专利名称：一种制备铝酸盐长余辉发光板的方法
技术领域：
本发明属于无机功能材料制备技术领域，涉及到一种制备铝酸盐长余辉发光板的方法。
背景技术：
铝酸盐长余辉材料是二十世纪中期出现，并在九十年代得到迅速发展的绿色功能材料，其中SrAl2O4Eu2+，Dy3+以其无毒、无放射性、亮度高、余辉时间超群、不消耗电能等特点，已在各种存储与显示、交通运输、军事基地、电源开关、建筑装饰、人防设施、应急照明和工艺美术品以及广告上得到广泛应用。由于晶体材料很难以单晶形式制成足够尺寸的平板，所以，长余辉发光晶体材料通常以多晶块状或粉末状的形式存在，欲想获得一定尺寸的板面发光，必须利用各种技术将其固定到特定载体上，形成二次产品方可实现。这种二次成型的缺点在于1.发光粉体在研磨粉碎过程中极易破坏发光晶格，而且较难实现发光粉体在载体中的均匀分散；2.如果载体材料的形成温度超过稀土离子被氧化的温度，则会引起发光性能的剧烈下降；3.需要对基体和板再次进行热处理，不仅工艺复杂，而且浪费能源；4.单位面积发光板消耗的稀土量大，提高原料成本。因此有必要提供一种一次合成长余辉发光板材的制备技术，它不仅满足使用要求，而且节约大量的原材料。
目前，长余辉发光材料的应用正在向光电子领域渗透，Al2O3电子基板是应用最为广泛的一种材料，将其赋予板面长余辉发光性能，将拓宽它的应用范围和实用性，如在暗处明显显示电子线路、电子元器件，在机箱中提供检修和维护的视觉亮度等。
发明内容
本发明的目的是提供一种以Al2O3基片为底板一次合成SrAl2O4:Eu，Dy长余辉发光板的制备方法，发光板表观好，色度均匀，样品经短时间照射后，储存能量，在黑暗中可发出明亮的绿光，持续发光时间大于8h。
本发明所要解决的技术问题是通过高温固相法，在Al2O3基片上直接生长发光晶体，一次合成Al2O3基SrAl2O4:Eu，Dy长余辉发光板。避免了二次合成技术对发光粉体发光性能的破坏。
本发明的技术方案为SrAl2O4晶格的形成是利用Al2O3基片中的Al2O3源，采用分析纯的Sr、Eu、Dy等盐类或氧化物作为长余辉发光体的前驱物，加入一定量的助溶剂和调和剂，涂覆于Al2O3基片表面，高温下，通过涂覆层中前驱物与基片中Al2O3间的界面反应，在基片表面生成SrAl2O4:Eu，Dy长余辉发光涂层。该技术中烧结温度、烧结气氛、添加剂的种类及加入量对涂层发光性能的有很大影响，是其技术关键。
本发明的效果和益处是能使长余辉发光晶体材料不需要经过破碎研磨，不需要额外添加Al2O3源，在原有设备条件下即可实现长余辉发光板面材料的制备，避免了二次合成过程中对发光材料发光性能的影响，并且操作简便，投资少，节省能源。这种Al2O3基SrAl2O4:Eu，Dy长余辉发光板技术不仅在电子基板上可得到广泛应用，在其它技术领域亦有潜在的应用前景，如板面功能发光薄膜等。
具体实施例方式
以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施例。
SrAl2O4:Eu，Dy发光体组成中Sr、Eu、Dy各元素化合物在其硝酸盐或氧化物中选取，Sr、Eu、Dy元素之间摩尔配比按SrO∶Eu2O3∶Dy2O3为100∶0.5～10∶0.5～10；配方中添加剂在硼酸、三氧化二硼、硼砂、常规无机含氧酸的铵盐、以及碱土金属卤化物中选取，可以选用一种或两种同时使用，加入量按SrO与添加剂摩尔比为1∶0.005～1，使用时根据添加剂的种类和单独或混合使用进行调整；配方中调和剂在乙醇、水和甲基纤维素中选取，用量按SrO调和剂重量比10∶3～7.5；制备过程中，还原气氛在氨气、氢氮混合气中选择，其中氢氮混合气的N2∶H2体积比为100∶3～10。
