[发明专利]一种耐高温硅酸盐发光陶瓷釉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温硅酸盐发光陶瓷釉及其制备方法。该发光陶瓷釉主要由稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料和基础釉两部分烧结而成。本发明通过釉料在烧成过程中生成发光晶体和对发光粉体进行包覆改性两个途径来提高发光陶瓷釉料的耐高温性能，从而拓展了发光陶瓷釉的应用领域。

技术领域

本发明涉及发光陶瓷釉领域，具体涉及一种耐高温硅酸盐发光陶瓷釉及其制备方法。

背景技术

发光陶瓷釉是施于陶瓷坯体表面，在一定温度下烧成后具有可持续发光功能的一种陶瓷釉料，可用于发光产品的生产。该发光产品可将太阳光、灯光等储存起来，在夜间或黑暗环境中把储存的能量以可见光的形式缓慢释放出来，这种发光可持续几小时甚至几十个小时，在消防标识、夜光标识、应急指示、交通指示、建筑装饰等领域具有广阔的应用前景。

目前，对于发光陶瓷釉的研究主要集中在硫化物发光陶瓷釉和铝酸盐发光陶瓷釉，但它们都属于低温发光釉，不耐高温。如专利“一种蓄能发光陶瓷釉料”（CN1202472A）、“非放射性环保蓄能发光陶瓷釉料”（CN1473796A），它们的发光体采用稀土离子激活铝酸盐材料，由于铝酸盐发光材料遇水容易水解，且烧成温度不超过900℃，难以耐高温，烧成时易产生釉面缺陷等，不利于发光陶瓷的生产和应用（由于陶瓷的烧成温度一般需要1200℃以上）。而利用高温发光陶瓷釉制成的产品不仅釉面质量好，而且发光强度高、余辉时间长，因此耐高温发光陶瓷釉的开发极其重要。

稀土激活硅酸盐发光陶瓷釉的釉面平整光滑，釉面质量明显高于铝酸盐发光陶瓷釉，且发光材料与基础釉之间过渡自然，这是由于稀土激活硅酸盐长余辉材料与硅酸盐釉料相容性好，基础釉中高含量的硅可以抑制硅酸盐发光材料的熔融，从而不影响基础釉的铺展。与铝酸盐发光陶瓷釉相比，硅酸盐发光陶瓷釉的化学稳定性、耐水性、耐紫外光照射性更好，使用温度也更高，是未来发光陶瓷釉的发展方向。因此，本发明选择硅酸盐为发光材料，制备耐高温发光陶瓷釉。

发明内容

本发明的目的在于解决上述低温发光陶瓷釉存在的不足，提供一种耐高温、无放射性、无铅的硅酸盐发光陶瓷釉及其制备方法。本发明通过釉料在烧成过程中生成发光晶体和对发光材料进行包覆改性两个途径来提高发光陶瓷釉的耐高温性能，从而拓展发光陶瓷釉的应用领域。

本发明的目的通过以下两种技术方案实现。

一种耐高温硅酸盐发光陶瓷釉的制备方法(一)，包括以下步骤：

（1）稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料前驱体的制备：采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备发光粉的前驱体。按实验要求准确称量Si(OC₂H₅)₄，再量取一定体积的共溶剂，两者混合均匀。准确称量Eu₂O₃、Ln₂O₃、Mg O或MgCO₃、MCO₃分别溶于适量稀硝酸溶液中，H₃BO₃溶于适量去离子水中。将上述溶液缓慢混合，搅拌均匀得到透明均相溶液，加入适量氨水调节PH值为1-10。然后在30-80℃水浴中不停地搅拌，待溶液转化成湿凝胶后取出，置于烘箱中干燥生成干凝胶，再将所生成的干凝胶置于坩埚中用少量酒精引燃，发生自蔓延燃烧反应形成稀土激活碱土金属硅酸盐发光材料的自燃烧粉末。

（2）按质量百分比计，基础釉的化学组成范围为：

SiO₂: 40～85 Al₂O₃: 8～30

Ca O: 1～10 Mg O: 0～3

Ba O: 0～4 K₂O: 1～5

Na₂O: 1～6 Zn O: 0～5