一种橙黄色长余辉材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种橙黄色长余辉材料，属于稀土发光材料技术领域。
【背景技术】
[0002]长余辉材料也称为长余辉发光材料，同时它又被认为是一种光储存材料，其本质是一种光致发光材料。它是一类吸收能量如X-ray，紫外光，可见光等，它将俘获的载流子(电子或者空穴)储存在能级陷阱中，并在移除激发源后仍可继续发光的物质，因此，它是一种具有应用前景的材料。长余辉发光材料的用途十分广泛，目前主要用途是黑暗环境中的指示照明，比如用于紧急通道照明，火险的指示牌等。同时长余辉发光材料还可以应用于光电信息领域，如高能粒子和缺陷损伤探测器，三维信息存储等。
[0003]在长余辉发光材料中，载流子(电子和空穴)陷阱中心具有十分重要的作用。将长余辉发光材料暴露在紫外线或者可见光下，陷阱中心会俘获处于激发态的电子，随后紫外光或者可见光激发停止后，储存在陷阱能级中的电子在室温的热扰动下逐渐释放出来，释放出的电子再跃迀到激发态，电子从激发态返回基态时产生长余辉发光。
[0004]到目前为止，商业所用的余辉亮度较高和余辉时间较长的几种长余辉发光材料主要是铝酸盐，比如CaAl2O4IEu2+, Dy3+，SrAl2O4iEu 2+，Dy3+，然而，其耐水性比较差，人们致力于寻找物理化学稳定的硅酸盐长余辉发光材料来代替铝酸盐。众所周知，长余辉发光现象在一些硅酸盐化合物中也被观测到，如β -Sr2S14-Eu 2+，La3+(绿色)，Ba2MgSi2O7: Eu2+，Tm3+(绿色)，Sr2MgSi2O7: Eu2+，Dy3+ (蓝色)。但是，长波波长长长余辉发光材料是目前的急切需求。
[0005]一般工业上利用传统高温固相法来制备长余辉荧光粉，一般合成温度较高，不利于条件的控制，材料易烧结，晶粒较粗大，严重影响材料的余辉性能。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种橙黄色长余辉材料。该橙黄色长余辉材料能在相对较低温度下合成，其物理化学稳定性高，余辉时间长；该荧光粉在紫外辐照20min后，移除激发源后，实现橙黄色长余辉发光，本发明通过以下技术方案实现。
[0007]一种橙黄色长余辉材料，该长余辉材料为固溶体长余辉荧光粉，主相结构属于六方晶系，通式为 Li2Sivx_ySi04:xEu2+，yR3+，其中 R 为 La、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er、Tm 或 Lu、
0.003 ^ X ^ 0.004,0.002 ^ y ^ 0.005，产物的平均颗粒为 2~5 微米。
[0008]一种橙黄色长余辉材料制备方法，其具体步骤如下:
步骤 I JfSrCO3 (AR) > Li2CO3 (99.99%), S12 (99.99%)、Eu2O3 (99.99%)細203 (99.99%)按橙黄色长余辉材料通式中Li2Sr1HS1^xEu 2+，yR3+所需的配比混合，加入酒精研磨0.5h以上使其混合均匀混合荧光粉；
步骤2、将步骤I得到的混合荧光粉在温度为900°C ~950°C的还原气氛下烧结9~13h，并在此还原气氛下冷却至室温，研磨后得到通式为Li2Sri_x_ySi04:XEu2+，yR3+固溶体长余辉荧光粉，其中 R为 La、Pr、Nd、Gd、Dy、Ho、Er、Tm或Lu、0.003 彡 x 彡 0.004,0.002 ^ y ^ 0.005。
[0009]所述步骤I中Eu掺杂量摩尔量为1^251'1_!￡_#丨04摩尔总量的0.3%?0.4%，即ImolLi2SrnyS14中掺杂 Eu 的量为 0.003 ?0.004mol。
[0010]所述步骤I中的酒精的纯度为98wt%以上，加入量为混合料体积的90%~130%。
[0011 ] 所述步骤3中的还原气氛为体积比为5:95的4和N 2的混合气体。
[0012]本发明的有益效果是:
(1)本发明在相对较低温度成功制备出长余辉发光材料，且在空气中长时间放置不会潮解，相结构不会发生改变，化学稳定性和热稳定性高；
(2)该荧光粉在紫外灯辐照20min后，移除激发源后，实现橙黄色长余辉发射，发射波段宽，其中Li2SrSi04:0.004Eu 2+，0.0OOTy3+余辉时间长达15h等优点；本橙黄色长余辉材料可应用于缺陷损伤探测器，三维信息存储等。
【附图说明】
[0013]图1 是本发明实施例 17、18 所得的 Li2Sivx_ySi04:xEu 2+，yDy3+ (0.003 ^ x ^ 0.004，
0.002 ^ y ^ 0.005)荧光粉在紫外灯辐照20min后，采用PR305型长余辉荧光粉余辉从测试系统得到的余辉衰减曲线；插图A为余辉衰减光谱图。
