RU2795127C1 - Способ получения люминофора, излучающего в оранжево-красной области спектра - Google Patents
Способ получения люминофора, излучающего в оранжево-красной области спектра Download PDFInfo
- Publication number
- RU2795127C1 RU2795127C1 RU2022127038A RU2022127038A RU2795127C1 RU 2795127 C1 RU2795127 C1 RU 2795127C1 RU 2022127038 A RU2022127038 A RU 2022127038A RU 2022127038 A RU2022127038 A RU 2022127038A RU 2795127 C1 RU2795127 C1 RU 2795127C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- synthesis
- orange
- spectrum
- red region
- oxide
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при производстве люминесцентных материалов для источников и преобразователей света. Сначала готовят реакционную смесь путем механического перемешивания в планетарной мельнице в течение 20 мин порошков пероксида стронция, оксида самария (III), оксида алюминия и металлического алюминия, взятых в стехиометрических соотношениях. Затем проводят процесс экзотермического взаимодействия компонентов полученной смеси в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в реакторе открытого типа при атмосферном давлении на воздухе в течение 5 мин. Полученный люминофор излучает в оранжево-красной области спектра и имеет общую формулу SrAl2O4:Sm3+. Изобретение позволяет упростить процесс и сократить время синтеза за счет использования простого оборудования и отсутствия необходимости поддержания высокой температуры извне на протяжении всего синтеза. 1 ил., 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области получения люминофора на основе алюмината стронция, активированного ионами самария (III), излучающего оранжево-красной области спектра. Данный люминофор может быть использован при производстве люминесцентных материалов для источников и преобразователей света.
Известен способ получения люминофора оранжево-красного свечения на основе алюмината стронция, активированного ионами самария (III). Его синтез проводили методом обратной эмульсии и методом полиакриламидного геля. Полученный с помощью первого метода прекурсор прокаливали при температуре 1100°C в течение 2 часов до получения конечного продукта. Во втором методе полиакриламидный гель, содержащий соли металлов, сушили при температуре 110°C в течение 3 часов, после чего прокаливали при температуре 1100°C в течение 2 часов до получения конечного продукта. (S. A. Hassanzadeh-Tabrizi, Mahsa Jafari, Reza Pournajaf, A. Faeghi-Nia « Synthesis of SrAl2O4:Sm nanopowder using reverse microemulsion and polyacrylamide gel methods: a comparison study of size, structural and photoluminescence properties », Journal of Sol-Gel Science and Technology, vol. 80, pp. 560-566, 2016).
Недостатками известного способа являются сложность применяемого оборудования, многостадийность процесса, дороговизна исходных компонентов, а также необходимость поддержания высокой температуры синтеза в течение длительного времени.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ получения люминофора, излучающего в оранжево-красной области спектра, методом твердофазного спекания. Метод получения SrAl2O4:Sm3+ включает две стадии. На первой стадии получали SrAl2O4 путем спекания компонентов реакционной смеси (оксид стронция; оксид алюминия) с добавлением флюса (фторид лития; оксид бора) при температуре 1200°C в течение 1 часа на воздухе. На второй стадии порошок SrAl2O4 смешивали с нитратом самария и флюсом (хлорид лития), после чего смесь подвергали термообработке в восстановительной атмосфере при температуре 1200°C в течение 1 часа (Tzu-Piao Tang, Chih-Ming Lee, Fu-Cheng Yen «The photoluminescence of SrAl2O4:Sm phosphors», Ceramics International, vol. 32, pp. 665–671, 2006).
Недостатками известного способа являются длительное время процесса синтеза (2 часа), энергозатратность (температура синтеза составляет 1200°С), многостадийность процесса и использование восстановительной атмосферы в процессе получения готового продукта.
Технический результат заключается в упрощении процесса синтеза люминофора, излучающего в оранжево-красной области спектра, в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), за счет отсутствия необходимости использования сложного оборудования и восстановительной атмосферы.
Сущность изобретения заключается в том, что способ получения люминофор, излучающий в оранжево-красной области спектра, общей формулой SrAl2O4: Sm3+ включает получение реакционной смеси путем предварительного перемешивания порошков пероксида стронция, оксида самария (III), оксида алюминия, металлического алюминия, взятых в стехиометрических соотношениях. В подготовленной реакционной смеси осуществлялся процесс экзотермического взаимодействия компонентов, который протекал в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в реакторе открытого типа в воздушной атмосфере в течение 5 мин.
В табл. 1 приведены составы для получения люминофора излучающего в оранжево-красной области спектра, общей формулой SrAl2O4:Sm3+; на графике изображен спектр излучения (получен при λex=401 нм ) образца люминофора.
