1200℃-1400℃保温1-3小时；

(3)将烧成体取出冷却至室温。

(4)将烧成体切割打磨成宝石材料。

本发明的优点是提供了一种人造夜光宝石制备方法，本发明所指的人造夜光宝石已经中国宝玉石协会鉴定，用该材料制作的手串被鉴定为“人造夜光宝石手串”。鉴定编号为：J04A5964。

Claims (5)

1：一种人造夜光宝石的制备方法，其特征在于以市售的铝酸锶类夜光微粉为原料，引入氧化镁为增强剂，经常温等静压成型后，在还原气氛的电炉中高温烧结制成，其莫氏硬度为6.5-7，相对密度3.3-3.8克/立方厘米，产品具有长余辉磷光特性。

2：如权利要求1所述的人造夜光宝石的制备方法，其特征在于以市售的铝酸锶类发光微粉为原料，其状态为粒径小于15微米的微细粉末，直接使用。

3：如权利要求1所述的人造夜光宝石的制备方法，其特征在于引入氧化镁为增强剂，其摩尔质量比为0.1％-2％。

4：如权利要求1所述的人造夜光宝石的制备方法，其特征在于将所述原料利用常温等静压工艺加压成所需形状的粉块，成型压力为4000-6000公斤/平方厘米。

5：如权利要求1所述的人造夜光宝石的制备方法，其特征在于该方法包含以下工序：

(1)取权利要求4中所述的压成粉块置于坩埚中；

(2)将所述坩埚置于氢气氛炉中，于1200℃-1400℃保温1-3小时；

(3)将烧成体取出冷却至室温；

(4)将烧成体切割打磨成宝石材料。