RU2401293C2 - Method of modifying anti-stokes luminiphors based on oxychlorides of rare-earth elements - Google Patents

Method of modifying anti-stokes luminiphors based on oxychlorides of rare-earth elements Download PDF

Info

Publication number
RU2401293C2
RU2401293C2 RU2008109146/04A RU2008109146A RU2401293C2 RU 2401293 C2 RU2401293 C2 RU 2401293C2 RU 2008109146/04 A RU2008109146/04 A RU 2008109146/04A RU 2008109146 A RU2008109146 A RU 2008109146A RU 2401293 C2 RU2401293 C2 RU 2401293C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phosphor
stokes
moisture resistance
temperature
ree
Prior art date
Application number
RU2008109146/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008109146A (en
Inventor
Ошир Яизгилович Манаширов (RU)
Ошир Яизгилович Манаширов
Борис Михайлович Синельников (RU)
Борис Михайлович Синельников
Виктор Андреевич Воробьев (RU)
Виктор Андреевич Воробьев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "ЛЮМ"
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 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "ЛЮМ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "ЛЮМ"
Priority to RU2008109146/04A priority Critical patent/RU2401293C2/en
Publication of RU2008109146A publication Critical patent/RU2008109146A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2401293C2 publication Critical patent/RU2401293C2/en

Links

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention describes a method of modifying anti-Stokes luminophors based on oxychlorides of rare-earth elements, involving treatment of a luminophor with low-melting glass with flow temperature of 560-600°C in amount of 7-20% of the weight of the initial luminophor at 560-600°C for 0.5-1 hour.
EFFECT: obtaining modified anti-Stokes luminophor with high output and high moisture resistance with retention of high level of luminous intensity during infrared excitation.
9 ex

Description

Изобретение относится к технологии модифицирования люминофоров, а именно антистоксового люминофора на основе оксихлорида РЗЭ.The invention relates to a technology for the modification of phosphors, namely anti-Stokes phosphor based on REE oxychloride.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в получении антистоксового люминофора на основе оксихлорида РЗЭ с повышенной влагостойкостью.The invention is aimed at solving the problem of obtaining an anti-Stokes phosphor based on REE oxychloride with high moisture resistance.

Известен способ модифицирования поверхности люминофоров на основе оксигалогенидов и оксихалькогенидов РЗЭ путем их обработки неорганическими кремнийсодержащими соединениями из водных растворов: растворами силиката калия и соединений металлов II группы с последующим прокаливанием обработанного продукта на воздухе при 400-800°С в течение 0,5-3 часов (Патент США №4690832, 1987 г., кл. С09К 11/475).A known method of modifying the surface of phosphors based on oxyhalides and oxychalcogenides of REEs by treating them with inorganic silicon-containing compounds from aqueous solutions: solutions of potassium silicate and Group II metal compounds, followed by calcining the treated product in air at 400-800 ° C for 0.5-3 hours (US Patent No. 4690832, 1987, CL 09/11/75).

Известны способы модифицирования поверхности люминофоров на основе оксигалогенидов и оксихалькогенидов РЗЭ путем обработки их кремнийорганическими соединениями: растворами органических силанов, в том числе и их хлорпроизводными (Патент Японии №53-17555, 1978 г., кл. С09К 11/02); 0,5-5% водным раствором органилсиликоната щелочного металла с последующим отделением люминофора от раствора, сушкой, просевом и отжигом при температуре 450-500°С на воздухе (Авторское свидетельство СССР №675953, 1977 г., кл. С09К 11/54); 0,45-3,8% раствором γ-аминопропилтриэтоксисилана с последующей сушкой и термообработкой полученного продукта в атмосфере СО2 при Р=0,3-0,5 атм в 2 стадии: на первой стадии при 350-530°С в течение 1-2 часов, а на второй стадии при 800-1000°С в течение 1-2 часов (Авторское свидетельство СССР №1385599, 1986 г., кл. С09К 11/84).Known methods for modifying the surface of phosphors based on oxyhalides and oxychalcogenides of REE by treating them with organosilicon compounds: solutions of organic silanes, including their chlorine derivatives (Japanese Patent No. 53-17555, 1978, CL 09/11); 0.5-5% aqueous solution of alkali metal organosiliconate, followed by separation of the phosphor from the solution, drying, sieving and annealing at a temperature of 450-500 ° C in air (USSR Author's Certificate No. 675953, 1977, class C09K 11/54) ; 0.45-3.8% solution of γ-aminopropyltriethoxysilane, followed by drying and heat treatment of the resulting product in a CO 2 atmosphere at P = 0.3-0.5 atm in 2 stages: in the first stage at 350-530 ° C for 1 -2 hours, and in the second stage at 800-1000 ° C for 1-2 hours (USSR Author's Certificate No. 1385599, 1986, class C09K 11/84).

Общим недостатком указанных способов, препятствующих их практическому использованию в производстве люминофоров на основе оксигалогенидов РЗЭ, является невысокая влагостойкость полученного люминофора.A common disadvantage of these methods that impede their practical use in the production of phosphors based on REE oxyhalides is the low moisture resistance of the obtained phosphor.