Способ получения люминофора общей формулой SrAl2O4:Sm3+ включает перемешивание реакционной смеси из порошков компонентов, взятых в стехиометрических соотношениях пероксида стронция, оксида самария (III), оксида алюминия, металлического алюминия в планетарной мельнице в течение 20 минут с дальнейшим экзотермическим взаимодействием в реакционной смеси в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Процесс взаимодействия компонентов в полученной реакционной смеси осуществляют в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) в реакторе открытого типа при атмосферном давлении на воздухе. Время процесса составляет ≈ 5 минут.
Пример 1. Способ получения люминофора на основе алюмината стронция, активированного ионами самария (III), общей формулой SrAl2O4:Sm3+.
Готовят стехиометрическую реакционную смесь (состав 9 табл. 1), для получения люминофора. Соотношение Al/Al2O3 составляет 0,5/0,75.
Для приготовления смеси в количестве 10 г используют следующие порошки: Пероксид стронция (SrO2) - 5,38 г (53,80 мас. %); Оксид самария (III) (Sm2O3) - 0,33 г (3,30 мас. %); Оксид алюминия (Al2O3) - 3,65 г (36,50 мас. %); Алюминий (Al) - 0,64 г (6,40 мас. %).
Полученную при механическом перемешивании порошков в планетарной мельнице в течение 20 мин гомогенизированную реакционную смесь помещают в кварцевую лодочку и инициируют процесс горения на воздухе с помощью газовой горелки. Далее процесс протекает в режиме СВС. По завершению прохождения в объеме смеси устойчивого фронта волны горения образуется спеченный продукт телесного цвета. Общее время синтеза 5 мин. Полученный продукт охлаждают. Далее спек размалывают до необходимого размера частиц. Выход люминофора составляет более 60 %. Рентгенофазовый анализ полученного продукта показал наличие только одной фазы соответствующей структурному типу SrAl2O4: Sm3+.
Исследование спектральных характеристик всех образцов люминофоров подтверждает их принадлежность к люминофорам излучающих в оранжево-красной области спектра (график). Для образца люминофора максимумы длин волн излучения составляют 560, 598 и 645 нм, при длине волны возбуждения 401 нм.
По сравнению с известным решением предлагаемый способ позволяет упростить и сократить время синтеза, что в свою очередь приводит к уменьшению стоимости люминофора, общей формулой SrAl2O4:Sm3+, в режиме СВС, за счет использования простого оборудования и отсутствия подвода внешнего тепла для проведения реакции.
| Таблица 1 | ||||
| № | Количество компонентов, масс. % | |||
| SrO2 | Sm2O3 | Al | Al2O3 | |
| 1 | 56,20 | 0,90 | 6,40 | 36,50 |
| 2 | 56,50 | 0,90 | 7,10 | 35,50 |
| 3 | 56,90 | 0,90 | 7,80 | 34,40 |
| 4 | 57,20 | 0,90 | 8,50 | 33,40 |
| 5 | 56,00 | 1,20 | 6,40 | 36,40 |
| 6 | 56,30 | 1,20 | 7,10 | 35,40 |
| 7 | 56,60 | 1,20 | 7,80 | 34,40 |
| 8 | 56,90 | 1,20 | 8,50 | 33,40 |
| 9 | 53,80 | 3,30 | 6,40 | 36,50 |
| 10 | 54,10 | 3,30 | 7,10 | 35,50 |
| 11 | 54,40 | 3,40 | 7,80 | 34,40 |
| 12 | 54,70 | 3,40 | 8,50 | 33,40 |
| 13 | 51,40 | 5,60 | 6,40 | 36,60 |
| 14 | 51,70 | 5,70 | 7,10 | 35,50 |
| 15 | 52,00 | 5,70 | 7,80 | 34,50 |
| 16 | 52,30 | 5,70 | 8,50 | 33,50 |
| 17 | 49,20 | 7,80 | 6,40 | 36,60 |
| 18 | 49,50 | 7,90 | 7,10 | 35,50 |
| 19 | 49,80 | 7,90 | 7,80 | 34,50 |
| 20 | 50,10 | 7,90 | 8,50 | 33,50 |
| 21 | 46,00 | 11,00 | 6,50 | 36,50 |
| 22 | 46,30 | 11,00 | 7,10 | 35,60 |
| 23 | 46,80 | 11,00 | 7,80 | 34,40 |
| 24 | 46,80 | 11,20 | 8,50 | 33,50 |
Claims (1)
- Способ получения люминофора, излучающего в оранжево-красной области спектра, общей формулой SrAl2O4:Sm3+, включающий приготовление реакционной смеси путем предварительного механического перемешивания в планетарной мельнице в течение 20 мин порошков пероксида стронция, оксида самария (III), оксида алюминия, металлического алюминия, взятых в стехиометрических соотношениях, с последующим проведением процесса экзотермического взаимодействия ее компонентов в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в реакторе открытого типа при атмосферном давлении на воздухе в течение 5 мин.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2795127C1 true RU2795127C1 (ru) | 2023-04-28 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815085C1 (ru) * | 2023-09-12 | 2024-03-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет"(ТГАСУ) | Способ получения люминесцентного материала |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0622440A1 (en) * | 1993-04-28 | 1994-11-02 | Nemoto & Co., Ltd. | Phosphorescent phosphor |
