一种白光长余辉荧光材料及其制备方法

文档序号:9560199来源:国知局
一种白光长余辉荧光材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及稀土发光材料技术领域,尤其是涉及一种白光长余辉荧光材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]长余辉材料是一种能够在被激发时存储能量,激发停止后任然能继续发光的物质,是一种储能、节能的发光材料。长余辉材料及其制品在军工及日常生活等很多方面都有着广泛的应用。今年来,长余辉材料的应用又逐渐扩展到照明、信息储能、高能射线探测等领域。长长余辉材料广阔而巨大的应用价值,多年来一直吸引着人们广泛的研究兴趣。长余辉材料作为保密储能显示材料,在显示、军事、公安、生物探测等领域有广泛的应用前景。
[0003]目前已发展成熟的长余辉材料主要是Eu2+离子激活的碱土铝酸盐或硅酸盐材料,他们的长余辉颜色在近紫外到黄色长余辉区域,然而红色或者白色长余辉报道很少,制约长波区域的长余辉材料发展因素之一是在低能量很难产生有效电子或空穴陷阱。

【发明内容】

[0004]本发明的目的是提供一种白光长余辉荧光材料及其制备方法。
[0005]实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:该荧光材料具有如下化学表示式:
[0006]M4Sr{1 x)Ca{1 y) (Si204N8/3):xEu2+, yRe3+,
[0007]其中,M为L1、Na、K中任意一种,Re为Nd、Pr、Dy、Sm、Gd、Ho中任意一种,x为0.001 ?0.10,y 为 0.001 ?0.01。
[0008]本发明白光长余辉荧光材料及其制备方法包括如下步骤:
[0009]1、以含有Μ的碳酸盐、碳酸锶、氧化锌、氮化硅、氧化铕和含稀土 Re的氧化物,按化学式M4Sr(1 x)Ca{1 y) (Si204N8/3):xEu2+, yRe3+的摩尔比称取所述各原料,其中,M为L1、Na、K中任意一种,Re 为 Nd、Pr、Dy、Sm、Gd、Ho 中任意一种,x 为 0.001 ?0.10,y 为 0.001 ?0.01 ;
[0010]2、将该混合物装入坩祸,在高温炉内于还原气氛和1300?1450°C条件下烧结3?7小时,后冷却到室温得到所述白光长长余辉荧光材料。
[0011]进一步地,所述的含有Μ的碳酸盐为碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾中的任意一种。
[0012]进一步地,所述的含稀土Re 的氧化物为 Nd203、Pr203、Dy203、Sm203、Gd203、Ho203中任意一种。
[0013]进一步地,所述还原气氛为氮氢混合气或C0气氛。
[0014]与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的长余辉荧光材料以氮氧化物为基质材料,具有化学稳定性和热稳定性良好,原料价廉、易得等优点。本发明的荧光材料存在蓝光和红光两个区域发射峰,能实现白色长余辉发射,且余辉时间在毫秒级,能应用于交流LED荧光粉。
【附图说明】
[0015]图1是本发明提供的实施例1制备的荧光材料XRD图,标准卡号:JCPDF 38-0763 ;
[0016]图2是本发明提供的实施例1制备的荧光材料发射光谱图,激发波长360nm;
[0017]图3是本发明提供的实施例1制备的荧光粉体激发光谱图,监控波长430nm;
[0018]图4是本发明提供的实施例1制备的荧光粉体激发光谱图,监控波长570nm;
[0019]图5是本发明提供的实施例1制备的荧光粉体余辉衰减曲线,监控430nm;
[0020]图6是本发明提供的实施例1制备的荧光粉体余辉衰减曲线,监控570nm。
【具体实施方式】
[0021]实施例1
[0022]按照Li4Sr0.999Zn0.999 (Si204Ns/3):0.001Eu2+,0.001Nd3+称取 Li 2C03、SrC03、ZnO、Si3N4、Eu203和Nd 203,它们之间的化学计量比(摩尔比)为2:0.999:0.999:2/3:0.0005:0.0005,充分研磨混合均匀后,放置刚玉坩祸中,再放入高温炉中于C0气氛下在1300°C焙烧7小时,后冷却到室温,得到白光长余辉荧光粉材料。