Известен способ модифицирования люминофоров на основе оксихлоридов редкоземельных элементов, который заключается в том, что обработку люминофоров ведут размалыванием в водном растворе γ-аминопропилтриэтоксисилана 0,6-0,7% концентрации в присутствии 0,3-0,5% натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы при Т:Ж=1:10 в течение 0,5-0,7 часа и полученную суспензию диспергируют через пневматическую форсунку, а люминофор после отделения из суспензии дополнительно обрабатывают 8-12% водным раствором аминопропилтриэтоксисилана в присутствии ионогенного поверхностно-активного вещества - 100%-ой натриевой соли ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты, взятого в количестве 30-40% от массы исходного люминофора (Авторское свидетельство №1720270, 1989 г., кл. С09К 11/84).A known method of modifying phosphors based on rare earth oxychlorides, which consists in processing the phosphors by grinding in an aqueous solution of γ-aminopropyltriethoxysilane 0.6-0.7% concentration in the presence of 0.3-0.5% sodium salt of carboxymethyl cellulose at T : W = 1: 10 for 0.5-0.7 hours and the resulting suspension is dispersed through a pneumatic nozzle, and the phosphor after separation from the suspension is additionally treated with an 8-12% aqueous solution of aminopropyltriethoxysilane in the presence of ionic khnostno-active substance - 100% sodium salt of di-2-ethylhexyl ether sulfosuccinic acid, taken in an amount of 30-40% by weight of the original phosphor (Author's certificate No. 1720270, 1989, CL 09/11).

Основным недостатком указанного способа является невысокий выход готового люминофора 60-70%, что существенно увеличивает стоимость и так дорогостоящего продукта, а также невысокая влагостойкость. Анализ экспериментальных испытаний позволил установить, что указанный недостаток, связанный с невысоким выходом продукта, принципиально присущ этому способу, и связан с протеканием при сушке процессов полимеризации, используемых для обработки органических соединений, приводящих к агломеризации отдельных частиц люминофоров в непригодные для практического применения крупные конгломераты размером более 100 мкм. Помол такого люминофора даже в «мягких» условиях приводит к разрушению целостности защитного органического покрытия и существенному снижению влагостойкости люминофора.The main disadvantage of this method is the low yield of the finished phosphor 60-70%, which significantly increases the cost of the already expensive product, as well as low moisture resistance. An analysis of experimental tests revealed that this drawback, associated with a low yield of the product, is fundamentally inherent in this method and is associated with the polymerization processes used for processing organic compounds, which lead to agglomeration of individual phosphor particles into large conglomerates of size unsuitable for practical use. more than 100 microns. Grinding such a phosphor even in “mild” conditions leads to the destruction of the integrity of the protective organic coating and a significant decrease in the moisture resistance of the phosphor.

Известно техническое решение, в котором на поверхность люминофора на основе сульфидов цинка и цинка - кадмия наносят покрытие из стекловидной массы (Заявка ФРГ №2747509, 1979 г., кл. С09К 11/02). Для этого порошок люминофора смешивают с раствором алкоголята, содержащим 50-90 мас.% SiO2, 10-50 мас.% В2О или 0-20 мас.% MgO или СаО, 0-20 мас.% Li2O или - Na2O. Полученную смесь переводят в гель, для чего оставляют ее на несколько часов во влажной атмосфере. Затем гель прокаливают при температуре 200-800°С. Порошки люминофоров после обработки применяют для получения люминесцентных лаков и пластмасс, в производстве керамических плиток и эмалированных изделий. Основным недостатком рассматриваемого способа является невысокая влагостойкость полученного люминофора.A technical solution is known in which a vitreous coating is applied to the surface of a phosphor based on zinc and zinc sulfides — cadmium (Application of Germany No. 2747509, 1979, class C09K 11/02). For this, the phosphor powder is mixed with an alcoholate solution containing 50-90 wt.% SiO 2 , 10-50 wt.% B 2 O or 0-20 wt.% MgO or CaO, 0-20 wt.% Li 2 O or - Na 2 O. The resulting mixture is transferred to a gel, for which it is left for several hours in a humid atmosphere. Then the gel is calcined at a temperature of 200-800 ° C. After processing, phosphor powders are used to produce luminescent varnishes and plastics, in the manufacture of ceramic tiles and enameled products. The main disadvantage of this method is the low moisture resistance of the obtained phosphor.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному решению является выбранный в качестве прототипа способ модифицирования поверхности люминофоров на основе оксихлорида РЗЭ, путем обработки его стеклосодержащим компонентом, а именно жидким стеклом (Заявка Японии №63-182392, 1988 г., кл. С09К 11/08). В соответствии с этим способом люминофор на основе оксихлорида лантана, активированного тербием, первоначально тщательно промывают чистой водой. Затем последовательно добавляют при перемешивании водный раствор жидкого стекла К2О·3SiO2 и Al2(SO4)3 в заданных концентрациях. Добавляют раствор КОН заданной концентрации и полученную смесь тщательно перемешивают для полного взаимодействия жидкого стекла и Al2(SO4)3. Обработанный люминофор высушивают при температуре 120°С и просеивают. В результате проведенных операций получают люминофор с поверхностным покрытием Al2SiO5 в соотношении 0,05-6,6 мас. частей Al2SiO5 на 100 мас. частей люминофора.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed solution is the prototype method for modifying the surface of phosphors based on REE oxychloride by treating it with a glass-containing component, namely liquid glass (Japan Application No. 63-182392, 1988, class C09K 11/08). According to this method, a phosphor based on terbium-activated lanthanum oxychloride is initially thoroughly washed with clean water. Then, an aqueous solution of liquid glass K 2 O · 3SiO 2 and Al 2 (SO 4 ) 3 in predetermined concentrations is subsequently added with stirring. A KOH solution of a given concentration is added and the resulting mixture is thoroughly mixed for the complete interaction of water glass and Al 2 (SO 4 ) 3 . The treated phosphor is dried at a temperature of 120 ° C and sieved. As a result of the operations obtained, a phosphor with a surface coating of Al 2 SiO 5 in the ratio of 0.05-6.6 wt. parts of Al 2 SiO 5 per 100 wt. parts of the phosphor.

