专利名称：一种蓝色长余辉发光材料及制备方法
技术领域：
本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种蓝色长余辉发光材料及制备方法。
背景技术：
长余辉发光材料是一种功能储光材料，当其受到自然光或人工可见光的照射时， 可储存光源，再以可见光的形式释放，并可持续几个甚至十几个小时的发光材料，1993年长 余辉稀土荧光粉被开发，取代了长久使用的硫化物系列材料，迎来了长余辉荧光粉的新世 纪，其市场定位有两个方面作为标志使用，如在公共建筑、安全、消防、交通、运输等领域使 用的永久性警告和指示标志，其市场需求巨大；另外可作为特殊的微光照明和装饰使用。
目前用的长余辉材料的发光颜色主要是单一的黄绿色(SrAl204:Eu2+， Dy3+)，其它 颜色的长余辉发光材料由于余辉性能差，还不能得以广泛应用。因此，研究开发新型蓝色、 红色长余辉材料成了众多学者关注的焦点。 国内外许多单位研制的CaAl204:Eu2+， Nd3+和CaAl204:Eu2+， Nd3+， La3+的蓝色长余辉 材料，其余辉亮度和余辉时间均不能满足市场需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种亮度高、余辉时间长的蓝色长余辉发光材 料。 本发明还要解决的一个技术问题是提供上述蓝色长余辉发光材料的制备方法。 为解决上述技术问题，本发明采用的思路如下蓝色长余辉余辉时间的长短与储
存在杂质能级中的电子数量及吸收的能量有关。 一般来说，数量较多的电子在杂质能级停
留比较长的时间，就可以产生较长的时间余辉。而长余辉的强度则取决于杂质能级中的电
子返回激发态的速率。
具体技术方案如下 —种蓝色长余辉发光材料，以CaAl204为基质，以Eu3+为激活离子，以Nd3+、 Mg2+离 子为共激活离子，其化学通式为Cai—x—y—zAl204:xEu3+， yNd3+， zMg"，式中，Eu3+的摩尔数x为 0. 02 0. 04， NcT的摩尔数y为0. 03 0. 08， Mg2+的摩尔数z为0. 01 0. 03。
上述蓝色长余辉发光材料的制备方法，将CaC03、 A1203、 Eu203、 Nd203、 Mg0按摩尔 比(1-x-y-z) : 1 : x/2 : y/2 : z混合，其中，O. 02《x《0. 04，0. 03《y《0. 08， 0. 01《z《0. 03，研磨均匀；在1450 150(TC下，焙烧5 6小时，冷却、粉碎、水洗、烘 干、过筛(200目)；在氮气和氢气以体积比3 : 1的混合气体气氛下，1300 140(TC再焙 烧4 6小时，冷却、粉碎、水洗、烘干、过筛(100目)即得。优选的，在CaC03、 A1203、 Eu203、 Nd203和MgO的混合物料中还加入助熔剂硼酸。硼 酸的加入质量为CaC03、 A1203、 Eu203、 Nd203和MgO混合物料总质量的0. 1 0. 5% 。硼酸的 加入质量优选为CaC03、 A1203、 Eu203、 Nd203和MgO混合物料总质量的0. 2% 。
有益效果本发明的蓝色长余辉发光材料，以CaAl204为基质，以Eu3+为激活离子，
3以Nd3+、Mg2+离子为共激活离子，形成了一定深度电子陷阱，从而获得满意的余辉亮度和长 时间余辉的蓝色长余辉发光材料，本发明材料的基质结晶完整，稳定性好、产品粒度分布较 窄，涂敷性好。本发明的蓝色长余辉发光材料的制备方法生产成本低，易于实现。
具体实施例方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实 施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限 制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1 : 准确称取碳酸钙(CaC03，纯度为99. 95% ;0. 94mol)94g ;氧化铝(A1203，纯度为 99. 995%;lmol) 102g，氧化铕(￡11203，纯度为99. 995% ;0. 01mol)3. 52g，氧化钕(配203，纯度 为99. 99%;0. 02mol)6. 728g，氧化镁(Mg0，纯度为99. 9%;0. 02mol)0. 806g ;硼酸(!13803，纯 度99. 9% )0. 416g ;依次放入球磨坛并加入一定数量玛瑙球，混合球磨3小时，过筛200目 后，然后分别装入200ml的刚玉坩埚，在150(TC焙烧5小时，冷却后，粉碎、水洗、烘干后，过 筛200目。在氮气、氢气体积比为3 : 1的气氛下，温度为140(TC的条件下再焙烧4小时。 冷却，取出粉碎，产物经多次水洗，在12(TC干燥16h，过筛100目，即得产品。
