[发明专利]一种蓝绿色多组分蓄光陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种蓝绿色多组分蓄光陶瓷材料及其制备方法。所述材料化学组成为xMnO·(1‑0.5x)ZrO₂·SiO₂(x=0.003~0.15)，采用传统的高温固相法制得的。通过X‑射线粉末衍射仪对其进行表征，结果表明该蓄光陶瓷材料的XRD图谱与标准图谱PDF#06‑0266相吻合。本发明蓄光陶瓷材料经灯光照射15分钟后，黑暗中可观察到发蓝绿色的光，发光时间长达8~12小时。激发发射光谱测定表明在486、529、542nm附近有发射峰，与所观察的蓝绿色光一致。Mn²⁺及Zr⁴⁺为材料的共同发光中心，材料制备方法简单、成本低、化学性质稳定且具有优异的发光性能，具有很好应用前景的新型发光材料。

技术领域

本发明属于无机材料制备技术领域，特别涉及一种蓝绿色多组分蓄光陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

蓄光陶瓷材料又称为长余辉发光材料，是指材料在移除照射源（UV，VUV，X射线，γ射线或其他电离辐射）后，能发射出可见光或近红外光长达20 min以上的一种材料。由于长余辉发光材料在光照时可以储存能量，在光照后又能释放出能量，故其也是一种储能材料。近年来，长余辉发光材料由于其良好的发光性能及其具有一定的储能功能而被广泛应用于军事、消防、工业农业生产以及日常生活中。如今，一些新的发光材料包括荧光材料及长余辉发光材料以及新的制备技术不断被公开出来。发明专利CN104073255A公开了一种硅酸锆盐蓝色荧光粉、制备方法及应用，材料采用Eu³⁺掺杂A₂ZrSi₂O₇（其中A为碱金属）部分取代A位置，可以作为荧光灯或高压汞灯用荧光粉，也可作为光致显色荧光防伪材料；中国发明专利CN107129801A公开了一种Li⁺共掺杂来提高硅酸盐荧光粉长余辉特性的方法，其化学表达式为Sr₂MgSiO₇:xEu²⁺yDy³⁺zLi⁺，Li⁺的掺杂增加了氧空位，使被捕获的电子增加，从而提高余辉时间；中国发明专利CN1560189A公开了一种长余辉荧光粉Ba_1-xM_xAl₂O₄:aEu²⁺bRE³⁺的制备方法，其中M为碱土金属Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺中的一种，RE³⁺为Dy³⁺、Nd³⁺中的一种，Eu²⁺和RE³⁺是激活剂；中国发明专利CN107629789A公开了一种ZrO₂基Sm³⁺-Sn⁴⁺共掺杂的长余辉，Sm³⁺-Sn⁴⁺共掺杂ZrO₂使原本发光性能差的Sm³⁺单掺杂ZrO₂的发光性能得到了极大的提高。上述长余辉发光材料都是以稀土离子或过渡金属离子为发光中心。本发明的硅、锆的氧化物为基质材料，并引入适量的锰的氧化物使材料的发光性能得到改善，以NaF为矿化剂，既可以改善晶体结晶程度，又可以使材料产生缺陷从而提高材料的发光性能。所制得的蓄光陶瓷材料具有发光性能好、化学性质稳定、成本低等优点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种蓝绿色多组分蓄光陶瓷材料及其制备方法。所制备的材料，Mn²⁺及Zr⁴⁺为材料的共同发光中心，该蓄光陶瓷材料具有良好的化学稳定性与热稳定性；本发明蓄光陶瓷材料经灯光照射15 分钟后，黑暗中可观察到发蓝绿色的光，发光时间长达8~12小时。激发发射光谱测定表明在486、529、542nm附近有发射峰，与所观察的蓝绿色光一致。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：