專利名稱：La的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種紅色長余輝發(fā)光材料及其制備方法，特別是稀土Eu3+激發(fā)的La2O2S紅色長余輝發(fā)光材料及其制備方法，用于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，銪激活的鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料因?yàn)槠鋬?yōu)良的發(fā)光特性受到普遍關(guān)注。目前報(bào)道的鋁酸鹽發(fā)光材料有稀土銪(Eu2+)激發(fā)的CaAl2O4、SrAl2O4、Sr4Al14O25、SrAl4O7、BaAl2O4等材料，其發(fā)射光的波長在400nm-530nm，余輝時(shí)間在2000min左右。生產(chǎn)上可實(shí)用的兩種材料是SrAl2O4:Eu，Dy、Sr4Al14O25:Eu，Dy，余輝顏色分別為黃綠色和藍(lán)綠色。如中國專利申請?zhí)枮?7121964.8，公開號為1188788，名稱為一種蓄光性發(fā)光材料及其制備方法，該專利公開的鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料的化學(xué)組成為MO·Al2O3:Eu，N，其中M代表Sr或Ga，N代表Dy或Sm。制備方法是采用鋁、鍶、鈣、硼的氧化物，或者經(jīng)加熱能產(chǎn)生上述氧化物的鹽類，按其化學(xué)組成式中各元素組分比關(guān)系稱量，加入同體積的1～10％的碳粉，并為降低反應(yīng)溫度加入1～10％的硼酸研磨混合，再將混合物裝入密封容器后密封，在1420～1600℃高溫爐中煅燒10分鐘～6小時(shí)，取出冷卻后，粉碎。但是，長余輝發(fā)光材料的應(yīng)用受到了材料本身發(fā)色單一的限制。目前的產(chǎn)品主要是黃綠色和藍(lán)綠色兩類，雖然通過各種染色處理可以導(dǎo)致發(fā)射光顏色改變，但是，由于包覆的染料本身的特性，這些包覆發(fā)光粉在高溫場合不能使用。
在進(jìn)一步的檢索中發(fā)現(xiàn)中國專利申請?zhí)枮?2125512.1，公開號為1390913，名稱為紅色稀土長余輝磷光體，該專利公開了一種紅光發(fā)射稀土長余輝磷光體，其組成為Y2O2S:Sm，Mg，Ti。用氧化釔和硫做基質(zhì)原料，碳酸鈉做助熔劑，稀土釤離子為激發(fā)劑，鎂、鈦離子為共激發(fā)劑，活性炭做還原劑，該材料其發(fā)光性能與鋁酸鹽材料相差較遠(yuǎn)，有待進(jìn)一步提高，距離實(shí)際應(yīng)用尚遠(yuǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對背景技術(shù)中存在的不足和缺陷，提供一種Eu3+激發(fā)的紅色La2O2S長余輝發(fā)光材料及其制備方法，該材料在紫外線或者日光下激發(fā)呈現(xiàn)出鮮艷的橙紅色，且其制備方法簡便，其發(fā)光性能有很大提高，具有實(shí)用性。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明La2O2S紅色長余輝發(fā)光材料的化學(xué)組成式為La2O2S:xEu，Mg，R，其中x＝0.5％-4.0％，R選自Ti、Zr、Nb中的一種。其晶體結(jié)構(gòu)為六方結(jié)構(gòu)，其化學(xué)式為La2O2S，使用Eu3+作為激發(fā)劑，Mg2+，Zr4+，Ti4+，Nb5+為共激發(fā)劑，在碳還原氣氛下高溫煅燒獲得紅色長余輝發(fā)光材料。
本發(fā)明發(fā)光材料可摻入塑料、樹脂、油墨或者油漆中，直接制成或涂覆形成的裝飾物或標(biāo)志類上，經(jīng)日光燈或自然光照射而成為發(fā)光顯示體。
本發(fā)明La2O2S紅色長余輝發(fā)光材料是通過高溫固相反應(yīng)工藝來制備的，首先將La2O3、S、4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O，以及助熔劑Na2CO3、Li2CO3充分混合，再加入Eu2O3粉體和ZrO2粉體混合燒成，燒結(jié)在弱還原氣氛中進(jìn)行，燒成后物料經(jīng)過粉碎、洗滌并過篩，即得到相應(yīng)粒度的La2O2S紅色長余輝發(fā)光粉體。
