一种红色新型应力发光材料及其制备方法

本发明涉及发光材料，具体为一种红色新型应力发光材料及其制备方法。

背景技术：

1、光致发光又被称为下转换发光，是将短波长的激发光转换成长波长的发射光。光致发光材料有很多种类：有的由于可通过x射线激发发出可见光而被研发用于x射线探测或者成像；有的因为紫外激发发射强可见光可用作led；有的发光材料可以存储光能，通过光(一般是紫外和可见光)的激发使电荷载流子被陷阱俘获而缓慢的释放出来，这就是夜光材料。

2、应力发光(物体在受到各种应力(如膨胀、拉伸、断裂、摩擦等)作用下的发光)材料也属于光致发光材料，其也能被光激发而发光，同一材料的光致发光和应力发光一般是同一个发光中心，也就是说发光峰的峰位是一致的。一般来说应力发光材料有一个储能的过程，也就是由于光激发使载流子被晶体缺陷/陷阱俘获，被俘获的载流子如果缓慢释放出来伴随发光，这一现象就是余辉；如果此时给晶体一个外力，迫使缺陷/陷阱释放载流子而发光，那么这就是一个应力发光现象。还有的应力发光材料则具有压电性，材料受到应力刺激时产生局部电场，由于局部电场的出现使得载流子被陷阱俘获，最后退激释放出光。

3、现有的应力发光材料如zns、caznos、naca2geo4f等材料的应力发光性能都表现得不错；但依然存在以下问题：

4、1、制备需要用到还原气氛；

5、2、材料本身具有余辉特性，对材料的测试干扰较大；

6、3、材料容易潮解，难以长时间保存。

7、因此亟需一种制备简单，材料本身的余辉时间短，晶体稳定性好的应力发光材料。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种红色新型应力发光材料及其制备方法，通过高温固相反应法制备了纯的荧光粉(应力发光材料)，在空气气氛下就能合成，制备过程简单，产量和产率高；制备得到的荧光粉的化学式为：camg1-xge2o6:xmn2+，其中0≤x≤0.04，该荧光粉在254nm的光激发后就能使用，同时材料本身的余辉时间短，对应力发光测试背景影响小，而且该荧光粉稳定性较好，不易潮解。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种红色新型应力发光材料，所述应力发光材料的化学表达式为：camg1-xge2o6:xmn2+，其中0≤x≤0.04。

4、上述的一种红色新型应力发光材料的制备方法，按照化学计量比称取caco3、mgo、geo2、mnco3作为原料，将称取的试剂在玛瑙研钵中加入无水乙醇研磨均匀；再通过高温固相法合成camg1-xge2o6:xmn2+应力发光荧光粉，0≤x≤0.04；最后将固相合成的荧光粉再次进行研磨即得到所需应力发光材料。

5、进一步地，原料caco3、mgo和geo2的纯度均为99.99％，mnco3的纯度为99.95％，无水乙醇的纯度为99.5％。

6、进一步地，原料在玛瑙研钵中加入无水乙醇研磨的时间为30min～60min。

7、进一步地，高温固相法合成camg1-xge2o6:xmn2+应力发光荧光粉的具体方法为：将研磨过后的粉末加入到刚玉坩埚中，再放进马弗炉中以3～5℃/min的升温速率上升到1200～1400℃，并保温3～5个小时，然后再自然冷却。

8、进一步地，在马弗炉烧结的过程中，烧结的气氛为空气气氛。

9、技术方案的有益效果是：

10、本发明提供的材料camg1-xge2o6:xmn2+(0≤x≤0.04)应力发光荧光粉在254nm辐射后具有应力发光现象，发射600nm～800nm的红光，同时余辉时间短，对应力发光测试背景影响小；荧光粉稳定性较好，不易潮解。

11、本发明采用高温固相法制备具有上述优势的红色新型应力发光材料，在空气气氛下就能合成，制备过程简单，产量和产率高，制备要求易于满足，可有效提高产量和降低生产成本，易于大面积工业化生产。

技术特征：

1.一种红色新型应力发光材料，其特征在于：所述应力发光材料的化学表达式为：camg1-xge2o6:xmn2+，其中0≤x≤0.04。

2.根据权利要求1所述的一种红色新型应力发光材料的制备方法，其特征在于：按照化学计量比称取caco3、mgo、geo2、mnco3作为原料，将称取的试剂在玛瑙研钵中加入无水乙醇研磨均匀；再通过高温固相法合成camg1-xge2o6:xmn2+应力发光荧光粉，0≤x≤0.04；最后将固相合成的荧光粉再次进行研磨即得到所需应力发光材料。

3.根据权利要求1所述的一种红色新型应力发光材料的制备方法，其特征在于：原料caco3、mgo和geo2的纯度均为99.99％，mnco3的纯度为99.95％，无水乙醇的纯度为99.5％。

4.根据权利要求1所述的一种红色新型应力发光材料的制备方法，其特征在于：原料在玛瑙研钵中加入无水乙醇研磨的时间为30min～60min。

5.根据权利要求1所述的一种红色新型应力发光材料的制备方法，其特征在于：高温固相法合成camg1-xge2o6:xmn2+应力发光荧光粉的具体方法为：将研磨过后的粉末加入到刚玉坩埚中，再放进马弗炉中以3～5℃/min的升温速率上升到1200～1400℃，并保温3～5个小时，然后再自然冷却。

6.根据权利要求5所述的一种红色新型应力发光材料的制备方法，其特征在于：在马弗炉烧结的过程中，烧结的气氛为空气气氛。

技术总结
本发明属于发光材料技术领域，公开了一种红色新型应力发光材料及其制备方法，发光材料的化学表达式为：CaMg<subgt;1‑x</subgt;Ge<subgt;2</subgt;O<subgt;6</subgt;:xMn<supgt;2+</supgt;，其中0≤x≤0.04。发光材料的制备方法：按照化学计量比称取CaCO<subgt;3</subgt;、MgO、GeO<subgt;2</subgt;、MnCO<subgt;3</subgt;作为原料，将原料在玛瑙研钵中加入无水乙醇研磨均匀；再通过高温固相法合成CaMg<subgt;1‑x</subgt;Ge<subgt;2</subgt;O<subgt;6</subgt;:xMn<supgt;2+</supgt;应力发光荧光粉；最后将荧光粉再次进行研磨即得到所需材料。本发明通过高温固相反应法制备应力发光材料，在空气气氛下合成，制备过程简单，产量和产率高；制备得到的荧光粉在254nm的光激发后就能使用，同时材料本身的余辉时间短，对应力发光测试背景影响小，而且该荧光粉稳定性较好，不易潮解。

技术研发人员：张泽青,刘伟,赵景泰,王强,陈雯菁,史瑞
受保护的技术使用者：桂林电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14