[发明专利]一种红色长余辉发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种红色长余辉发光材料及其制备方法，属于发光材料领域。

背景技术

长余辉发光材料是一种光致发光材料，即在外界光的激发下发光，长余辉发光与普通光致发光的不同是这种发光材料在光激发后衰减时间非常长，有的可以达到几个小时甚至几十个小时，从而能够应用在应急照明、工艺品装饰以及弱光照明等领域。目前绿色和蓝色长余辉发光材料发展比较好，一些材料能达到实际应用的效果，但是红色长余辉发光材料的一直是人们探索的热点，也有很多关于红色长余辉发光材料的报道。ZnGa₂O₄是一种优异的基质发光材料，基质对紫外光和近紫外有强烈的吸收，在该基质中加入Cr³⁺离子可以得到红色发光材料，但余辉性能不好，当在其中同时掺入Dy³⁺离子后材料的余辉性能得到明显加强，主要原因是由于Dy3+离子的引入有效增加了基质中的缺陷浓度，这些缺陷在基质中作为一种载流子陷阱，从而达到增强余辉的能力。

发明内容

本发明提供一种红色长余辉发光材料，发光基质为ZnGa₂O₄，其化学表达式为：ZnGa₂O₄：aCr³⁺ 、bDy³⁺ ，其中：0.01≤a≤0.05，0.01≤b≤0.05。

本发明还提供一种所述的红色长余辉发光材料的制备方法，具有如下步骤：

1）将纯度不小于99.99%的高纯氧化物ZnO，Ga₂O_3 、Cr₂O₃和Dy₂O₃ 按照Zn：Ga：Cr：Dy=1:2:0.01～0.05:0.01～0.05的摩尔比称量，然后混合研磨一个小时以上，务必使混合物均匀；

2）将研磨后的混合物放入坩埚中，然后放在高温炉中进行高温固相反应；其加热过程分4步进行：

从室温经过6小时升至1350°C ；

在1350°C保温5小时；

从1350°C经过4小时降温至800°C；

从800°C自然冷却到室温；

3）将样品取出，然后研磨使其变成粉末状；即获得红色长余辉发光材料ZnGa₂O₄：aCr³⁺ 、bDy³⁺ ，0.01≤a≤0.05，0.01≤b≤0.05 。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种红色长余辉发光材料的最大特点是红色发光强，余辉可以达到一个多小时，发光波长宽，波长范围从640nm～720nm之间。同时具有原料便宜，制备方法简单、化学性能稳定等特点。

 本方法制备的铬镝共掺镓酸锌红色长余辉发光材料粒度细，结晶程度高，晶形完整，能够被太阳光或日光灯有效激发而发出红色余辉，可应用于印刷、发光装饰、及夜光标记等领域。

附图说明

图1为发明制备的ZnGa₂O₄：0.01Cr³⁺ 、0.01Dy³⁺发射光谱图。

图2为发明制备的ZnGa₂O₄：0.01Cr³⁺ 、0.01Dy³⁺的余辉衰减图。

图3为发明制备的ZnGa₂O₄：0.02Cr³⁺ 、0.02Dy³⁺发射光谱图。

图4为发明制备的ZnGa₂O₄：0.02Cr³⁺ 、0.02Dy³⁺的余辉衰减图。

图5为发明制备的ZnGa₂O₄：0.03Cr³⁺ 、0.03Dy³⁺发射光谱图。

图6为发明制备的ZnGa₂O₄：0.03Cr³⁺ 、0.03Dy³⁺的余辉衰减图。