专利名称：：长余辉夜光材料的制作方法
技术领域：
：本发明是一种新型夜光材料，特别涉及一种氢氧铝酸盐型长余辉夜光材料及其制造工艺技术。传统的夜光材料是硫化物类荧光粉，如ZnSCu、Er(发黄绿光)，CaSrSBi(发兰色光)，ZnCdSCu(发黄橙光)，CaSBi(发兰紫光)。这类材料由于其夜光时间短，亮度低，再加之硫化物的不稳定性，在目光下由于紫外线作用会发生分解而变黑，为提高材料的发光亮度和夜光时间添加了放射性元素，如钴、镭、氚，这势必带来了环境污染，因此使用受到极大的限制，主要用于钟表、仪表和军事特殊部门，一直未能广泛应用。近年来，稀土离子铕(Eu)激活的铝酸盐型夜光材料先后被报道，如中国专利公开CN1053807、ACN1084535A和CN1115779A以及美国专利5424006，这些专利公开材料介绍了一种新型碱土铝酸盐型夜光材料，开辟了新型夜光材料领域。本发明提出了一种以氢氧铝酸盐为基质的新型夜光材料，并在此基质上发现了多种离子的共激活作用，以及钙、镁、钡、锌、镉和钴对发光颜色的改变特性。此材料的化学结构表示式为(Sr1-zMz)1-X-YAl3O5(OH)Eux、M′yM是选自CaMgBaZnCd中一种离子或一种以上离子组合，M′是选自LaCePrNdDyErCoAgCuFeSb一种离子或一种以上离子组合，X为摩尔数0.001-0.1，Y为摩尔数0-0.1(对于LaCePrNdDyEr)；0-0.02(对于CoAgCuFeSb)，Z为摩尔数0-0.4(对于MgBaZnCd)；0-0.9(对于Ca)。该材料的合成工艺为按一定摩尔比例(或重量比例)称取上述化学式中的元素或离子的化合物原料(如氧化物、碳酸盐、氢氧化物)，将原料经研磨机研细混均后，制得夜光材料的混合原料，将混合原料装入坩埚(氧化铝或石英坩埚)放入高温炉或遂道窑中，其烧结工艺可按下述方法进行1)混合原料直接经高温炉烧结，通入NH3，流量在0.1-15升/分，于1300-1550℃高温烧结2-10小时；2)混合原料经1000-1300℃高温炉初烧2-6小时，再经高温炉，通入NH3，流量在0.1-15升/分，于1300-1550℃烧结1.5-8小时，另外在材料原料混合时，加入硼酸0.5-10％重量比做为助熔剂，烧结后的材料经冷却，破碎研细后，170目筛网过筛后，便制得了夜光材料。下面给出实验数据一、SrAl3O5(OH)Eu和SrAl3O5(OH)Eu、Pr材料的合成及基质结构按例1和例2所述的材料配比和工艺方法，制备出了新型夜光材料，对材料进行X射线衍射分析，得出如图1所列衍射谱线，经与表1所给出的SrAl3O5(OH)的X射线衍射卡片的数据进行对比，基本吻合，所制备的新型夜光材料确认为SrAl3O5(OH)Eu、Pr型夜光材料，其发光基质主要为SrAl3O5(OH)结构。表1SrAl3O5(OH)结构的x射线衍射数据</tables>接表1</tables>二、SrAl3O5(OH)Eu、Pr的发射光谱和激发光谱图2和图3分别给出了SrAl3O5(OH)Eu.Pr材料的发射光谱和激发光谱，其材料经380nm紫外光激发下，发射光谱为450-520处的宽带发射谱，峰值500nm；激发光谱为监测500nm处，是280-460nm的宽带吸收谱，峰值在360-410nm，这说明该材料对短波可见光具有很强的吸收能力。三、SrAl3O5(OH)Eu、Pr和SrAl3O5(OH)Eu的长余辉夜光特性图4给出了SrAl3O5(OH)Eu、Pr和SrAl3O5(OH)Eu夜光特性曲线，该材料置于直径5Omm，深5mm的圆盘中，经37O0lx照度的荧光灯泡光源照射1O分钟，用LS-100MINOTA辉度计，测试其发光亮度随时间数据，进行双对数坐标处理，其曲线基本为一条直线，达到人肉眼可识别的发光亮度0.3mcd/m2时间1200分钟以上。