一种光学防伪材料的制备方法与流程

本发明涉及一种光学防伪荧光粉及其制备方法，属于稀土发光材料技术领域。

背景技术：

在如今科技发达的时代，假冒伪劣的现象普遍存在我们的生活中，严重损害国家和企业的利益，还有可能造成个人信息的泄露。因此，防伪技术在政治、经济等领域以及日常生活中都发挥着举足轻重的作用。

在过去的几十年里，全球花费大量经费在防伪技术的研发中。如今荧光防伪、核径迹防伪、激光全息防伪和磁性防伪等技术，已广泛应用在货币、身份证、商标等方面。

但现有防伪技术不能真正有效地杜绝假冒伪劣现象，仍存在着信息保护能力不理想、防伪指数不高等弊端。如传统的荧光防伪墨水，这类基于单级防伪技术的荧光防伪墨水可以通过具有类似发射特性的发光材料来替代，做到鱼目混珠的效果；再如已有广泛地应用于特殊照明、光存储、军事工程等领域的长余辉材料，虽然其在黑暗条件下能持续发光，但一种长余辉材料往往发光颜色单一，很少能应用到动态防伪技术。动态防伪技术是在发光印花防伪技术的基础上通过制作特定的发光标识,在单一或不同刺激和条件下得到不同显示颜色或图案,实现动态变化的防伪过程。其防伪过程是动态的,因此安全性很高,而且稳定性也很好。

而通过本发明的制备方法所制作出来的la3-x-ymyga5o12:xsm³⁺荧光粉，很好地符合了动态防伪的要求。基于该长余辉材料在动态防伪领域具有极大应用潜力，此la3-x-ymyga5o12:xsm³⁺荧光粉将可能推动伪造技术的进一步发展并且沉重打击假冒伪劣的现象，使国家经济得到保障。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种光学防伪荧光粉及其制备方法，该制备工艺简单，成本低廉。且具有特殊的光学效应。

1、一种光学防伪荧光粉，其特征在于：光学防伪荧光粉为固溶体，其特征在于：通式为la3-x-ymyga5o12:xsm³⁺，(0.001≤x≤0.1,0.001≤y≤2.999)，其中m为gd³⁺,lu³⁺,y³⁺的至少一种离子。

2、根据权利要求1所述的光学防伪荧光粉，其特征在于：该荧光粉平均颗粒为15～20微米，其主相结构属于立方晶系。

3、一种如权利要求1所述的光学防伪荧光粉的制备方法，其特征在于：

(1)将原料la2o3、ga2o3、sm2o3、m2o3按照最终制得的荧光粉通式配比混合配料，加入酒精研磨使其混合均匀；

(2)再将混合的原料放入坩埚，在温度为1250℃～1400℃大气环境下并保温4-8小时；待其冷却到室温，将烧结成块的固溶体，再次研磨成粉即得到la3-x-ymyga5o12:xsm³⁺单相粉末。

4、根据权利要求3所述的光学防伪荧光粉的制备方法，其特征在于：所述酒精的纯度为98wt％以上，加入量为混合料体积的80％～120％。

5、根据权利要求1所述的光学防伪荧光粉，其特征在于：基质材料la3-x-ymyga5o12具有自激发特性，其发射波段位于400-460nm范围。

6、根据权利要求1所述的光学防伪荧光粉，其特征在于：在254nmuv探照灯下，通过不同的发光中心(基质材料和sm³⁺都作为发光中心)之间明显的写入时间差，可以使la3-x-ymyga5o12:xsm³⁺荧光粉在辐照过程中先呈现sm³⁺离子的红光发射，间隔0.5-1s时间后，呈现la3-x-ymyga5o12基质材料和sm³⁺离子的混合光。此外，也可以通过利用遮挡物挡住局域荧光粉，撤掉遮挡物的瞬间，能清楚地看到这部分被遮挡荧光粉发出明显的红光，随后间隔0.5-1s,再次呈现la3-x-ymyga5o12基质材料和sm³⁺离子的混合光。

本发明的有益效果是：本发明制备的光学防伪材料在空气中长时间放置不会潮解，相结构不会发生改变，化学稳定性和热稳定性高。具有特殊的光学性质——在254nmuv探照灯下，通过不同的发光中心(基质材料和sm³⁺都作为发光中心)之间明显的写入时间差，可以使la3-x-ymyga5o12:xsm³⁺荧光粉在辐照过程中先呈现sm³⁺离子的红光发射，间隔0.5-1s时间后，呈现la3-x-ymyga5o12基质材料和sm³⁺离子的混合光。此外，也可以通过利用遮挡物挡住局域荧光粉，撤掉遮挡物的瞬间，能清楚地看到这部分被遮挡荧光粉发出明显的红光，随后间隔0.5-1s，再次呈现la3-x-ymyga5o12基质材料和sm³⁺离子的混合光。本发明的发光材料可以广泛应用于光学防伪、光纤通信指示、光信息存储、红外成像等多学科领域。

