[发明专利]长余辉磷光体及其制备方法

说明书

本发明涉及长余辉磷光体及其制备方法，特别是关于在200nm～450nm波长紫外线激发后具有长余辉高初始亮度特性的磷光材料及其制备方法的发明。

磷光材料是指在受到太阳光、荧光灯及其他人工光源，特别是紫外线激发时可吸收能量，使其偏离原来的平衡态，当其回复到平衡态时，将吸收的能量转变为可见光，在激发停止后可继续发光的材料。在激发停止后维持较长时间发光的材料称之为长余辉磷光体。

以前，钟表盘、安全标牌上使用的夜光涂料是在硫化锌中加入铜(ZnS:Cu)为激活剂的物质为代表的磷光材料掺入油漆、油墨等中来制造的。这类硫化物受到一定波长的紫外线激发时，吸收其能量然后以可见光的形式释放出能量，遵循上述磷光材料的发光机理。但是，这类硫化物余辉时间极短，化学结构不稳定，不具耐光性等，所以在实际应用方面存在很多问题。例如，用于夜光钟表时，人眼所识别的余辉时间只有20～30分钟；在受到紫外线照射时发生光分解现象以至表盘失去发光性能，所以不能用于户外等等。

为了延长硫化物的余辉时间，采用了添加放射性物质，例如Pm，来赋予其自发光性的办法，但由于使用了放射性物质，在材料的处理上要求严格，而且制造所用器具及排水等费物处理需高额费用，现在已几乎不用。

与这种硫化物磷光材料不同，六十年代提出了在碱土金属的铝酸盐中加入稀土元素铕制造荧光材料。例如，美国专利第3、294、699中公开了以二价铕为激活剂的铝酸锶发光材料(SrAl₂O₄∶Eu)，该二价铕的添加量为铝酸锶的2-8mol％，这种荧光材料在受到紫外线激发时其发光峰值为520nm。但这种荧光材料几乎不具备余辉性，与磷光材料和长余辉磷光材料不同。

还有在铝酸锶中加入其它碱土金属来制造荧光材料的例子。例如，英国专利第1，190，520公开了一种二价铕激活的荧光材料，其组成为Ba_x，Sr_y，Ca_z，En_p，Al₁₂O₁₉(其中x+y+z+p=1，x、y、z之中一个或两个可为0，0.001≤p≤0.1)。该荧光材料在受到紫外线激发时，发光峰左波长为380nm～440nm。这些荧光材料都只是在受到紫外线或电子激发的当时发光，主要用于阴极射线管等。

近年，开发出了人们所期望的受到某种能量激发后可长时间发光的发光材料。例如，中国发明专利申请公开号CN1053807公开了一种长余辉发光材料，其一般式为m(Sr_1-xEu_x)O.nAl₂O₃.yB₂O₃(1≤m≤5，1≤n≤8，0.001≤y≤0.35)。这种长余辉发光材料是以铝、锶、铕的氧化物或经加热后可产生这些氧化物的盐类为原料，在经1200℃～1600℃温度烧结后，再用N₂和H₂在1000℃～1400℃还原的方法来制造的。

但是，这种长余辉发光材料实际的余辉时间只有4～5小时，而且初始亮度低，实用性差。本发明的发明人为解决上述种种问题，对碱土金属铝酸盐和稀土类金属激活剂组合的发光材料进行了改进，对各种结构和新结晶体进行各种研究，开发了比上述硫化物和碱土金属铝酸盐与稀土类激活剂组合的发光材料具有高初始亮度且长余辉的磷光体，完成了本发明。

所以本发明的目的是提供具有长余辉、高初始亮度特性的磷光体及其制备方法。

本发明目的是通过以下各发明来达到的：

1.一种长余辉磷光体，其特征是由一般式MO.(n-x)[aAL₂O₃^α+(1-a)AL₂O₃^γ].xB₂O₃∶R表示的烧成体构成，式中，M表示碱土金属，R表示稀土类元素，0.5＜a≤0.99，0.001≤x≤0.35，1≤n≤8。

2.前项1所记载的长余辉磷光体，其特征在于M为锶，N为铕。

3.前项1所记载的长余辉磷光体，其特征是M所代表的锶的一部分可被Mg，Ca，Ba之中至少一种碱土金属所置换。

4.前项2或3中所记载的长余辉磷光体，其特征是R所代表的铕的一部分可被La、Ce、pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn或Bi中至少一种金属所置换。