另外从图4给出的SrAl3O5(OH)Eu夜光特性曲线可以看出Pr的共激活作用，SrAl3O5(OH)Eu的材料达0.32mcd/m2发光亮度时间为500分钟。(接6页表2)实例1Sr0.99Al3O5(OH)Eu0.01的合成按下述原料和重量称取SrCO3146.1克Al2O3153.0克Al(OH)37.8克NaOH0.8克Eu2O31.76克H3BO311.7克上述原料均为分析纯以上试剂，其中Eu2O3为光谱纯将原料充分研细混均后，制成夜光材料的原料，将原料放入氧化铝坩埚中置于1380℃高温炉中，通入氨气(NH3)，流量3升/分，烧结5小时，取出破碎、研细，170目筛网过筛，即得成品。实例2Sr0.95Al3O5(OH)Eu0.01、Pr0.04的合成按下述原料和重量称取SrCO3141.7克Al2O3153.0克Al(OH)37.8克NaOH0.8克Eu2O31.76克P6O116.36克H3BO311.7克上述原料均为分析纯以上试剂，其中Eu2O3为光谱纯，将原料充分研细混均后，制成夜光材料的原料，将原料放入氧化铝坩埚中置于1200℃高温炉初烧结3小时，后又置入1360℃高温炉中，通入氨气(NH3)，流量5升/分，烧结4小时，取出破碎、研细，170目筛网过筛，即得成品。图1Sr0.95Al3O5(OH)Eu0.01、Pr0.04的X射线衍射谱图2Sr0.95Al3O5(OH)Eu0.01、Pr0.04的发射光谱(380nm光激发)图3Sr0.95Al3O5(OH)Eu0.01、Pr0.04的激发光谱(监测500nm)图4◆Sr0.99Al3O5(OH)Eu0.01的长余辉特性■Sr0.95Al3O5(OH)Eu0.01、Pr0.04的长余辉特性权利要求1.一种新型长余辉夜光材料，其特征是化学结构表示式(Sr1-zMz)1-X-YAl3O5(OH)Eux、M′yM是选自CaMgBaZnCd中一种离子或一种以上离子组合，M′是选自LaCePrNdDyErCoAgCuFeSb一种离子或一种以上离子组合，X为摩尔数0.001-0.1，Y为摩尔数0-0.1(对于LaCePrNdDyEr)；0-0.02(对于CoAgCuFeSb)，Z为摩尔数0-0.4(对于MgBaZnCd)；0-0.9(对于Ca)，2.如权要求书1所述长余辉夜光材料，其制造烧结工艺1)混合原料直接经高温炉烧结，通入NH3，流量在0.1-15升/分，于1300-1550℃高温烧结2-10小时；2)混合原料经1000-1300℃高温炉初烧2-6小时，再经高温炉，通入NH3，流量在0.1-15升/分，于1300-1550℃烧结1.5-8小时，3.如权力要求书1所述的长余辉夜光材料，其特征主要是基质结构为SrAl3O5(OH)，4.如权利要求书1所述的长余辉夜光材料，其化学结构式为SrAl3O5(OH)Eu，5.如权利要求书1所述的长余辉夜光材料，其化学结构式为；SrAl3O5(OH)Eu、Pr，6.如权利要求书1所述的长余辉夜光材料，其化学结构式为SrAl3O5(OH)Eu、Dy，7.如权利要求书1所述的长余辉夜光材料，其化学结构式为SrAl3O5(OH)Eu、Pr、La，8.如权利要求书1所述的长余辉夜光材料，其化学结构式为SrAl3O5(OH)Eu、Pr、Co，9.如权利要求书1所述的长余辉夜光材料，其Ca取代Sr的摩尔数0.8-0.1，材料的发光颜色可呈现紫色、兰色、绿色、黄色、橙色变化。全文摘要本发明提出一种以氢氧铝酸盐为基质的新型长余辉夜光材料，该材料的化学结构表示式为(Sr文档编号C09K11/77GK1157312SQ9610290公开日1997年8月20日申请日期1996年2月16日优先权日1996年2月16日发明者肖志国申请人:肖志国