[发明专利]长余辉发光材料焦硅酸锌钙及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及长余辉发光材料焦硅酸锌钙及制备方法。

背景技术

长余辉发光材料是一种本发明提供一种新型长余辉发光材料焦硅酸锌钙，的节能弱视照明材料，该材料能有效的吸收紫外或者可见光，存储能量，并以光的形式将这些能量释放出来，广泛用于弱视照明、建筑物探伤、发光指示等领域，如同其它照明及显示行业一样，追求多种颜色长余辉发光材料以实现全色夜光照明是长余辉发光材料行业的最终目标。然而，由于各种颜色长余辉荧光粉的衰减不同，使得长余辉发光不可能通过红绿蓝三基色来实现这一目标，因此，有必要研发多种颜色的长余辉材料。目前，蓝、绿色的长余辉荧光粉已经趋于成熟，并已用于实际生产，但是，黄色的长余辉荧光粉仍很匮乏，中国专利CN131756公布了一种锰掺杂的硅酸锌玻璃黄色长余辉材料，该材料可在紫外光的激发下实现12个小时的黄色余辉发光，然而，该材料却无法被可见光激发，也就限制了其应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种长余辉发光材料焦硅酸锌钙及其制备方法。

本发明提供一种长余辉发光材料焦硅酸锌钙，所选的基质材料为焦硅酸酸锌钙，激活是二价铕离子，辅助激活剂为一种或两种以上的低价态和高价态的金属离子。当基质吸收一定的能量以后，一部分会转移并被辅助激活剂捕获，随后，在热激励下，在室温缓慢释放并将能量传递给主激活剂锰离子。最后，由二价铕离子发出黄色余辉。

本发明提供一种长余辉发光材料焦硅酸锌钙的化学表示式为：

[Ca_(1-x-y)M_y]₂ZnSi₂O₇:xEu²⁺

其中，M为Sc、Y、La、Ce、Pr、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu或Mn中的一种或几种；x、y指相应掺杂离子相对于Ca原子所占有的摩尔百分比系数，x＝0.01～10mo1％，y＝0～10mol％。

本发明长余辉发光材料焦硅酸锌钙，按以下步骤和条件通过高温固相法合成：

按照上述化学表达式计算称取分析纯的碳酸钙、氧化钙、硝酸钙或氢氧化钙；分析纯的氧化锌、碳酸锌或醋酸锌；分析纯二氧化硅；助熔剂分析纯的氧化硼、优级纯的硼酸或分析纯的氯化铵；充分研磨并混合均匀后，在还原气氛中，于1100℃～1400℃烧结1～7小时，得到长余辉发光材料焦硅酸锌钙。

得到的焦硅酸锌钙发射出黄色长余辉光，如图1所示，余辉发射为一宽带，最大发射波长位于550nm附近，为Eu²⁺离子的d-f跃迁。

本发明制备方法简单，制得的长余辉材料体色亮黄，可以有效被日光特别是日光中的蓝光成分激发，余辉明亮，余辉时间长，其余辉最长可以持续1h；同时，这种长余辉材料制备工艺简单，生产成本低廉，产品化学性质稳定、蓬松非常易研磨，无放射性，不会对环境造成危害。

附图说明

图1是长余辉发光材料焦硅酸锌钙的发射光谱图。

具体实施方式

实施例1

原料为CaCO₃(分析纯)、ZnO(分析纯)、SiO₂(分析纯)、Eu₂O₃(99.99％)，以B₂O₃为助熔剂，按CaCO₃∶ZnO∶SiO₂∶Eu₂O₃∶B₂O₃摩尔比为1.98∶1.5∶2∶0.01∶0.05准确称取以上原料，在玛瑙研钵中充分研磨均匀，置入刚玉坩埚中，在高温炉中于CO气氛下1150℃焙烧7个小时，自然冷却到室温，取出研磨，得到长余辉发光材料焦硅酸锌钙。

所得产品为亮黄色的粉末，由于焙烧过程中原料ZnO的挥发，样品的实际组成为Ca₂ZnSi₂O₇，样品在日光下照射10分钟，样品发射出黄色长余辉，其余辉时间可持续约20分钟左右。

实施例2