专利名称：一种新的红色夜光粉及其红色夜光陶瓷的制作方法
技术领域：
本发明属于发光材料技术领域，一种新的红色夜光粉在于以钛酸盐为基质，Pr3+为激活剂、Lu3+为敏化剂，其组成通式是BEiyQia8_x_yZnxTi03:aPr3+，bLu3+，cNa+, dB3+ ；以上述夜光粉制备红色夜光陶瓷。
背景技术：
已知性能最好的绿色夜光粉是SrAl2O4 = Eu2+, Dy3+，蓝色夜光粉是SrAl2O4 = Eu2+, Nd3+，这两种夜光粉的化学性质、余辉强度及衰减时间类似。但目前还没有一种性能与之匹配的红色夜光粉。从色度学上讲，只要有化学性质稳定、余辉强度及衰减时间类似的三原色 (红、绿、蓝)夜光粉，就可以将它们按一定比例混合，得到任意一种颜色的夜光粉，否则混合材料的余辉颜色在衰减过程中就会发生变化。已发现的红色夜光粉按基质分有四大类碱土金属硫化物体系；硫氧化物体系； 锶铝复合硫氧化物体系；碱土金属钛酸盐体系。前三种体系的发光材料虽然都有良好的红色长余辉性质，但因含硫材料在潮湿的空气中易变质并放出臭气，应用受到限制。Pr3+激活的碱土金属钛酸盐MTiO3 (M = Ca、Sr、Ba)红色夜光粉是一种性能稳定的红色长余辉发光材料，但发光亮度和余辉时间均未达到实用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的上述不足之处，提供一种全天候稳定的碱土金属钛酸盐红色夜光粉的合成方法及其在夜光陶瓷上的应用方法；这类发光材料除了具有很慢的红色长余辉性质外，还在380nm紫外光区域和450-550nm具有很强的吸光性质，是一种可促存太阳能的节能材料。解决本发明技术问题所采用的技术方案是该红色长余辉发光材料所用原料的组成通式是其组成通式是BayC^^qaiJiO^aPr3+，bLu3+，cNa+，dB3+，0≤χ≤0. 3， O≤y≤0. 01，0≤a≤0. 005,0≤b≤0. 005,0≤c≤0. 01，O≤d≤0. 1，χ和y不同时为O。其最大激发波长在380nm和440 590nm，最大发射波长在613nm的区域，这种红色夜光粉是一种可以用于夜光陶瓷上的制备。BayCaO. 8_x-yZnxTi03 aPr3+，bLu3+，cNa+，dB3+ 具有二个显著的特性一是有很慢的红色余辉，二是可以用于制备耐高温红色夜光陶瓷。本发明具有以下特点1、由 CaO. 8ZnO. 2Ti03:Pr 计量比制备 CaTi03/Ca2Zn4Ti 16038 的合成方法。设计了一种新的原料配比计算方法——逆向推算计量法。采用改进的方法成功地合成了物相成分只有CaTi03和Ca2Zn4Ti 16038的荧光粉。2、将上述新型荧光粉(BCZT:PLNB)与釉料复配，合成了建筑用夜光红色陶瓷，红色夜光陶瓷白天可以储存太阳光能，晚上在慢慢的发光，是一种节能环保建筑材料。
3、将上述新型荧光粉(BCZT:PLNB)用于“中国红”瓷器绘画，可以制备出昼夜可见红色的艺术陶瓷。4、本发明所指的发光材料也可用于建筑材料、工艺美术等领域，合成红色夜光涂料及其它指示材料。本发明所指的红色夜光粉合成方法是一、配料溶胶-凝胶法①按反应方程式(0. 8-x-y)CaC03+xZn0+yBaC03+Ti02 = BayCaO. 8-x-yZnxTi03aPr3+, bLu3+, cNa+，dB3++C02按化学计量比将柠檬酸加入己二醇液体中，磁力搅拌使之溶解，然后加入计量比的Ti (0C4H9) 4，磁力搅拌得溶液(I)。②按计量配比用移液管分别量取Ca(N03)2、Zn(N03)2, NaN03、Pr(N03)3溶液，混合，水浴加热蒸发水份，浓缩至初始体积的三分之一，得溶液(II)；③在磁力搅拌下，将溶液II逐滴加入溶液I中，得混合液(III)；④混合液(III)在200°C恒温维持2 5h，得到棕黑色稠状物；⑤棕黑色稠状物400°C下恒温维持1 池，冷却，研成粉末，待用。二、合成(1)高温固相合成将装有配料的坩埚置于高温炉中，由干法和湿法所得到的配料在1200 1300°C灼烧48 96h，由溶胶-凝胶法配料所得到的粉末在1000°C灼烧2h， 即可得到红色长余辉发光材料 BayQici.8_x_yaixTi03:aPr3+，bLu3+，cNa+, dB3+。(2)微波辐射合成将装有配料的坩埚置于微波炉中，选择微波功率，控制温度在700 900°C维持加热90min，冷却，得到红色长余辉发光材料BayQia8_x_yaixTi03:aPr3+， bLu3+，cNa+，dB3+。
