[发明专利]一种蓝色长余辉发光材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种蓝色长余辉发光材料及制备方法。

背景技术

长余辉发光材料是一种功能储光材料，当其受到自然光或人工可见光的照射时，可储存光源，再以可见光的形式释放，并可持续几个甚至十几个小时的发光材料，1993年长余辉稀土荧光粉被开发，取代了长久使用的硫化物系列材料，迎来了长余辉荧光粉的新世纪，其市场定位有两个方面：作为标志使用，如在公共建筑、安全、消防、交通、运输等领域使用的永久性警告和指示标志，其市场需求巨大；另外可作为特殊的微光照明和装饰使用。

目前用的长余辉材料的发光颜色主要是单一的黄绿色(SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺)，其它颜色的长余辉发光材料由于余辉性能差，还不能得以广泛应用。因此，研究开发新型蓝色、红色长余辉材料成了众多学者关注的焦点。

国内外许多单位研制的CaAl₂O₄:Eu²⁺，Nd³⁺和CaAl₂O₄:Eu²⁺，Nd³⁺，La³⁺的蓝色长余辉材料，其余辉亮度和余辉时间均不能满足市场需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种亮度高、余辉时间长的蓝色长余辉发光材料。

本发明还要解决的一个技术问题是提供上述蓝色长余辉发光材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的思路如下：蓝色长余辉余辉时间的长短与储存在杂质能级中的电子数量及吸收的能量有关。一般来说，数量较多的电子在杂质能级停留比较长的时间，就可以产生较长的时间余辉。而长余辉的强度则取决于杂质能级中的电子返回激发态的速率。

具体技术方案如下：

一种蓝色长余辉发光材料，以CaAl₂O₄为基质，以Eu³⁺为激活离子，以Nd³⁺、Mg²⁺离子为共激活离子，其化学通式为：Ca_1-x-y-zAl₂O₄:xEu³⁺，yNd³⁺，zMg²⁺，式中，Eu³⁺的摩尔数x为0.02～0.04，Nd³⁺的摩尔数y为0.03～0.08，Mg²⁺的摩尔数z为0.01～0.03。

上述蓝色长余辉发光材料的制备方法，将CaCO₃、Al₂O₃、Eu₂O₃、Nd₂O₃、MgO按摩尔比(1-x-y-z)∶1∶x/2∶y/2∶z混合，其中，0.02≤x≤0.04，0.03≤y≤0.08，0.01≤z≤0.03，研磨均匀；在1450～1500℃下，焙烧5～6小时，冷却、粉碎、水洗、烘干、过筛(200目)；在氮气和氢气以体积比3∶1的混合气体气氛下，1300～1400℃再焙烧4～6小时，冷却、粉碎、水洗、烘干、过筛(100目)即得。

优选的，在CaCO₃、Al₂O₃、Eu₂O₃、Nd₂O₃和MgO的混合物料中还加入助熔剂硼酸。硼酸的加入质量为CaCO₃、Al₂O₃、Eu₂O₃、Nd₂O₃和MgO混合物料总质量的0.1～0.5％。硼酸的加入质量优选为CaCO₃、Al₂O₃、Eu₂O₃、Nd₂O₃和MgO混合物料总质量的0.2％。