产品测试如下 ①产品外观上为白色粉末，属于单斜晶系。 ②在紫外线253. 7nm下发出很强的蓝色光。发射光谱的主波长为440nm，色品坐标 为x = 0. 1560， y = 0. 0396。 ③使用余辉亮度测量仪进行测量，电子秒表计时，人工读数。样品在6500K，照度为 600Lux光源下照射30min后，测定样品的余辉初始亮度和时间(初始亮度为停止激发后3 秒亮度值)，初始余辉亮度为7200mcd/m2 ;余辉时间475min (到人眼的最小分辨率0. 32mcd/ 实施例2 : 准确称取碳酸钙(CaC03，纯度为99. 95% ;0. 895mol)89. 5g ;氧化铝(A1A，纯度 为99.995% ;lmol) 102g，氧化铕(Eu203，纯度为99. 995 % ;0. 02mol) 7. 04g，氧化钕(Nd203， 纯度为99. 99% ;0. 025mol)8. 41g，氧化镁(MgO，纯度为99. 9 % ;0.015mo1)0. 6045g ;硼酸 013803，纯度99. 9% )0. 425g ;依次放入球磨坛并加入一定数量玛瑙球，混合球磨3小时，过 筛200目后，然后分别装入200ml的刚玉坩埚，在145(TC焙烧5小时，冷却后，粉碎、水洗、烘 干后，过筛200目。在氮气、氢气体积比为3 : 1的气氛下，温度为135(TC的条件下焙烧4 小时。冷却后取出粉碎，产物经多次水洗，在12(TC干燥16h，过筛100目，即得产品。
产品测试如下 ①产品外观上为白色粉末，属于单斜晶系。 ②在紫外线253. 7nm下发出很强的蓝色光。发射光谱的主波长为440nm，色品坐标 为x = 0. 1560， y = 0. 0396。 ③使用余辉亮度测量仪进行测量，电子秒表计时，人工读数。样品在6500K，照度为 600Lux光源下照射30min后，测定样品的余辉初始亮度和时间(初始亮度为停止激发后3 秒亮度值)，初始余辉亮度为7360mcd/m2 ;余辉时间485min (到人眼的最小分辨率0. 32mcd/
4m2)。
实施例3 : 准确称取碳酸钙(CaC03，纯度为99. 95 % ;0. 895mol) 89. 5g ;氧化铝(A1203，纯度 为99. 995% ;lmol) 102g，氧化铕胸203，纯度为99. 995% ;0. 015mol)5. 28g，氧化钕(Nd203， 纯度为99. 99% ;0. 03mol) 10. 092g，氧化镁(MgO，纯度为99. 9 % ;0.015mo1)0. 6045g ;硼酸 0^03，纯度99. 9% )0. 415g ;依次放入球磨坛并加入一定数量玛瑙球，混合球磨3小时，过 筛200目后，然后分别装入200ml的刚玉坩埚，在150(TC焙烧5小时，冷却后，粉碎、水洗、烘 干后，过筛200目。在氮气、氢气体积比为3 : 1的气氛下，温度为130(TC的条件下焙烧5 小时。冷却后取出粉碎，产物经多次水洗，在12(TC干燥16h，过筛100目，即得产品。
产品测试如下 ①产品外观上为白色粉末，属于单斜晶系。 ②在紫外线253. 7nm下发出很强的蓝色光。发射光谱的主波长为440nm，色品坐标 为x = 0. 1560， y = 0. 0396。 ③使用余辉亮度测量仪进行测量，电子秒表计时，人工读数。样品在6500K，照度为 600Lux光源下照射30min后，测定样品的余辉初始亮度和时间(初始亮度为停止激发后3 秒亮度值)，初始余辉亮度为7450mcd/m2 ;余辉时间462min (到人眼的最小分辨率0. 32mcd/ 实施例4 : 准确称取碳酸钙(CaC03，纯度为99. 95 % ;0. 904mol) 90. 4g ;氧化铝(A1203，纯度 为99. 995%;lmol) 102g，氧化铕(￡11203，纯度为99. 995%;0. 018mol)6. 336g，氧化钕(Nd203， 纯度为99. 99% ;0. 015mol)5. 046g，氧化镁(MgO，纯度为99. 9 % ;0. 03mol) 1. 209g ;硼酸 0^03，纯度99. 9% )0. 417g ;按依次放入球磨坛并加入一定数量玛瑙球，混合球磨3小时， 过筛200目后，然后分别装入200ml的刚玉坩埚，在150(TC焙烧6小时，冷却后，粉碎、水洗、 烘干后，过筛200目。在氮气、氢气体积比为3 : 1的气氛下，温度为140(TC的条件下还原 6小时。冷却后取出粉碎，产物经多次水洗，在12(TC干燥16h，过筛100目，即得产品。