Согласно приведенным в прототипе данным обработанный люминофор обладает высокой радиационной стойкостью при высоких плотностях тока в проекционных ЭЛТ. Как показали проведенные нами испытания, основным недостатком описанного способа является невысокая влагостойкость полученного оксихлоридного люминофора, что связано с невозможностью обеспечить сплошное поверхностное покрытие из соединения Al2SiO5.According to the data in the prototype, the processed phosphor has a high radiation resistance at high current densities in projection CRTs. As our tests showed, the main disadvantage of the described method is the low moisture resistance of the obtained oxychloride phosphor, which is associated with the inability to provide a continuous surface coating of the compound Al 2 SiO 5 .

Таким образом, из анализа патентной литературы следует, что основным недостатком известных технических решений является отсутствие на поверхности частиц люминофора сплошного и прочного защитного покрытия, обеспечивающего по сравнению с исходным люминофором высокой термической и химической стойкости и достаточно прозрачного к возбуждающему и излучаемому свету. Кардинальное решение проблемы повышения влагостойкости люминофоров может заключаться в смешивании частиц мелкодисперсного легкоплавкого стекла (средний размер частиц 1 мкм и менее) с зернами люминофора (средний размер - 5-10 мкм), что обеспечивает равномерное распределение их по поверхности последних, а прокаливание при температуре, равной температуре растекания стекла или незначительно превышающей ее.Thus, from the analysis of the patent literature it follows that the main drawback of the known technical solutions is the absence of a continuous and strong protective coating on the surface of the phosphor particles, which, in comparison with the initial phosphor, has high thermal and chemical resistance and is sufficiently transparent to exciting and emitted light. A fundamental solution to the problem of increasing the moisture resistance of phosphors can be mixing particles of finely dispersed fusible glass (average particle size of 1 μm or less) with phosphor grains (average size of 5-10 μm), which ensures their uniform distribution over the surface of the latter, and calcination at a temperature of equal to the spreading temperature of the glass or slightly exceeding it.

Техническим результатом изобретения является повышение влагостойкости люминофоров на основе оксихлоридов РЗЭ при обеспечении высокого выхода готового продукта.The technical result of the invention is to increase the moisture resistance of phosphors based on REE oxychlorides while ensuring a high yield of the finished product.

Данный технический результат достигается тем, что в заявляемом способе модифицирования антистоксовых люминофоров на основе оксихлоридов РЗЭ, включающем обработку люминофора кремнийсодержащим соединением и его просев, согласно настоящему техническому решению обработку оксихлорида ведут в присутствии мелкодисперсного кремнийсодержащего легкоплавкого соединения с температурой растекания 560±10°С, взятого в количестве 7-20% от массы исходного люминофора на воздухе при температуре 560-600°С в течение 0,5-1 часа. Для модифицирования люминофора используют легкоплавкое стекло следующего состава, мас.%:This technical result is achieved by the fact that in the inventive method for modifying anti-Stokes phosphors based on REE oxychlorides, comprising treating the phosphor with a silicon-containing compound and sifting it, according to the present technical solution, the processing of oxychloride is carried out in the presence of a finely dispersed silicon-containing low-melting compound with a spreading temperature of 560 ± 10 ° C in the amount of 7-20% by weight of the initial phosphor in air at a temperature of 560-600 ° C for 0.5-1 hours. To modify the phosphor using fusible glass of the following composition, wt.%:

SiO2 SiO 2 10,5-11,510.5-11.5 В2О3 B 2 O 3 14,6-16,614.6-16.6 Al2O3 Al 2 O 3 1,1-2,71.1-2.7 РbОPbO остальное,rest,

со средним размером частиц

Figure 00000001
мкм.with medium particle size
Figure 00000001
microns.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки: обработку оксихлорида РЗЭ, активированного эрбием, ведут в присутствии мелкодисперсного кремнийсодержащего легкоплавкого соединения, взятого в количестве 7-20% от массы исходного люминофора при температуре 560-600°С в течение 0,5-1 часа, а в качестве модификатора используют стекло с температурой растекания 560±10°С, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:In relation to the prototype, the claimed invention has the following distinctive features: the processing of REE oxychloride activated by erbium is carried out in the presence of a finely dispersed silicon-containing fusible compound taken in an amount of 7-20% by weight of the initial phosphor at a temperature of 560-600 ° C for 0.5 -1 hours, and as a modifier use glass with a spreading temperature of 560 ± 10 ° C, with the following ratios of components, wt.%:

SiO2 SiO 2 10,5-11,510.5-11.5 В2О3 B 2 O 3 14,6-16,614.6-16.6 Al2O3 Al 2 O 3 1,17-2,71.17-2.7 РbОPbO остальное.rest.

