[发明专利]一种超细粒径高光效长余辉荧光粉及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光粉及其制造方法，主要是涉及一种细粒径高光效长余辉荧光粉 及其制造方法。

背景技术

关于铕激活的碱土金属铝酸盐长余辉发光材料已有一些报道和专利介绍，其中利用 铕激活的铝酸锶已被广泛用作长余辉发光材料。关于铕激活的铝酸锶荧光粉SrAl₂O₄:Eu 在US3294699(1966)中即有报道，其公开了一种发射主峰在520nm的绿色长余辉荧光粉。 中国专利CN10538007中公开了化学组成式为m(Sr_1-xEu_x)O·nAl₂O₃.yB₂O₃长余辉荧光粉 及其制造方法，其中各系数范围为1≤m≤5，1≤n≤8，0.001≤x≤0.1，0.005≤y≤0.35， 采用含铝、锶和硼的氧化物、碳酸盐或硝酸盐作为原料，通过高温固相法合成得到。中 国发明专利CN1126746A提出了Eu，Ce，Tb，Dy激活的碱土金属铝酸盐长余辉荧光粉； 中国发明专利CN1152018A公布了一种长余辉高亮度发光材料及其制造方法，一般式为 M·N·Al_2-xB_xO₄，其中M代表碱土金属，一般为锶，N表示稀土类元素，0.1＜x＜1。

尽管目前以铕激活的黄绿光发射的铝酸锶长余辉荧光粉由于具有较高的余辉亮度和 余辉时间，已经在交通、消防等领域获得广泛应用，但却一直难以在纤维、纺织等对荧 光粉粒径要求非常细小的领域获得很好的应用，这主要是由于长余辉荧光粉粉体的粒径 须降低到一定程度以后(粉体中心粒径d50≤8μm)，方能应用到纤维中。但是对于长余 辉荧光粉来说，当粉体粒径降低到10μm以下后，余辉亮度显著下降，余辉时间明显缩 短，特别是荧光粉粉体作为填料加入有机树脂后，还会进一步降低对外界激发光的吸收 效率，致使其无法满足实际使用要求。这与荧光粉的成分配比和制造方法均具有重要的 关系。现有公开的荧光粉在成分设计上仅从一般应用粒径角度进行考虑，另一方面，目 前长余辉荧光粉的生产仍以传统的高温固相法为主，难以在超细高亮型荧光粉方面取得 突破。

由此可见，开发出同时具备细粒径、高余辉亮度发光亮度以及长余辉时间的荧光粉， 对于进一步提升长余辉荧光粉的应用特性，拓展其应用领域均具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于解决长余辉荧光粉在余辉亮度及余辉时间与粉体粒径之间所存在 的矛盾，提供了一种超细粒径高光效长余辉荧光粉及其制造方法。

为了同时获得细小粉体粒径和较强的余辉亮度，必须同时从荧光粉表面结晶度和荧 光粉晶体场入手，由于随着荧光粉粉体粒径的降低，比表面积急剧增大，表面缺陷数量 也随之增加，导致发光效率显著下降；另一方面，表面缺陷数量的增加也会降低陷阱能 级的深度，致使原先被Dy³⁺形成的空穴陷阱能级所俘获并存储起来的电子以更快的速度 逸出，在室温下不断回到4f⁶5d激发态，返回⁸S_7/2基态，表现为余辉时间的缩短。

基于上述理论，本发明一方面通过元素掺杂及共激活技术调节晶体场，获得更深的 陷阱能级深度；另一方面通过制造方法进一步改善荧光粉表面结晶度。

本发明所述超细粒径高光效长余辉荧光粉的分子式如下：

(Sr_m-pMe_p)·Al₂O_(3+m+q):Eu_x，Dy_y，R_z

其中Me为Ba，Mg中的至少一种；R为La、Gd中的至少一种；1＜m≤1.3；0.006≤p≤0.3； q＝x+y+z；0.005≤x≤0.05；0.005≤y≤0.08；0.0001≤z≤0.01。

本发明的制备方法包括以下步骤：

1)以目标产品的化学结构式：Sr_m-pMe_pAl₂O_(3+m+q):Eu_x，Dy_y，R_z为计量依据，取 相应重量的Sr、Ba、Mg、Eu、Dy、La、Gd的氧化物、硝酸盐或碳酸盐作为原料；