| RU2712685C2 (ru) * | 2015-06-18 | 2020-01-30 | Сикпа Холдинг Са | Термолюминесцентная и суперпарамагнитная композиционная частица и маркировка, содержащая ее |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0622440A1 (en) * | 1993-04-28 | 1994-11-02 | Nemoto & Co., Ltd. | Phosphorescent phosphor |
| RU2712685C2 (ru) * | 2015-06-18 | 2020-01-30 | Сикпа Холдинг Са | Термолюминесцентная и суперпарамагнитная композиционная частица и маркировка, содержащая ее |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| AHALYA H.G. et al, Synthesis and characterization of SrAl2O4:Sm phosphor by low temperature synthesis, Int. J. of Research and Technology, 2014, v. 03, issue 06, p.p. 553 -557. V.S. HINGWE et al, Luminescence of SrAl2O4:Sm Phosphor, Int. J. of Luminescence and applications, 2015, v. 5(4), p.p. 377-379. S.A. HASSANZADEH-TABRIZI et al, Synthesis of SrAl2O4:Sm nanopowder using reverse microemulsion and polyacrylamide gel methods: a comparison study of size, structural and photoluminescence properties, J. Sol-Gel Sci. Technol., 2016, 80:560-566. * |
| TZU-PIAO TANG et al, The photoluminescence of SrAl2O4:Sm phosphors, Ceramics International, 2006, v. 32, p.p. 665-671. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815085C1 (ru) * | 2023-09-12 | 2024-03-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет"(ТГАСУ) | Способ получения люминесцентного материала |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kaya et al. | Effect of Al/Sr ratio on the luminescence properties of SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ phosphors | |
| CN105219387B (zh) | 一种锰掺杂的钛酸盐基红色发光材料及其制备方法和应用 | |
| JP7507149B2 (ja) | 表面被覆蛍光体粒子、表面被覆蛍光体粒子の製造方法および発光装置 | |
| JP7498171B2 (ja) | 表面被覆蛍光体粒子、及び発光装置 | |
| JP7507150B2 (ja) | 表面被覆蛍光体粒子、表面被覆蛍光体粒子の製造方法および発光装置 | |
| CN114735662B (zh) | La4Ba3Li3Si9N19晶体及荧光粉和制备方法 | |
| CN101798510A (zh) | 一种氮化物荧光粉材料及其制备方法 | |
| CN114590831A (zh) | LaSi2N3O晶体及荧光粉和制备方法 | |
| RU2795127C1 (ru) | Способ получения люминофора, излучающего в оранжево-красной области спектра | |
| Zou et al. | Structure and luminescent properties of Ca 3 Bi (PO 4) 3: Sm 3+ orange phosphor | |
| Zambare et al. | Thermal analysis and luminescent properties of Sr2CeO4 blue phosphor | |
| JP5185829B2 (ja) | 希土類活性化アルミニウム窒化物粉末およびその製造方法 | |
| RU2634024C1 (ru) | Способ получения люминофора с длительным послесвечением | |
| CN101914379B (zh) | 一种制备氮氧化物荧光粉体的方法 | |
| Mindru et al. | Structural and optical properties of un-doped and doped Sr3Al2O6 obtained through the tartarate precursor method | |
| Chen et al. | Synthesis and luminescence properties of red-emitting M 2 Si 5 N 8: Eu 2+-based (M= Ca, Sr, Ba) phosphors by a simple nitrate reduction | |
| RU2758539C1 (ru) | Способ получения люминофора, излучающего в ближней ультрафиолетовой области спектра | |
| RU2379328C2 (ru) | Сложный силикат редкоземельных элементов и способ его получения | |
| Yan et al. | Novel red-emitting phosphor Li 2 MgZrO 4: Mn 4+, Ga 3+ for warm white LEDs based on blue-emitting chip | |
| RU2691366C1 (ru) | Способ получения люминофора зеленого свечения | |
| RU2618867C2 (ru) | Шихта для получения алюминатных люминофоров с кристаллической структурой граната, активированных церием, и способ их получения | |
| JP5355441B2 (ja) | 橙色蛍光体とその製造方法 | |
| RU2817249C1 (ru) | Способ получения люминофора, излучающего в красной области спектра | |
| RU2815085C1 (ru) | Способ получения люминесцентного материала | |
| RU2681188C1 (ru) | Способ получения люминофора на основе титаната кальция |