专利名称：蓄能光视材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种蓄能光视材料及其制备方法，特别是涉及一种稀土元素激活碱土金属化合物为基质的蓄能光视材料及其制备方法。
背景技术：
蓄能光视材料是一种把可见光或红紫外线的能量吸收后，在没有光能刺激时能够将吸收的能量，用光的形式放出。由于能够在黑暗环境中发出人眼可察觉到的亮光，并维持一段时间，而且可以多次重复使用，所以被广泛应用于发光涂料，发光膜，发光板，发光陶瓷，发光油墨等材料。
以往的蓄能光视材料是用ZnS:Cu等硫化物作为主要母体，经过高温烧结来制备的。由于硫化物的荧光体发光时间短(1至2小时)，耐水性能低，产品寿命短，且其中的放射性元素对人体、生物以及环境有害，所以国际上逐渐被禁止使用。
二十世纪九十年代初起，用Eu等激活的铝锶酸盐作为主流的氧化物荧光体问世以后，在发光界得到了很大的关注。日本专利(特开平8-127772号)提出了以Eu等稀土元素激活碱土金属的铝酸盐化合物为主要技术特征，生产出的发光材料比硫化物发光材料在化学性能上更加稳定。该类产品发光亮度好，余光时间长(是以往硫化物的10倍以上)，产品寿命长，由于化学稳定性能好，直接可以在室外使用，且不含毒，无放射性等元素，所以在交通，航空，景观，地铁，应急避难处等被广泛的利用。
虽然该类产品的发光亮度比原有硫化物产品高于10倍多，但是在黑暗中放置数小时后的亮度还是很微弱，达不到使用者所预想的效果。还有制备工艺中必须要用高温烧结，再加上作为激活元素的稀土元素的价格昂贵，使其生产成本高，对进一步推广有很大的阻碍作用。
发明内容
本发明弥补了上述缺陷，提供一种发光亮度好，余光时间长，低成本的蓄能光视材料及制备方法。
本发明者以解决上述课题为目的而努力研究后的结果是，在稀土类元素的激活下作为主体的发光性化合物在一定的条件下吸收光能后，长时间以可视光产生。该化合物化学式为一般式m((A1-a-bBaCb)O)·n((D1-cEc)2O3)其中A选自碱土金属元素Mg，Ca，Sr，Ba以及Be中至少一种元素；B选自起激活作用的稀土元素La，Pr，Nd，Sm，Eu，Gd，Dy，Ho，Er，Tm，Yb中至少一种元素；C选自敏化剂元素Ce，Tb中至少一种元素；D选自母体元素Al，Si，Ti中至少一种元素；E选自助熔剂元素Li，Na，B，Cl中至少一种元素；a、b、c为常数，其数值分别为0.0001≤a≤0.35，0.0001≤b≤0.59，0.0001≤c≤0.6；m、n为摩尔系数，其数值分别为m＝1，0.1≤n≤2。
制备所述蓄能光视材料的方法是碱土金属元素A用其氧化物或碳酸物，起激活作用的稀土元素B和敏化剂元素C用其氧化物，母体元素D用其氧化物或氢氧化物，助熔剂元素E用其氧化物或碳化物，原料纯度都为99.9％以上。将所述原材料按比例配料并混合研磨后，放入含有CO等还原气氛的坩埚中，用600℃至1250℃之间，最好是1100℃保持烧结3小时，然后使其自然冷却后取出，然后粉碎成粉，用200目的筛选后制成发光粉。
在制备工艺中加入Ce，Tb一种以上敏化剂成分，可以提高发光强度。在发光材料中稀土元素的Eu+2，Dy3+起重要的激活发光作用。在这里Eu2+主要是占据八配位锶格位，而Ce3+在这种母体基质中也占据八配位锶格位。在发光体系中Ce3+和Eu2+的吸收和发射都是同等的跃迁。两者发生很强的耦合作用，更好的起到了稀土离子之间的能量传递，从而使发光强度大大的有所提高。另外，由于氧化铈的价格比氧化铕廉价的多，可以用氧化铈代替一部分氧化铕，这样就可以达到降低成本的作用。