Модифицированный по предлагаемому способу антистоксовый люминофор на основе оксихлорида РЗЭ обладает повышенной влагостойкостью при сохранении высокого уровня интенсивности свечения при ИК-возбуждении. Кроме этого, предлагаемый способ обеспечивает повышенный выход готового продукта.Modified by the proposed method, anti-Stokes phosphor based on REE oxychloride has high moisture resistance while maintaining a high level of luminous intensity upon IR excitation. In addition, the proposed method provides an increased yield of the finished product.

Между отличительными признаками и техническим результатом изобретения существует следующая причинно-следственная связь: обработка оксихлорида РЗЭ, активированного эрбием, проводится в присутствии мелкодисперсного кремнийсодержащего легкоплавкого соединения, взятого в количестве 7-20% от массы исходного люминофора при температуре 560-600°С в течение 0,5-1 часа, а в качестве модификатора используют стекло заявленного состава с температурой растекания 560±10°С, которое обеспечивает повышенную влагостойкость и высокий выход готового продукта при сохранении высокого уровня интенсивности свечения. Выбор граничных значений параметров обусловлен тем, что уменьшение количества легкоплавкого стекла в шихте, температуры и длительности прокаливания шихты, а также количества компонентов стекла до значений меньших, чем указанные в формуле изобретения, нецелесообразно, так как не обеспечивается необходимая сплошность неорганической пленки на поверхности люминофора и некоторые физико-химические свойства покрытия (температура растекания, коэффициент термического расширения). Указанные изменения отрицательно влияют на влагостойкость люминофора, что исключает возможность практического его использования.Between the distinguishing features and the technical result of the invention there is the following causal relationship: the processing of REE oxychloride activated by erbium is carried out in the presence of a finely dispersed silicon-containing fusible compound taken in the amount of 7-20% by weight of the initial phosphor at a temperature of 560-600 ° C for 0 , 5-1 hours, and glass of the claimed composition with a spreading temperature of 560 ± 10 ° C, which provides increased moisture resistance and a high yield of the finished product, is used as a modifier while maintaining a high level of light intensity. The choice of boundary values of the parameters is due to the fact that a decrease in the number of fusible glass in the charge, the temperature and duration of the calcination of the charge, as well as the number of glass components to values lower than those indicated in the claims, is impractical, since the necessary continuity of the inorganic film on the phosphor surface is not provided and some physico-chemical properties of the coating (spreading temperature, coefficient of thermal expansion). These changes adversely affect the moisture resistance of the phosphor, which excludes the possibility of its practical use.

Увеличение количества легкоплавкого стекла в шихте, температуры и длительности прокаливания, а также количества компонентов стекла до значений больших, чем указанные в формуле изобретения, также нецелесообразно, поскольку из-за значительной толщины неорганического покрытия наблюдается значительное снижение относительной яркости свечения люминофора. Кроме того, это экономически невыгодно.An increase in the number of fusible glass in the charge, the temperature and duration of annealing, as well as the number of glass components to values greater than those indicated in the claims, is also impractical, since due to the significant thickness of the inorganic coating, a significant decrease in the relative brightness of the luminophore glow is observed. In addition, it is economically disadvantageous.

Выдержка гидролитически нестойких соединений, таких как люминофоры на основе оксигалогенидов РЗЭ, во влажной атмосфере в течение нескольких дней из-за их частичного гидролиза приводит к существенному снижению интенсивности свечения и делает люминофоры непригодными для практического использования. Таким образом, предложенная совокупность признаков является необходимым и достаточным условием достижения поставленной цели.Exposure of hydrolytically unstable compounds, such as phosphors based on REE oxyhalides, in a humid atmosphere for several days due to their partial hydrolysis leads to a significant decrease in the intensity of luminescence and makes the phosphors unsuitable for practical use. Thus, the proposed set of features is a necessary and sufficient condition for achieving this goal.

Сущность предлагаемого способа модифицирования антистоксовых люминофоров на основе оксигалогенидов РЗЭ заключается в смешивании частиц мелкодисперсного легкоплавкого стекла (средний размер частиц 1 мкм и менее) с зернами люминофора (средний размер - 5-10 мкм), что обеспечивает равномерное распределение их по поверхности последних, а прокаливание при температуре, равной температуре растекания стекла или незначительно превышающей ее, приводит к образованию практически сплошного и прочного защитного покрытия, обладающего по сравнению с исходным люминофором повышенной химической и термической стойкостью.The essence of the proposed method for modifying anti-Stokes phosphors based on REE oxyhalides is to mix particles of finely dispersed fusible glass (average particle size 1 μm or less) with phosphor grains (average size 5-10 μm), which ensures their uniform distribution over the surface of the latter, and calcination at a temperature equal to the glass spreading temperature or slightly above it, leads to the formation of an almost continuous and durable protective coating, which, in comparison with and similar phosphor with enhanced chemical and thermal resistance.

Достоинством заявляемого способа является исключение применения водных растворов кремнийсодержащих соединений, что обеспечивает стабильность химического состава и люминесцентных свойств продукта в процессе его обработки.The advantage of the proposed method is the exclusion of the use of aqueous solutions of silicon-containing compounds, which ensures the stability of the chemical composition and luminescent properties of the product during its processing.

