[发明专利]一种氮氧化物绿色长余辉发光材料及其制备方法

说明书

一种氮氧化物绿色长余辉发光材料，其化学组成式为：M_3‑3x‑3ySi₁₃Al₃O₂N₂₁:3xC,3yD，其中M为Ca,Sr,Ba的一种或多种，C为Ce³⁺或者Eu²⁺，D为Dy³⁺,Tm³⁺,Ho³⁺,Nd³⁺中的一种，0.001≤x≤0.1，0≤y≤0.1。该绿色氮氧化物长余辉材料制备方法为根据组成式按各元素化学计量比例计算并称取各原料用量后在手套箱中混合，在氮气气氛、0.1‑2.0Mpa压力下，将混合物加热至1600‑2000℃，保温2‑10h，随炉冷却至室温。本发明经紫外光照射后，可发出持续可见的绿色余辉，余辉时间达1‑60min，所述绿色长余辉材料以Si、Al、O、N为基本基质元素，以Eu²⁺为余辉发光中心，且通过增加基质材料自身的陷阱数目，实现了长余辉发光强度的调节，具有较高的热稳定性和化学稳定性。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，涉及一种氮氧化物绿色长余辉发光材料及其制备方法。

背景技术

长余辉材料能够吸收外界辐射的能量并将其存储起来，在停止辐照后仍能继续发光，因此被广泛应用于紧急照明和显示，航空、汽车仪表显示盘等领域。就长余辉材料的体系而言，早期传统的长余辉材料主要集中在ZnS、CaS等硫化物体系，该体系存在稳定性差，易分解、吸湿性强、余辉发光性能弱等不足。随后铝酸盐体系被广泛研究和开发，其中SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺绿光长余辉材料成为当今主要的商用长余辉材料，具有化学性质稳定，余辉亮度高，余辉时间长等优点，但仍存在耐水性差的问题。为了解决该问题，化学性质稳定、耐水性优于铝酸盐的硅酸盐体系成为近些年来长余辉材料开发的热点，但该体系余辉发光强度和持续时间仍有待提高。因此，研发各项性能优异的绿色长余辉发光材料具有重要科学意义和应用背景。

发明内容

本发明提供一种氮氧化物绿色长余辉发光材料，在250-500nm激发下可产生绿色长余辉，余辉时间达1-60min，且其颗粒呈规则的片状。

本发明的另一个目的是提供上述长余辉材料的制备方法，压强为0.1-2.0Mpa，温度1600℃-2000℃下得到一种性能较稳定的绿色长余辉材料。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种氮氧化物绿色长余辉材料，其特征在于：其化学组成式为：M_3-3x-3ySi₁₃Al₃O₂N₂₁:3xC,3yD，其中M为Ca,Sr,Ba的一种或多种，C为Ce³⁺或者Eu²⁺，D为Dy³⁺,Tm³⁺,Ho³⁺,Nd³⁺中的一种，0.001≤x≤0.1，0≤y≤0.1。

该绿色氮化物长余辉材料的激发光谱范围在250-500nm，发射光谱范围在430-600nm，其峰值在460-540nm可调。

其结构为单斜结构P112₁(No.4)，MX₄(M＝Si,Al；X＝N,O)四面体共点，共边连接构成基本骨架，阳离子Ca²⁺,Sr²⁺,Ba²⁺的一种或多种作为电荷补偿存在于孔隙之中。

本发明所采用的另一个技术方案是：一种氮氧化物绿色长余辉发光材料的制备方法，具体按以下步骤进行：