[发明专利]长余辉夜光材料

说明书

本发明是一种夜光材料，特别涉及一种氢氧铝酸盐型长余辉夜光材料及其制造工艺技术。

传统的夜光材料是硫化物类荧光粉，如ZnS：Cu、Er(发黄绿光)，CaSrS：Bi(发兰色光)，ZnCdS：Cu(发黄橙光)，CaS：Bi(发兰紫光)。这类材料由于其夜光时间短，亮度低，再加之硫化物的不稳定性，在日光下由于紫外线作用会发生分解而变黑，为提高材料的发光亮度和夜光时间添加了放射性元素，如钴、镭、氚，这势必带来了环境污染，因此使用受到极大的限制，主要用于钟表、仪表和军事特殊部门，一直未能广泛应用。

近年来，稀土离子铕(Eu)激活的铝酸盐型夜光材料先后被报道，如中国专利公开CN1084535A、CN1053807A和CN1115779A以及美国专利5424006，这些专利公开材料介绍了一种新型碱土铝酸盐型夜光材料，开辟了新型夜光材料领域。

本发明提出一种以氢氧铝酸盐为基质的新型夜光材料，并在此基质上发现了多种离子的共激活作用，以及钙、镁、钡、锌、镉和钴对发光颜色的改变特性。

此材料的化学结构表示式为：

(Sr_1-zM_z)_1-x-yAl₃O₅(OH)：Eu_x、M’_yM是选自Ca、Mg、Ba、Zn、Cd中的一种离子或一种以上离子的组合，M’是选自La、Ce、Pr、Nd、Dy、Er、Co、Ag、Cu、Fe、Sb中的一种离子或一种以上离子的组合，X为摩尔数：0.001-0.1，Y为摩尔数：对于La、Ce、Pr、Nd、Dy、Er为0-0.1；

       对于Co、Ag、Cu、Fe、Sb为0-0.02，Z为摩尔数：对于Mg、Ba、Zn、Cd为0-0.4；

       对于Ca为0-0.9。

该材料的合成工艺为按一定摩尔比例(或重量比例)称取上述化学式中的元素或离子的化合物原料(如氧化物、碳酸盐、氢氧化物)，将原料经研磨机研细混均后，制得夜光材料的混合原料，将混合原料装入坩锅(氧化铝或石英坩锅)放入高温炉或遂道窑中，其烧结工艺可按下述任一方法进行：

1)混合原料直接经高温炉烧结，通入NH₃，流量在0.1-15升/分，于1300-1550℃高温烧结2-10小时；

2)混合原料经1000-1300℃高温炉初烧2-6小时，再经高温炉，通入NH₃，流量在0.1-15升/分，于1300-1550℃高温烧结1.5-8小时。

另外在材料原料混合时，加入硼酸0.5-10％重量比做为助熔剂，烧结后的材料经冷却，破碎研细，170目筛网过筛后，便制得了夜光材料。

下面给出实验数据：

一、SrAl₃O₅(OH)：Eu和SrAl₃O₅(OH)：Eu、Pr材料的合成及基质结构

按例1和例2所述的材料配比和工艺方法，制备出了新型夜光材料，对材料进行X射线衍射分析，得出如图1所列衍射谱线，经与表1所给出的SrAl₃O₅(OH)的X射线衍射卡片的数据进行对比，基本吻合，所制备的新型夜光材料确认为SrAl₃O₅(OH)：Eu、Pr型夜光材料，其发光基质为SrAl₃O₅(OH)结构。