Толщина защитных покрытий может регулироваться изменением содержания стекла в исходной шихте и подбирается таким образом, чтобы при сохранении высокого выхода продукта не наблюдалось ухудшения интенсивности свечения и влагостойкости.The thickness of the protective coatings can be controlled by changing the glass content in the initial charge and is selected so that while maintaining a high yield of the product, there is no deterioration in the intensity of luminescence and moisture resistance.

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».The set of essential features characterizing the essence of the claimed invention is not known from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."

По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательский уровень».According to the authors, the essence of the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for a specialist, since the above effect on the obtained technical result is not revealed from it - a new property of the object - a set of features that distinguish the claimed invention from the prototype, which allows us to conclude about it compliance with the criterion of "inventive step".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в технологии модифицирования антистоксовых люминофоров на основании оксигалогенидов РЗЭ, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».The set of essential features characterizing the essence of the invention, in principle, can be repeatedly used in the technology of modifying anti-Stokes phosphors based on REE oxyhalides, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "industrial applicability".

Заявляемый способ модифицирования антистоксовых люминофоров на основе оксигалогенидов РЗЭ с использованием всей совокупности признаков описывается примерами.The inventive method of modifying anti-Stokes phosphors based on REE oxyhalides using the entire set of features is described by examples.

Пример 1 (прототип)Example 1 (prototype)

Навеску люминофора на основе оксихлорида иттербия, активированного ионами эрбия, например Yb0,96Er0,04OCI или (Yb0,69Yb0,30Er0,01)3OCI7, предварительно промывают чистой водой. Затем последовательно добавляют водные растворы жидкого стекла (K2O·3SiO2) и Al2(SO4)3 заданных концентраций при перемешивании. Добавляют раствор КОН заданной концентрации и смесь перемешивают для взаимодействия жидкого стекла и Al2(SO4)3 на поверхности люминофора. Обработанный люминофор высушивают при температуре 120°С и просеивают через сито №76. Получают люминофор с поверхностным покрытием из Al2SiO5 в соотношении 0,05-6,6 мас. частей Al2SiO5 на 100 мас. частей люминофора.A portion of a phosphor based on ytterbium oxychloride activated by erbium ions, for example, Yb 0.96 Er 0.04 OCI or (Yb 0.69 Yb 0.30 Er 0.01 ) 3 OCI 7 , is pre-washed with pure water. Then, aqueous solutions of water glass (K 2 O · 3SiO 2 ) and Al 2 (SO 4 ) 3 of predetermined concentrations are added successively with stirring. A KOH solution of a given concentration is added and the mixture is stirred for the interaction of water glass and Al 2 (SO 4 ) 3 on the surface of the phosphor. The processed phosphor is dried at a temperature of 120 ° C and sieved through a No. 76 sieve. Get a phosphor with a surface coating of Al 2 SiO 5 in the ratio of 0.05-6.6 wt. parts of Al 2 SiO 5 per 100 wt. parts of the phosphor.

Влагостойкость полученного люминофора определяют по следующей методике: обработанный люминофор затирают в кюветах из нержавеющей стали и измеряют относительную яркость свечения при возбуждении ИК-излучением арсенидогаллиевого светодиода АЛ-107Б. Затем кювету с люминофором помещают в климатическую камеру, обеспечивающую при постоянной температуре (25±2°С) относительную влажность 98%. После выдержки в климатической камере в течение 5 дней кювету с люминофором вынимают из камеры и измеряют относительную яркость свечения.The moisture resistance of the obtained phosphor is determined by the following method: the treated phosphor is rubbed in stainless steel cuvettes and the relative brightness of the luminescence when excited by infrared radiation of an arsenide-gallium LED AL-107B is measured. Then the cuvette with the phosphor is placed in a climatic chamber, providing at a constant temperature (25 ± 2 ° C) a relative humidity of 98%. After exposure to the climate chamber for 5 days, the cuvette with the phosphor is removed from the chamber and the relative brightness of the glow is measured.

Влагостойкость люминофора определяют по формуле:The moisture resistance of the phosphor is determined by the formula:

Влагостойкость=Втисх×100%,Moisture resistance = V t / V ref × 100%,

где Висх и Вт - значения относительной яркости свечения люминофора до и после климатических испытаний соответственно.where B ref and B t are the values of the relative brightness of the phosphor glow before and after climatic tests, respectively.

Влагостойкость полученного продукта составляет 35%, относительная яркость 100%, выход готового продукта 89%.The moisture resistance of the obtained product is 35%, the relative brightness of 100%, the yield of the finished product 89%.

Пример 2Example 2

К 10 г антистоксового люминофора на основе оксихлорида РЗЭ, например Yb0,96Er0,04OCI, добавляют 0,7 г легкоплавкого стекла состава: SiO2 - 10,5 мас.%, B2O3 - 15,6 мас.%, Al2O3 - 2,7 мас.%, РbО - 71,2 мас.%, которое предварительно измельчают последовательно в шаровой и бисерных мельницах до размера частиц ≤1 мкм.To 10 g of an anti-Stokes phosphor based on REE oxychloride, for example, Yb 0.96 Er 0.04 OCI, 0.7 g of low-melting glass composition is added: SiO 2 - 10.5 wt.%, B 2 O 3 - 15.6 wt. %, Al 2 O 3 - 2.7 wt.%, PbO - 71.2 wt.%, Which is pre-crushed sequentially in ball and bead mills to a particle size of ≤1 μm.