[0014]图2是本发明实例18所得的Li2Srtl.991Si04:0.004Eu 2+，0.005Dy 3+荧光粉在紫外灯辐照20min后，采用NEX-5N数码相机得到的余辉照片。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明作进一步说明。
[0016]实施例1
该橙黄色长余辉材料，该长余辉材料为固溶体长余辉荧光粉，主相结构属于六方晶系，通式为Li2Sra 995Si04:0.00 3Eu 2+，0.002Tm3+，产物的平均颗粒为2微米。
[0017]上述橙黄色长余辉材料制备方法，其具体步骤如下:
步骤 1、将 SrCO3 (AR)、Li2CO3 (99.99%)、S12 (99.99%)、Eu2O3 (99.99%)和 Tm2O3(99.99%)按L1:Sr:S1:Eu:Tm的摩尔比为2:0.995:1:0.003:0.002进行配比混合，加入酒精研磨0.5h以上使其混合均匀混合荧光粉；其中酒精的纯度为99.9wt%，加入量为混合料体积的100% ；
步骤2、将步骤I得到的混合荧光粉在温度为930°C的还原气氛下(还原气氛为体积比为5:95的4和\的混合气体)烧结10h，并在此还原气氛下冷却至室温，研磨后得到通式为Li2Sra 995Si04:0.00 3Eu 2+，0.002Tm3+固溶体长余辉荧光粉，该长余辉荧光粉在室温条件下放置不会潮解，相结构不会发生改变，并能缓慢释放橙黄色余辉，余辉时间长达9min。
[0018]实施例2
该橙黄色长余辉材料，该长余辉材料为固溶体长余辉荧光粉，主相结构属于六方晶系，通式为Li2Sra991Si04:0.004Eu 2+，0.005Tm3+，产物的平均颗粒为2微米。
[0019]上述橙黄色长余辉材料制备方法，其具体步骤如下:
步骤 1、将 SrCO3 (AR)、Li2CO3 (99.99%)、S12 (99.99%)、Eu2O3 (99.99%)和 Tm 203(99.99%)按L1:Sr:S1:Eu:Tm的摩尔比为2:0.991:1:0.004:0.005进行配比混合，加入酒精研磨0.5h以上使其混合均匀混合荧光粉；其中酒精的纯度为99.9wt%，加入量为混合料体积的90% ；
步骤2、将步骤I得到的混合荧光粉在温度为950°C的还原气氛下(还原气氛为体积比为5:95的4和\的混合气体)烧结13h，并在此还原气氛下冷却至室温，研磨后得到通式为Li2Sra 991Si04:0.004Eu 2+，0.005Tm3+固溶体长余辉荧光粉，该长余辉荧光粉在室温条件下放置不会潮解，相结构不会发生改变，并能缓慢释放橙黄色余辉，余辉时间长达I lmin。
[0020]实施例3
该橙黄色长余辉材料，该长余辉材料为固溶体长余辉荧光粉，主相结构属于六方晶系，通式为Li2Sra 995Si04:0.00 3Eu 2+，0.002Lu 3+，产物的平均颗粒为5微米。
[0021]上述橙黄色长余辉材料制备方法，其具体步骤如下:
步骤 1、将 SrCO3 (AR)、Li2CO3 (99.99%)、S12 (99.99%)、Eu2O3 (99.99%)和 Lu2O3(99.99%)按L1-Sr -S1-Eu -Lu的摩尔比为2:0.995:1:0.003:0.002进行配比混合，加入酒精研磨0.5h以上使其混合均匀混合荧光粉；其中酒精的纯度为99.9wt%，加入量为混合料体积的110% ；
步骤2、将步骤I得到的混合荧光粉在温度为930°C的还原气氛下(还原气氛为体积比为5:95的4和\的混合气体)烧结10h，并在此还原气氛下冷却至室温，研磨后得到通式为Li2Sra 995Si04:0.00 3Eu 2+，0.002Lu 3+固溶体长余辉荧光粉，该长余辉荧光粉在室温条件下放置不会潮解，相结构不会发生改变，并能缓慢释放橙黄色余辉，余辉时间长达21min。
[0022]实施例4
该橙黄色长余辉材料，该长余辉材料为固溶体长余辉荧光粉，主相结构属于六方晶系，通式为Li2Sra991Si04:0.004Eu 2+，0.005Lu 3+，产物的平均颗粒为3微米。
[0023]上述橙黄色长余辉材料制备方法，其具体步骤如下:
步骤 1、将 SrCO3 (AR)、Li2CO3 (99.99%)、S12 (99.99%)、Eu2O3 (99.99%)和 Lu2O3(99.99%)按L1-Sr -S1-Eu -Lu的摩尔比为2:0.991:1:0.004:0.005进行配比混合，加入酒精研磨0.5h以上使其混合均匀混合荧光粉；其中酒精的纯度为99.9wt%，加入量为混合料体积的90% ；
步骤2、将步骤I得到的混合荧光粉在温度为950°C的还原气氛下(还原气氛为体积比为5:95的4和\的混合气体)烧结13h，并在此还原气氛下冷却至室温，研磨后得到通式为Li2Sra991Si04:0.004Eu 2+，0.005Lu 3+固溶体长余辉荧光粉，该长余辉荧光粉在室温条件下放置不会潮解，相结构不会发生改变，并能缓慢释放橙黄色余辉，余辉时间长达25min。
[0024]实施例5
该橙黄色长