图1表示本发明实施例1、2、3的发光光谱。
图2表示本发明实施例3的发光亮度和日本市场中销售的G-300M产品(日本专利特开平8-127772号产品)的发光亮度比较。
具体实施例方式
以下通过实施例，对本发明进行更为详细的说明，但只要在本发明的要旨范围内，并不仅限于以下实施例。
实施例1称取原料为(以下原料纯度都为99.9％以上，实施例2和3同样如此)SrCO3100gAl2O38gSiO248gTiO25gCe2O32.7g
MgO10gEu2O33.2gDy2O34.5gH3BO38.5g以下表格数据为验证常数a，b，和c，以及摩尔数m和n。
其中因a，b和c为百分比，因此验证常数不需要考虑纯度系数；单体含量计算为成份量乘以单体占成份分子量之比例如含成份SrCO3中的Sr单体量为100g*38/98＝38.7755g，实施例2和3同样如此。
将上述原材料充分混合研磨后，放入含有CO等还原气氛的坩埚中，用600℃至1250℃之间，最好是1100℃保持烧结3小时，然后使其自然冷却后取出，然后粉碎成粉，用200目的筛选后制成发光粉。经光谱测试得到420nm至480nm发光光谱如图1所示的蓝色发光材料。
实施例2称取原料为CaCO395gAl2O36gSiO253gTiO24gCe2O32.4gMgO15gEu2O33gDy2O33.5gH3BO37.3g材料制备方法同实施例1，得到的产品经光谱测试得到530nm至570nm发光光谱如图1所示的黄色发光材料。
实施例3称取原料为SrCO343gCaCO348gAl2O35.5gSiO262gTiO23gCe2O32.1gMgO 5gEu2O31.7gDy2O32.8gH3BO35.1g材料制备方法同实施例1，得到的产品经光谱测试得到500nm至520nm发光光谱如图1所示的黄绿色发光材料。
从图2可以看出，根据本发明可以得到发光强度高，发光时间长，且低成本的蓄能光视材料。
权利要求
1.一种蓄能光视材料，其特征在于该材料组成的化合物化学式为m((A1-a-bBaCb)O)·n((D1-cEc)2O3)其中A选自碱土金属元素Mg，Ca，Sr，Ba以及Be中至少一种元素；B选自起激活作用的稀土元素La，Pr，Nd，Sm，Eu，Gd，Dy，Ho，Er，Tm，Yb中至少一种元素；C选自敏化剂元素Ce，Tb中至少一种元素D选自母体元素Al，Si，Ti中至少一种元素；E选自助熔剂元素Li，Na，B，Cl中至少一种元素；a、b、c为常数，其数值分别为0.0001≤a≤0.35，0.0001≤b≤0.59，0.0001≤c≤0.6；m、n为摩尔系数，其数值分别为m＝1，0.1≤n≤2。
2.一种制备权利要求1所述的蓄能光视材料的方法，包括如下步骤a)碱土金属元素A用其氧化物或碳酸物，起激活作用的稀土元素B和敏化剂元素C用其氧化物，母体元素D用其氧化物或氢氧化物，助熔剂元素E用其氧化物或碳化物；b)将所述原材料按比例配料并混合研磨后，放入含有CO等还原气氛的坩埚中，用600℃至1250℃之间保持烧结3小时，然后使其自然冷却后取出，然后粉碎成粉，用200目的筛选后制成发光粉。
全文摘要
一种蓄能光视材料及其制备方法，它由(m((A
文档编号C09K11/78GK1513942SQ0215729
公开日2004年7月21日 申请日期2002年12月26日 优先权日2002年12月26日
发明者张莉莉 申请人:张莉莉