Полученную шихту помещают в кварцевый тигель и прокаливают на воздухе при температуре 580°С в течение 1 часа. Люминофор охлаждают, просеивают через сито №76.The resulting mixture is placed in a quartz crucible and calcined in air at a temperature of 580 ° C for 1 hour. The phosphor is cooled, sieved through a No. 76 sieve.

Влагостойкость полученного продукта составляет 100%, относительная яркость 367%, выход готового продукта 96,5%.The moisture resistance of the obtained product is 100%, the relative brightness of 367%, the yield of the finished product is 96.5%.

Пример 3Example 3

К 10 г антистоксового люминофора на основе оксихлорида РЗЭ, например к Yb0,96Er0,04OCI, добавляют 1,35 г легкоплавкого стекла состава: SiO2 - 11,5 мас.%, B2O3 -14,6 мас.%, Al2O3 - 1,8 мас.%, РbО - 72,1 мас.%, которое предварительно измельчают последовательно в шаровой и бисерной мельницах до размера частиц ≤1 мкм. Полученную шихту помещают в кварцевый тигель и прокаливают на воздухе при температуре 560°С в течение 0,5 часа. Люминофор охлаждают, просеивают через сито №76.To 10 g of the anti-Stokes phosphor based on REE oxychloride, for example, to Yb 0.96 Er 0.04 OCI, 1.35 g of low-melting glass composition is added: SiO 2 - 11.5 wt.%, B 2 O 3 -14.6 wt. %, Al 2 O 3 - 1.8 wt.%, PbO - 72.1 wt.%, Which is pre-crushed sequentially in ball and bead mills to a particle size of ≤1 μm. The resulting mixture is placed in a quartz crucible and calcined in air at a temperature of 560 ° C for 0.5 hours. The phosphor is cooled, sieved through a No. 76 sieve.

Влагостойкость полученного продукта составляет 100%, относительная яркость 348%, выход готового продукта 95,0%.The moisture resistance of the obtained product is 100%, the relative brightness of 348%, the yield of the finished product 95.0%.

Пример 4Example 4

К 10 г антистоксового люминофора на основе оксихлорида РЗЭ, например к Yb0,96Er0,04OCI, добавляют 2 г легкоплавкого стекла состава: SiO2 - 11 мас.%, B2O3 - 16,6 мас.%, Al2O3 - 1,1 мас.%, РbО - 71,4 мас.%, которое предварительно измельчают последовательно в шаровой и бисерной мельницах до размера частиц ≤1 мкм.To 10 g of an anti-Stokes phosphor based on REE oxychloride, for example, to Yb 0.96 Er 0.04 OCI, 2 g of fusible glass of the composition are added: SiO 2 - 11 wt.%, B 2 O 3 - 16.6 wt.%, Al 2 O 3 - 1.1 wt.%, PbO - 71.4 wt.%, Which is pre-crushed sequentially in ball and bead mills to a particle size of ≤1 μm.

Полученную шихту помещают в кварцевый тигель и прокаливают на воздухе при температуре 600°С в течение 0,75 часа. Люминофор охлаждают, просеивают через сито №76.The resulting mixture is placed in a quartz crucible and calcined in air at a temperature of 600 ° C for 0.75 hours. The phosphor is cooled, sieved through a No. 76 sieve.

Влагостойкость полученного продукта составляет 100%, относительная яркость 341%, выход готового продукта 94,4%.The moisture resistance of the obtained product is 100%, the relative brightness of 341%, the yield of the finished product is 94.4%.

Пример 5Example 5

К 10 г антистоксового люминофора на основе оксихлорида РЗЭ, например к Yb0,96Er0,04OCI, добавляют 0,7 г легкоплавкого стекла состава: SiO2 - 10,5 мас.%, B2O3 - 14,6 мас.%, Al2O3 - 1,8 мас.%, РbО - 73,1 мас.%, которое предварительно измельчают последовательно в шаровой и бисерной мельницах до размера частиц ≤1 мкм.To 10 g of an anti-Stokes phosphor based on REE oxychloride, for example, to Yb 0.96 Er 0.04 OCI, 0.7 g of low-melting glass composition is added: SiO 2 - 10.5 wt.%, B 2 O 3 - 14.6 wt. %, Al 2 O 3 - 1.8 wt.%, PbO - 73.1 wt.%, Which is pre-crushed sequentially in ball and bead mills to a particle size of ≤1 μm.

Полученную шихту помещают в кварцевый тигель и прокаливают на воздухе при температуре 560°С в течение 0,5 часа. Люминофор охлаждают, просеивают через сито №76.The resulting mixture is placed in a quartz crucible and calcined in air at a temperature of 560 ° C for 0.5 hours. The phosphor is cooled, sieved through a No. 76 sieve.

Влагостойкость полученного продукта составляет 100%, относительная яркость 358%, выход готового продукта 96,8%.The moisture resistance of the obtained product is 100%, the relative brightness of 358%, the yield of the finished product is 96.8%.