图1本发明红色夜光粉的激发光谱图2本发明红色夜光粉的发射光谱图3本发明红色夜光粉的余辉衰减曲线图
具体实施例方式以下是本发明的非限定实施例实例1 所用试剂柠檬酸(A. R.)、乙二醇(A. R.)、H3BO3 (A. R.)、Ti (OC4H9) 4 (A. R.)、 Ca(NO3)2 · 4H20(A. R.)、Zn (NO3)2 · 6H20(A. R.)、Pr6O11 (99. 99% ), NaCl (A. R.)准确称取I^r6O1Jn NaCl。用浓盐酸溶解I^r6O11,加热蒸发多余盐酸，然后加入NaCl， 再加去离子水溶解并定容，配成ft·3+和Na+的浓度均为2 X IO-5Hiol · mL—1的混合溶液；准确称取 Ca(NO3)2 · 4H20、Ba(NO3)2 · 4H20 禾口 Zn(NO3)2 · 6H20，分别配成浓度为 0. 2mol · L—1 的溶液。根据材料的电中性原理和文献的研究结果，按照化学式BayCaa8_yZna2Ti03:ft·3+，Lu3+，Na+的计算比量取适量Ba2+，Ca2+，Zn2+, ft·3+与Na+离子的硝酸盐溶液，互相混合均勻。 按计量比准确称取所需的Ti (OC4H9)4，缓慢滴加到预先配好的柠檬酸与乙二醇的混合溶液中[Ti(OC4H9)4 柠檬酸乙二醇=3g Ig 6. 7g]，充分搅拌。然后将硝酸盐混合液逐滴加入到上述钛酸四丁酯的乙二醇溶液中，并继续磁力搅拌器搅拌lh，得到淡黄色的溶液。 把溶液置于90°C水浴中蒸发多余水分，形成淡黄色透明溶胶。趁热把溶液转入蒸发皿中， 并在恒温干燥箱中200°C下继续干燥12h，得到褐色干凝胶。把干凝胶放入高温炉中，400°C 处理池后，研磨得黑色的粉末(前驱体)。最后，将前驱体置于程序控温炉中，950°C煅烧 21h，冷却，研磨均勻得到样品。添加0. 6m0l%的H3BO3作助熔剂。取Ig夜光粉与IOg明胶混合，调成浆料，在红色瓷器上绘画或写字，1200°C下烧制 1小时，得到红色夜光陶瓷。取Ig夜光粉与5g釉料混合，调成浆料，涂敷在陶瓷基板上，1200°C下烧制1小时， 得到红色夜光陶瓷。
权利要求
1.一种新的红色夜光粉在于以钛酸盐为基质，Pr3+为激活剂、Lu3+为敏化剂，其组成通式是 BayCii0.8_x_yZnxTi03:aPr3+，bLu3+，cNa+，dB3+，0 彡 χ 彡 0. 3，0 彡 y 彡 0. 01，0 彡 a 彡 0. 005， 0彡b彡0. 005,0彡c彡0. 01，0彡d彡0. 1，χ和y不同时为0。
2.根据权利要求1所述的红色夜光粉，其特征在于其最大激发波长在350nm和470 580nm,最大发射波长在613nm。
3.一种用于权利要求1所述的红色夜光粉的制备方法——一种新的原料配比计算方法——逆向推算计量法。采用改进的方法成功地合成了物相成分只有CaTiO3和 Ca2Zn4Ti16O38 的荧光粉。。
4.一种应用权利要求1所述的红色夜光粉的应用方法，其特征在于可以与釉料熔融制成红色夜光建筑陶瓷。
5.一种应用权利要求1所述的红色夜光粉的应用方法，其特征在于可以在陶瓷产品上绘画，制备红色夜光艺术陶瓷。
全文摘要
本发明是关于一种红色夜光粉及其红色夜光陶瓷。新的红色夜光粉在于以钛酸盐为基质，Pr3+为激活剂、Lu3+为敏化剂，其组成通式是BayCa0.8-x-yZnxTiO3:aPr3+，bLu3+，cNa+，dB3+，0≤x≤0.3，0≤y≤0.01，0≤a≤0.005，0≤b≤0.005，0≤c≤0.01，0≤d≤0.1，x和y不同时为0。这种红色夜光粉，其特征在于其最大激发波长在350nm和470～580nm，最大发射波长在613nm。制备红色夜光粉采用一种新的原料配比计算方法——逆向推算计量法。采用改进的方法成功地合成了物相成分只有CaTiO3和Ca2Zn4Ti16O38的荧光粉。红色夜光粉的应用方法，其特征在于可以与釉料熔融制成红色夜光建筑陶瓷；可以在陶瓷产品上绘画，制备红色夜光艺术陶瓷。
文档编号C04B41/85GK102191046SQ20101012069
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月10日 优先权日2010年3月10日
发明者廉卿 申请人:廉卿