[0023]从图1中可以看出,本实施例的荧光材料XRD图谱显示产物的d值和相对强度变化趋势与标准卡片(JCPDF:830763) —致,说明本实施例合成的荧光材料纯度较高。当发射光谱的激发波长为360nm,从图2中可以看出,本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带发射,发射峰位于430nm和570nm附近,色坐标为(0.3601, 0.3414)在白光区域。从图3和4中可以看出,本实施例的荧光材料激发谱为一宽谱,覆盖了紫外和紫光区域,激发峰分别位于340nm(监控波长430nm)和400nm(监控波长570nm)附近。从图5可以看出430nm的发射余辉衰减到初始强度的10%的时间约为5ms,从图6可以看出570nm的发射余辉衰减到初始强度的10%的时间约为10ms,且该荧光材料发射在白光区域,可作为白光发射的长余辉材料。化学稳定性好,150摄氏度的发光强度,是室温时发光强度的87%。
[0024]实施例2
[0025]按照Li4Sra99Zna999 (Si204Ns/3):0.01Eu2+, 0.001Nd3+称取 Li 2C03、SrC03、ZnO、Si3N4、Eu203和Nd 203,它们之间的化学计量比(摩尔比)为2:0.99:0.999:2/3:0.005:0.0005,充分研磨混合均匀后,放置刚玉坩祸中,再放入高温炉中于C0气氛下在1300°C焙烧3小时,后冷却到室温,得到白光长余辉荧光粉材料。
[0026]本实施例的荧光材料XRD图谱显示产物的d值和相对强度变化趋势与标准卡片(JCPDF =830763) 一致,说明本实施例合成的荧光材料纯度较高。当发射光谱的激发波长为360nm,本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带发射,发射峰位于430nm和570nm附近,色坐标为(0.3501,0.3514)在白光区域。本实施例的荧光材料激发谱为一宽谱,覆盖了紫外和紫光区域,激发峰分别位于340nm(监控波长430nm)和400nm(监控波长570nm)附近。430nm的发射余辉衰减到初始强度的10%的时间约为8ms,570nm的发射余辉衰减到初始强度的10%的时间约为12ms,且该荧光材料发射在白光区域,可作为白光发射的长余辉材料。化学稳定性好,150摄氏度的发光强度,是室温时发光强度的87%。
[0027]实施例3
[0028]按照Li4Sr0.9Zn0.999 (Si204Ns/3):0.1Eu2+, 0.001Nd3+称取 Li 2C03、SrC03、ZnO、Si3N4、Eu203和Nd 203,它们之间的化学计量比(摩尔比)为2:0.9:0.999:2/3:0.05:0.0005,充分研磨混合均匀后,放置刚玉坩祸中,再放入高温炉中于C0气氛下在1450°C焙烧3小时,后冷却到室温,得到白光长余辉荧光粉材料。
[0029]本实施例的荧光材料XRD图谱显示产物的d值和相对强度变化趋势与标准卡片(JCPDF =830763) 一致,说明本实施例合成的荧光材料纯度较高。当发射光谱的激发波长为360nm,本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带发射,发射峰位于430nm和570nm附近,色坐标为(0.3301,0.3514)在白光区域。本实施例的荧光材料激发谱为一宽谱,覆盖了紫外和紫光区域,激发峰分别位于340nm(监控波长430nm)和400nm(监控波长570nm)附近。430nm的发射余辉衰减到初始强度的10%的时间约为10ms,570nm的发射余辉衰减到初始强度的10%的时间约为15ms,且该焚光材料发射在白光区域,可作为白光发射的长余辉材料。化学稳定性好,150摄氏度的发光强度,是室温时发光强度的85%。
[0030]实施例4
[0031]按照Li4Sr0.999Zn0.99 (Si204Ns/3):0.001Eu2+, 0.01Nd3+称取 Li 2C03、SrC03、ZnO、Si3N4、Eu203和Nd 203,它们之间的化学计量比(摩尔比)为2:0.999:0.99:2/3:0.0005:0.005,充分研磨混合均匀后,放置刚玉坩祸中,再放入高温炉中于C0气氛下在1400°C焙烧5小时,后冷却到室温,得到白光长余辉荧光粉材料。
[0032]本实施例的荧光材料XRD图谱显示产物的d值和相对强度变化趋势与标准卡片(JCPDF =830763) 一致,说明本实施例合成的荧光材料纯度较高。当发射光谱的激发波长为360nm,本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带发射,发射峰位于430nm和570nm附近,色坐标为(0.3401,0.3414)在白光区域。本实施例的荧光材料激发谱为一宽谱,覆盖了紫外和紫光区域,激发峰分别位于340nm(监控波长430nm)和400nm(监控波长570nm)附近。430nm的发射余辉衰减到初始强度的10%的时间约为7ms,570nm的发射余辉衰减到初始强度的10%的时间约为11ms,且该荧光材料发射在白光区域,可作为白光发射的长余辉材料。化学稳定性好,150摄氏度的发光强度,是室温时发光强度的85%。
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