Пример 6Example 6

К 10 г антистоксового люминофора на основе оксихлорида РЗЭ, например к Yb0,96Er0,04OCI, добавляют 2 г легкоплавкого стекла состава: SiO2 - 11,5 мас.%, B2O3 - 16,6 мас.%, Al2O3 - 2,7 мас.%, РbО - 69,2 мас.%, которое предварительно измельчают последовательно в шаровой и бисерной мельницах до размера частиц ≤1 мкм.To 10 g of an anti-Stokes phosphor based on REE oxychloride, for example, to Yb 0.96 Er 0.04 OCI, 2 g of fusible glass of the composition are added: SiO 2 - 11.5 wt.%, B 2 O 3 - 16.6 wt.% , Al 2 O 3 - 2.7 wt.%, PbO - 69.2 wt.%, Which is pre-crushed sequentially in ball and bead mills to a particle size of ≤1 μm.

Полученную шихту помещают в кварцевый тигель и прокаливают на воздухе при температуре 600°С в течение 1 часа. Люминофор охлаждают, просеивают через сито №76.The resulting mixture is placed in a quartz crucible and calcined in air at a temperature of 600 ° C for 1 hour. The phosphor is cooled, sieved through a No. 76 sieve.

Влагостойкость полученного продукта составляет 100%, относительная яркость 329%, выход готового продукта 90%.The moisture resistance of the obtained product is 100%, the relative brightness of 329%, the yield of the finished product is 90%.

Пример 7Example 7

К 10 г антистоксового люминофора на основе оксихлорида РЗЭ, например к Yb0,96Er0,04OCI, добавляют 0,7 г легкоплавкого стекла состава: SiO2 - 10,5 мас.%, B2O3 - 14,6 мас.%, Al2O3 - 1,8 мас.%, РbО - 73,1 мас.%, которое предварительно измельчают последовательно в шаровой и бисерной мельницах до размера частиц ≤1 мкм.To 10 g of an anti-Stokes phosphor based on REE oxychloride, for example, to Yb 0.96 Er 0.04 OCI, 0.7 g of low-melting glass composition is added: SiO 2 - 10.5 wt.%, B 2 O 3 - 14.6 wt. %, Al 2 O 3 - 1.8 wt.%, PbO - 73.1 wt.%, Which is pre-crushed sequentially in ball and bead mills to a particle size of ≤1 μm.

Полученную шихту помещают в кварцевый тигель и прокаливают на воздухе при температуре 580°С в течение 0,75 часа. Люминофор охлаждают, просеивают через сито №76.The resulting mixture is placed in a quartz crucible and calcined in air at a temperature of 580 ° C for 0.75 hours. The phosphor is cooled, sieved through a No. 76 sieve.

Влагостойкость полученного продукта составляет 100%, относительная яркость 358%, выход готового продукта 96%.The moisture resistance of the obtained product is 100%, the relative brightness of 358%, the yield of the finished product is 96%.

Пример 8Example 8

К 10 г антистоксового люминофора на основе оксихлорида РЗЭ, например к Yb0,96Er0,04OCI, добавляют 2,2 г легкоплавкого стекла состава: SiO2 - 11,0 мас.%, B2O3 - 16,6 мас.%, Al2O3 - 2,7 мас.%, РbО - 69,7 мас.%, которое предварительно измельчают последовательно в шаровой и бисерной мельницах до размера частиц ≤1 мкм.To 10 g of an anti-Stokes phosphor based on REE oxychloride, for example, to Yb 0.96 Er 0.04 OCI, 2.2 g of fusible glass of the composition are added: SiO 2 - 11.0 wt.%, B 2 O 3 - 16.6 wt. Wt.%, Al 2 O 3 - 2.7 wt.%, PbO - 69.7 wt.%, Which is pre-crushed sequentially in ball and bead mills to a particle size of ≤1 μm.

Полученную шихту помещают в кварцевый тигель и прокаливают на воздухе при температуре 620°С в течение 1,1 часа. Люминофор охлаждают, просеивают через сито №76.The resulting mixture is placed in a quartz crucible and calcined in air at a temperature of 620 ° C for 1.1 hours. The phosphor is cooled, sieved through a No. 76 sieve.

Влагостойкость полученного продукта составляет 100%, относительная яркость 275%, выход готового продукта 87%.The moisture resistance of the obtained product is 100%, the relative brightness of 275%, the yield of the finished product is 87%.

Пример 9Example 9

К 10 г антистоксового люминофора на основе оксихлорида РЗЭ, например к (Yb0,96Er0,04OCI)3OCI7, добавляют 1,0 г легкоплавкого стекла состава: SiO2 - 11,0 мас.%, B2O3 - 16,6 мас.%, Al2O3 - 1,8 мас.%, РbО - 70,6 мас.%, которое предварительно измельчают последовательно в шаровой и бисерной мельницах до размера частиц ≤1 мкм.To 10 g of an anti-Stokes phosphor based on REE oxychloride, for example, to (Yb 0.96 Er 0.04 OCI) 3 OCI 7 , add 1.0 g of low-melting glass composition: SiO 2 - 11.0 wt.%, B 2 O 3 - 16.6 wt.%, Al 2 O 3 - 1.8 wt.%, PbO - 70.6 wt.%, Which is pre-crushed sequentially in ball and bead mills to a particle size of ≤1 μm.

Полученную шихту помещают в кварцевый тигель и прокаливают на воздухе при температуре 580°С в течение 0,75 часа. Люминофор охлаждают, просеивают через сито №76.The resulting mixture is placed in a quartz crucible and calcined in air at a temperature of 580 ° C for 0.75 hours. The phosphor is cooled, sieved through a No. 76 sieve.

