[发明专利]一种新的红色夜光粉及其红色夜光陶瓷

说明书

(一)技术领域

本发明属于发光材料技术领域，一种新的红色夜光粉在于以钛酸盐为基质，Pr³⁺为激活剂、Lu³⁺为敏化剂，其组成通式是Ba_yCa_0.8-x-yZn_xTiO₃:aPr³⁺，bLu³⁺，cNa⁺，dB³⁺；以上述夜光粉制备红色夜光陶瓷。

(二)背景技术

已知性能最好的绿色夜光粉是SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺，蓝色夜光粉是SrAl₂O₄:Eu²⁺，Nd³⁺，这两种夜光粉的化学性质、余辉强度及衰减时间类似。但目前还没有一种性能与之匹配的红色夜光粉。从色度学上讲，只要有化学性质稳定、余辉强度及衰减时间类似的三原色(红、绿、蓝)夜光粉，就可以将它们按一定比例混合，得到任意一种颜色的夜光粉，否则混合材料的余辉颜色在衰减过程中就会发生变化。

已发现的红色夜光粉按基质分有四大类：碱土金属硫化物体系；硫氧化物体系；锶铝复合硫氧化物体系；碱土金属钛酸盐体系。前三种体系的发光材料虽然都有良好的红色长余辉性质，但因含硫材料在潮湿的空气中易变质并放出臭气，应用受到限制。

Pr³⁺激活的碱土金属钛酸盐MTiO₃(M＝Ca、Sr、Ba)红色夜光粉是一种性能稳定的红色长余辉发光材料，但发光亮度和余辉时间均未达到实用要求。

(三)发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的上述不足之处，提供一种全天候稳定的碱土金属钛酸盐红色夜光粉的合成方法及其在夜光陶瓷上的应用方法；这类发光材料除了具有很慢的红色长余辉性质外，还在380nm紫外光区域和450-550nm具有很强的吸光性质，是一种可促存太阳能的节能材料。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该红色长余辉发光材料所用原料的组成通式是：其组成通式是Ba_yCa_0.8-x-yZn_xTiO₃:aPr³⁺，bLu³⁺，cNa⁺，dB³⁺，0≤x≤0.3，0≤y≤0.01，0≤a≤0.005，0≤b≤0.005，0≤c≤0.01，0≤d≤0.1，x和y不同时为0。

其最大激发波长在380nm和440～590nm，最大发射波长在613nm的区域，这种红色夜光粉是一种可以用于夜光陶瓷上的制备。

BayCa0.8-x-yZnxTiO3:aPr3+，bLu3+，cNa+，dB3+具有二个显著的特性：一是有很慢的红色余辉，二是可以用于制备耐高温红色夜光陶瓷。

本发明具有以下特点：

1、由Ca0.8Zn0.2TiO3:Pr计量比制备CaTiO3/Ca2Zn4Ti16O38的合成方法。设计了一种新的原料配比计算方法——逆向推算计量法。采用改进的方法成功地合成了物相成分只有CaTiO3和Ca2Zn4Ti16O38的荧光粉。

2、将上述新型荧光粉(BCZT:PLNB)与釉料复配，合成了建筑用夜光红色陶瓷，红色夜光陶瓷白天可以储存太阳光能，晚上在慢慢的发光，是一种节能环保建筑材料。

3、将上述新型荧光粉(BCZT:PLNB)用于“中国红”瓷器绘画，可以制备出昼夜可见红色的艺术陶瓷。

4、本发明所指的发光材料也可用于建筑材料、工艺美术等领域，合成红色夜光涂料及其它指示材料。

本发明所指的红色夜光粉合成方法是：

一、配料 溶胶-凝胶法

①按反应方程式

(0.8-x-y)CaCO3+xZnO+yBaCO3+TiO2＝BayCa0.8-x-yZnxTiO3:aPr3+，bLu3+，cNa+，dB3++CO2

按化学计量比将柠檬酸加入己二醇液体中，磁力搅拌使之溶解，然后加入计量比的Ti(OC4H9)4，磁力搅拌得溶液(I)。

②按计量配比用移液管分别量取Ca(NO3)2、Zn(NO3)2、NaNO3、Pr(NO3)3溶液，混合，水浴加热蒸发水份，浓缩至初始体积的三分之一，得溶液(II)；

③在磁力搅拌下，将溶液II逐滴加入溶液I中，得混合液(III)；