[发明专利]一种光激励荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光激励荧光粉及其制备方法，属于稀土发光材料技术领域。

背景技术

光激励发光材料由于具有写入、读出和擦除速率快（纳秒），红外响应时间短，无限的写入和读出循环寿命以及宽的红外响应范围（0.8-1.6微米）等优点，为光学存储介质的研究开拓了一条新的路径。光激励发光材料有很多潜在的应用，如激光标签，光通信，存储，显示和成像技术。

在光激励发光材料中，载流子（电子和空穴）陷阱中心具有十分重要的作用。将光激励发光材料暴露在紫外线或可见光下，光信息被存储在材料中，随后通过红外刺激或热激活使电子和空穴复合产生可见光激励发光。

到目前为止，商业上所用的光激励发光强度最高和存储容量最大的光激励发光材料主要是碱性硫化物，如SrS: Eu, Sm, ZnS: Cu, Co。然而，其化学稳定性和热稳定性都比较差，人们致力于寻找氧化物光激励发光材料来代替硫化物。众所周知，光激励发光现象在一些氧化物的化合物中也被观测到，如Sr3SiO5:Eu2+,Dy3+,SrAl2O4:Eu,Dy, Sr4(Si3O8)2:Eu2+,Dy3+。但是，其光激励发光强度和存储容量难以满足实际应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种光激励荧光粉及其制备方法，其化学稳定性和热稳定性高，光激励发光强度高和存储容量大。

本发明的技术方案是：光激励荧光粉为固溶体，通式为α-Sr_2-x-ySiO₄: xEu²⁺，yTm³⁺（0.01≤x≤0.03，0.01≤y≤0.03），产物的平均颗粒为15～20微米，其主相结构属于正交晶系。

本发明的光激励荧光粉采用高温固相法合成，具体步骤包括如下：

（1）将SrCO₃、SiO₂、Eu₂O₃和Tm₂O₃按照最终制得的荧光粉通式配比混合配料，加入酒精研磨使其混合均匀； 

（2）将上述混合均匀的混合料在温度为1100^oC～1300^oC的还原气氛下烧结3～5h，并在此还原气氛下冷却至室温，研磨后即得到光激励荧光粉α-Sr₂SiO₄: Eu²⁺, Tm³⁺。

所述SrCO₃、SiO₂、Eu₂O₃和Tm₂O₃的纯度均为99.99wt%以上。

所述酒精的纯度为98wt%以上，加入量为混合料体积的80%～120%。

所述还原气氛为5vol%的H₂和95vol%的N₂的混合气体。

本发明的有益效果是：本发明制备的光激励发光材料在空气中长时间放置不会潮解，相结构不会发生改变，化学稳定性和热稳定性高。该荧光粉在紫外灯辐照10min后，能够被近红外(980nm)激发实现黄绿光发射，发射波段宽，光激励发光强度高和存储容量大等优点；可应用于医疗诊断影像、工业无损探伤以及对红外光源的探测等。

附图说明

图1是本发明实施方式四的光激励发光衰减光谱图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施方式一：本实施方式的光激励发光材料为α-Sr_1.98SiO₄: 0.01Eu²⁺,0.01Tm³⁺。该荧光粉平均颗粒为15～20微米，其主相结构属于正交晶系。具体制备方法为：

（1）按Sr：Si：Eu：Tm的摩尔比=1：1：0.01：0.01，准确称量SrCO₃（99.99%）、SiO₂（99.99%）、Eu₂O₃（99.99%）、Tm₂O₃（99.99%）混合于玛瑙研钵中，加酒精研磨0.5h使其混合均匀。