附图说明

图1是本发明实施方式2的荧光粉在局域部分被遮挡时的光学照片；

图2是发明实施方式2的荧光粉在局域部分撤掉遮挡物瞬间的光学照片；

图3是发明实施方式2的荧光粉在局域部分撤掉遮挡物后2s的光学照片；

图4是发明实施方式2的荧光粉在254nm激发下的发射光谱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施方式一：本实施方式的光学防伪材料为la1.99gdga5o12:0.01sm³⁺。该荧光粉平均颗粒为15～20微米，其主相结构属于立方晶系。具体制备方法为：

(1)按la：gd：ga：sm的摩尔比＝1.99：1：5：0.01，准确称量la2o3(99.99％)、gd2o3(99.99％)、ga2o3、(99.99％)sm2o3(99.99％)混合于玛瑙研钵中，加酒精研磨0.5h使其混合均匀。

(2)将步骤(1)所得的混合料置于刚玉坩埚内，在温度为1350℃大气环境下并保温6小时；待其冷却到室温，将烧结成块的固溶体，再次研磨成粉，即得到la1.99gdga5o12:0.01sm³⁺单相荧光粉。制备出的发光材料在室温条件下放置不会潮解，相结构不会发生改变。制备出的发光材料在254nmuv紫外光后，辐照瞬间能够首先发出明显的红光，再间隔1s后，出现了基质材料和sm³⁺的混合光。此外，也可以通过利用遮挡物挡住局域荧光粉，撤掉遮挡物的瞬间，能清楚地看到这部分荧光粉发出明显的红光，随后间隔1s，再次呈现混合光。

实施方式二：本实施方式的光学防伪材料为la2.985ga5o12:0.015sm³⁺。该荧光粉平均颗粒为15～20微米，其主相结构属于立方晶系。具体制备方法为：

(1)按la：ga：sm的摩尔比＝2.985：5：0.015，准确称量la2o3(99.99％)、ga2o3、(99.99％)sm2o3(99.99％)混合于玛瑙研钵中，加酒精研磨0.5h使其混合均匀。

(2)将步骤(1)所得的混合料置于刚玉坩埚内，在温度为1350℃大气环境下并保温6.5小时；待其冷却到室温，将烧结成块的固溶体，再次研磨成粉，即得到la2.985ga5o12:0.015sm³⁺单相荧光粉。制备出的发光材料在室温条件下放置不会潮解，相结构不会发生改变。制备出的发光材料在室温条件下放置不会潮解，相结构不会发生改变。制备出的发光材料在254nmuv紫外光后，辐照瞬间能够首先发出明显的红光，再间隔1s后，出现了基质材料和sm³⁺的混合光。此外，也可以通过利用遮挡物挡住局域荧光粉，撤掉遮挡物的瞬间，能清楚地看到这部分荧光粉发出明显的红光，随后间隔1s，再次呈现混合光。

实施方式三：本实施方式的光学防伪材料为la1.98yga5o12:0.02sm³⁺。该荧光粉平均颗粒为15～20微米，其主相结构属于立方晶系。具体制备方法为：

(1)按la：y：ga：sm的摩尔比＝1.98：1：5：0.02，准确称量la2o3(99.99％)、gd2o3(99.99％)、y2o3、(99.99％)sm2o3(99.99％)混合于玛瑙研钵中，加酒精研磨0.5h使其混合均匀。

(2)将步骤(1)所得的混合料置于刚玉坩埚内，在温度为1250℃大气环境下并保温6小时；待其冷却到室温，将烧结成块的固溶体，再次研磨成粉，即得到la1.98yga5o12:0.02sm³⁺单相荧光粉。制备出的发光材料在室温条件下放置不会潮解，相结构不会发生改变。制备出的发光材料在室温条件下放置不会潮解，相结构不会发生改变。制备出的发光材料在254nmuv紫外光后，辐照瞬间能够首先发出明显的红光，再间隔1.5s后，出现了基质材料和sm³⁺的混合光。此外，也可以通过利用遮挡物挡住局域荧光粉，撤掉遮挡物的瞬间，能清楚地看到这部分荧光粉发出明显的红光，随后间隔1.5s，再次呈现混合光。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。