产品测试如下 ①产品外观上为白色粉末，属于单斜晶系。 ②在紫外线253. 7nm下发出很强的蓝色光。发射光谱的主波长为440nm，色品坐标 为x = 0. 1560， y = 0. 0396。 ③使用余辉亮度测量仪进行测量，电子秒表计时，人工读数。样品在6500K，照度为 600Lux光源下照射30min后，测定样品的余辉初始亮度和时间(初始亮度为停止激发后3 秒亮度值)，初始余辉亮度为6920mcd/m2 ;余辉时间458min (到人眼的最小分辨率0. 32mcd/ 实施例5 : 准确称取碳酸钙(CaC03，纯度为99. 95 % ;0. 906mol) 90. 6g ;氧化铝(A1203，纯度 为99. 995%;lmol) 102g，氧化铕(￡11203，纯度为99. 995%;0. 012mol)4. 224g，氧化钕(Nd203， 纯度为99. 99% ;0. 024mol)8. 0776g，氧化镁(MgO，纯度为99. 9%;0. 022mol)0. 8866g ;依次 放入球磨坛并加入一定数量玛瑙球，混合球磨3小时，过筛200目后，然后分别装入200ml 的刚玉坩埚，在145(TC焙烧6小时，冷却后，粉碎、水洗、烘干后，过筛200目。在氮气、氢气体积比为3 : 1的气氛下，温度为130(TC的条件下还原6小时。冷却后取出粉碎，产物经多 次水洗，在12(TC干燥16h，过筛100目，即得产品。
产品测试如下 ①产品外观上为白色粉末，属于单斜晶系。 ②在紫外线253. 7nm下发出很强的蓝色光。发射光谱的主波长为440nm，色品坐标 为x = 0. 1560， y = 0. 0396。 ③使用余辉亮度测量仪进行测量，电子秒表计时，人工读数。样品在6500K，照度为 600Lux光源下照射30min后，测定样品的余辉初始亮度和时间(初始亮度为停止激发后3 秒亮度值)，初始余辉亮度为6900mcd/m2 ;余辉时间452min (到人眼的最小分辨率0. 32mcd/ m2)。
权利要求
一种蓝色长余辉发光材料，其特征在于，以CaAl2O4为基质，以Eu3+为激活离子，以Nd3+、Mg2+离子为共激活离子，其化学通式为Ca1-x-y-zAl2O4:xEu3+，yNd3+，zMg2+，式中，Eu3+的摩尔数x为0.02～0.04，Nd3+的摩尔数y为0.03～0.08，Mg2+的摩尔数z为0.01～0.03。
2. 权利要求1所述的蓝色长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，将CaC03、 A1203、 Eii203、Nd203、Mg0按摩尔比(1-x-y-z) : 1 : x/2 : y/2 : z混合，其中，0. 02《x《0. 04， 0. 03《y《0. 08， 0. 01《z《0. 03，研磨均匀；在1450 1500。C下，焙烧5 6小时，冷去卩、 粉碎、水洗、烘干、过筛；在氮气和氢气以体积比3 : 1的混合气体气氛下，1300 140(TC再 焙烧4 6小时，冷却、粉碎、水洗、烘干、过筛即得。
3. 根据权利要求2所述的蓝色长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，在CaC03、 A1203、 Eu203、 Nd203和MgO的混合物料中还加入助熔剂硼酸。
4. 根据权利要求3所述的蓝色长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，硼酸的加入 质量为CaC03、 A1203、 Eu203、 Nd203和MgO混合物料总质量的0. 1 0. 5% 。
5. 根据权利要求4所述的蓝色长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，硼酸的加入 质量为CaC03、 A1203、 Eu203、 Nd203和MgO混合物料总质量的0. 2% 。
全文摘要
本发明公开了一种蓝色长余辉发光材料，以CaAl2O4为基质，以Eu3+为激活离子，以Nd3+、Mg2+离子为共激活离子，其化学通式为Ca1-x-y-zAl2O4:xEu3+，yNd3+，zMg2+，式中，Eu3+的摩尔数x为0.02～0.04，Nd3+的摩尔数y为0.03～0.08，Mg2+的摩尔数z为0.01～0.03。本发明还公开了上述蓝色长余辉发光材料的制备方法。本发明的蓝色长余辉发光材料基质结晶完整，稳定性好、产品粒度分布较窄，涂敷性好。本发明的蓝色长余辉发光材料的制备方法生产成本低，易于实现。
文档编号C09K11/80GK101717639SQ20091021260
公开日2010年6月2日 申请日期2009年11月12日 优先权日2009年11月12日
发明者李月红, 田振宇, 田玉伟, 陈蛟云 申请人:江苏泽铭荧光材料有限公司