制备工艺流程如下第一步前驱体的制备将Sr、Eu、Dy元素化合物及添加剂按比例进行称量；混合后进行充分的搅拌和研磨，然后按比例加入调和剂，搅拌均匀后将其均匀涂覆在Al2O3基片，室温下干燥，备用；第二步发光板的烧制将前面干燥后得到的涂覆Al2O3基片放入高温炉中，以10℃/min的升温速度，加热到500℃，使前驱体中的盐类完全分解成氧化物，然后快速升温至900～1500℃温度，并加以弱还原气氛，高温焙烧2～4小时，使Al2O3基片表面发生固相化学反应，形成晶格完整的SrAl2O4晶体层，同时使参与反应的Eu3+转化为Eu2+，形成发光中心，Dy3+形成陷阱能级；自然冷却后即便得到SrAl2O4:Eu，Dy长余辉发光基片。制备中烧结温度、保温时间、气氛及添加剂种类及加入量对发光板发光性能都有影响。
以下给出本发明的最佳实施例。
以10平方米Al2O3基SrAl2O4:Eu，Dy长余辉发光板面为例。取350克硝酸锶、25公斤添加剂，添加剂在硼化合物或铵的盐类中选取；加入到球磨机中进行研磨搅拌，同时加入去离子水，形成前驱体料浆。将该料浆放入容器中，用喷涂装置将其涂覆于Al2O3基片表面，在室温下干燥，然后将该基片放入高温炉中，进行烧结，在SrAl2O4晶体开始形成后，通入还原气氛，固相反应充分完成后，停止加热，气氛保护冷却至100℃以下，自然冷却至室温，在Al2O3基片表面得到SrAl2O4:Eu，Dy长余辉发光面。
权利要求
1.一种制备铝酸盐长余辉发光板的方法，其特征在于SrAl2O4晶格的形成是借助于Al2O3基片上Al2O3源，通过添加剂的选取和还原气氛的选用，利用前驱物与基片中Al2O3高温下界面间的固相反应，在Al2O3基片上直接生长发光晶体，一次合成制备Al2O3基SrAl2O4:Eu，Dy长余辉发光板；其添加剂的种类、还原气氛的选用以及配方摩尔比例如下SrAl2O4:Eu，Dy发光体组成中Sr、Eu、Dy各元素化合物在其硝酸盐或氧化物中选取，Sr、Eu、Dy元素之间摩尔配比按SrO∶Eu2O3∶Dy2O3为100∶0.5～10∶0.5～10；配方中添加剂在硼酸、三氧化二硼、硼砂、常规无机含氧酸的铵盐、以及碱土金属卤化物中选取，可以选用一种或两种同时使用，加入量按SrO与添加剂摩尔比为1∶0.005～1，使用时根据添加剂的种类和单独或混合使用进行调整；配方中调和剂在乙醇、水和甲基纤维素中选取，用量按SrO调和剂重量比10∶3～7.5；制备过程中，还原气氛在氨气、氢氮混合气中选择，其中氢氮混合气的N2∶H2体积比为100∶3～10；一次合成Al2O3基SrAl2O4:Eu，Dy长余辉发光板的制备方法如下(1)前驱体的制备将Sr、Eu、Dy元素化合物及添加剂按比例进行称量；混合后进行充分的搅拌和研磨，然后按比例加入调和剂，搅拌均匀后将其均匀涂覆在Al2O3基片，室温下干燥，备用；(2)发光板的烧制将前面干燥后得到的涂覆Al2O3基片放入高温炉中，以10℃/min的升温速度，加热到500℃，使前驱体中的盐类完全分解成氧化物，然后快速升温至900～1500℃温度，并加以弱还原气氛，高温焙烧2～4小时，使Al2O3基片表面发生固相化学反应，形成晶格完整的SrAl2O4晶体层，同时使参与反应的Eu3+转化为Eu2+，形成发光中心，Dy3+形成陷阱能级；自然冷却后即便得到SrAl2O4:Eu，Dy长余辉发光基片。
全文摘要
本发明属于无机功能材料制备技术领域.特别涉及到一种在Al
文档编号C09K11/80GK1936115SQ20061004760
公开日2007年3月28日 申请日期2006年8月30日 优先权日2006年8月30日
发明者宁桂玲, 姜研彦, 番文, 杨雪峰, 林 源 申请人:大连理工大学