Влагостойкость полученного продукта составляет 100%, относительная яркость 615%, выход готового продукта 97%.The moisture resistance of the obtained product is 100%, the relative brightness of 615%, the yield of the finished product is 97%.

Таким образом, заявляемый способ модифицирования антистоксовых люминофоров на основе оксигалогенидов РЗЭ обеспечивает увеличение влагостойкости при сохранении высокого уровня интенсивности свечения и повышенный выход годного продукта.Thus, the inventive method of modifying anti-Stokes phosphors based on REE oxyhalides provides an increase in moisture resistance while maintaining a high level of luminous intensity and an increased yield of the product.

Заявляемый способ обеспечивает внедрение новой технологии, позволяющей уменьшить себестоимость готового продукта, упростить процесс получения антистоксового люминофора с необходимыми параметрами, а также обеспечить охрану природы путем уменьшения промывных вод и отходов.The inventive method provides the introduction of new technology to reduce the cost of the finished product, to simplify the process of obtaining anti-Stokes phosphor with the necessary parameters, and also to protect nature by reducing wash water and waste.

Claims (2)

1. Способ модифицирования антистоксовых люминофоров на основе оксихлоридов редкоземельных элементов, включающий обработку люминофора кремнийсодержащим соединением и его просев, отличающийся тем, что обработку оксихлорида ведут с использованием в качестве кремнийсодержащего соединения легкоплавкого стекла с температурой растекания 560-600°С в количестве 7-20% от массы исходного люминофора при температуре 560-600°С в течение 0,5-1 ч.1. A method of modifying anti-Stokes phosphors based on rare-earth oxychlorides, comprising treating the phosphor with a silicon-containing compound and sifting it, characterized in that the processing of the oxychloride is carried out using low-melting glass as a silicon-containing compound with a spreading temperature of 560-600 ° C in an amount of 7-20% by weight of the initial phosphor at a temperature of 560-600 ° C for 0.5-1 hours 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкого стекла используют стекло, содержащее, мас.%:
SiO2 10,5-11,5 B2O3 14,6-16,6 Al2O3 1,1-2,7 PbO остальное
2. The method according to claim 1, characterized in that as a low-melting glass using glass containing, wt.%:
SiO 2 10.5-11.5 B 2 O 3 14.6-16.6 Al 2 O 3 1.1-2.7 Pbo rest
RU2008109146/04A 2008-03-07 2008-03-07 Method of modifying anti-stokes luminiphors based on oxychlorides of rare-earth elements RU2401293C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008109146/04A RU2401293C2 (en) 2008-03-07 2008-03-07 Method of modifying anti-stokes luminiphors based on oxychlorides of rare-earth elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008109146/04A RU2401293C2 (en) 2008-03-07 2008-03-07 Method of modifying anti-stokes luminiphors based on oxychlorides of rare-earth elements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008109146A RU2008109146A (en) 2009-09-20
RU2401293C2 true RU2401293C2 (en) 2010-10-10

Family

ID=41167366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008109146/04A RU2401293C2 (en) 2008-03-07 2008-03-07 Method of modifying anti-stokes luminiphors based on oxychlorides of rare-earth elements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2401293C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008109146A (en) 2009-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101752938B1 (en) Alkaline Earth Metal Silicate Luminophores and Method for Improving the Long-Term Stability Thereof
KR20080003435A (en) Novel materials used for emitting light
US20080116420A1 (en) Multiple rare-earth co-activated long-afterglow luminescent material
CN113214823B (en) Ternary metal oxysulfide with long afterglow and mechanoluminescence and preparation method thereof
JP6985147B2 (en) A method for producing fluorescent particles having a protective layer and fluorescent particles having a protective layer.
Yang et al. Ultraviolet long afterglow emission in Bi3+ doped CdSiO3 phosphors
WO2012077344A1 (en) Method of producing a water glass coating composition
JP2008050548A (en) Luminous fluorescent material having improved water resistance, and aqueous paint or aqueous color ink using the same
JP2012117029A (en) Method for producing phosphor material
CN106928996A (en) A kind of three component white radiation fluorescent material of ultraviolet excitation and preparation method thereof
JP2011094041A (en) Water resistant stress-induced light-emitting material, method for producing the same, and coating composition and ink composition using the same
RU2401293C2 (en) Method of modifying anti-stokes luminiphors based on oxychlorides of rare-earth elements
CN1839190A (en) Phosphor and vacuum ultraviolet excited light emitting element
JP3832024B2 (en) Vacuum ultraviolet-excited luminescent phosphor and method for producing the same
JP2010229363A (en) Water resistant light accumulating material and fluorescent material, method of producing thereof, coating material composition and ink composition using these
JP2000226577A (en) Fluorescent material
RU2297987C1 (en) Glass
CN1150296C (en) Light-accumulation long-afterglow luminous material
CN116376539B (en) LED green powder and preparation method thereof
WO2012111312A1 (en) Method for producing fluorescent substance
JP6399472B2 (en) Phosphor powder exhibiting high emission intensity maintenance ratio during continuous emission and method for producing the same
RU2664143C2 (en) Method for applying protective film on surface of phosphor dots
KR100726140B1 (en) The process of a fluorescent substance based on Zinc Silicate
JP2003089767A (en) Coating agent for fluorescent substance, fluorescent powder given by using the same, and method for producing the same
RU2564037C1 (en) Method of stabilising rare-earth ions in trivalent state in silicate glass and composites

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130308