以下對本發(fā)明方法進(jìn)一步說明，具體步驟如下(1)進(jìn)行原料配比，原料采用化學(xué)純的La2O3、S、4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O、Eu2O3、ZrO2、Na2CO3、Li2CO3，按其化學(xué)式中的摩爾比組分進(jìn)行配比；(2)將上述原料濕法球磨4小時(shí)，使粉料混合均勻，球磨混合時(shí)采用乙醇、丙酮這些有機(jī)溶劑作為球磨介質(zhì)，球磨后出料并烘干；(3)用碳粉作為還原劑，將上述混合物裝入坩堝中，在其周圍放置一個(gè)裝有少量碳粉的坩堝，并將二者一起放入密閉的氧化鋁的坩堝中。然后在1200℃高溫爐中灼燒4小時(shí)，取出冷卻后熱水洗滌，粉碎過篩得La2O2S紅色長余輝發(fā)光材料。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，本發(fā)明為紅色，由于市場上發(fā)光分體顏色只有黃綠色和藍(lán)綠色，因此，擴(kuò)大了長余輝發(fā)光材料的應(yīng)用范圍。相比已經(jīng)有的Y2O2S:Sm，Mg，Ti紅色長余輝發(fā)光材料，本發(fā)明具有更長的余輝和更強(qiáng)的亮度，且原材料也更易獲得。相比以往的硫化物，本發(fā)明無毒無輻射，穩(wěn)定性好。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合本發(fā)明的內(nèi)容提供以下實(shí)施例，實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的陳述。
實(shí)施例1 X＝0.5％，R為Ti，La2O2S:Eu，Mg，Ti長余輝發(fā)光材料首先將La2O3、S、4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O，以及助熔劑Na2CO3、Li2CO3充分混合，再加入Eu2O3粉體和TiO2粉體。
將上述配料在乙醇介質(zhì)中研細(xì)混合均勻烘干后，裝入氧化鋁坩堝，放入高溫爐中在1200℃煅燒4小時(shí)，冷卻，再將燒成物粉碎，熱水多次洗滌，200目篩網(wǎng)過篩，制得實(shí)例材料。
該實(shí)例材料外觀呈灰白色。用XRD測試，表明其結(jié)構(gòu)為六方結(jié)構(gòu)，其主要化合物為La2O2S。根據(jù)其主要化合物，確定材料的化學(xué)表示式La2O2S:Eu，Mg，Ti。經(jīng)太陽光或紫外線照射后，可見明顯的紅色余輝發(fā)光，該材料在人眼能夠分辨的發(fā)光亮度(0.32mcd/m2)以上也能夠持續(xù)發(fā)光。為了比較方便，將5分鐘后材料的余輝亮度定為100。對該實(shí)例材料進(jìn)行光譜測試，它的發(fā)射波長位于538nm，584nm，622nm處，肉眼觀測為紅橙色。
實(shí)施例2、X＝0.5％，R為Zr，La2O2S:Eu，Mg，Zr長余輝發(fā)光材料首先將La2O3、S、4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O，以及助熔劑Na2CO3、Li2CO3充分混合，再加入Eu2O3粉體和ZrO2粉體。
將上述配料在乙醇中研細(xì)混合均勻烘干后，裝入氧化鋁坩堝，放入高溫爐中在1200℃煅燒4個(gè)小時(shí)，冷卻，再將燒成物粉碎，多次熱水洗滌，200目篩網(wǎng)過篩，制得實(shí)例材料。
該實(shí)例材料外觀呈灰白色。用XRD測試，表明其結(jié)構(gòu)為六方結(jié)構(gòu)，其相組成為La2O2S。經(jīng)太陽光或紫外線照射后，在暗處呈現(xiàn)出紅色余輝發(fā)光；當(dāng)光源移走后，該材料在人眼能夠分辨的發(fā)光亮度(0.32mcd/m2)以上還能夠持續(xù)發(fā)光。對實(shí)例材料進(jìn)行光譜測試，它的發(fā)射波長位于538nm，584nm，622nm處，肉眼觀測顏色為紅橙色。5分鐘后測定的余輝亮度為180，高于La2O2S:Eu，Mg，Ti長余輝發(fā)光材料。
實(shí)施例3 X＝4％，R為Zr，La2O2S:Eu，Mg，Zr長余輝發(fā)光材料首先將La2O3、S、4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O，以及助熔劑Na2CO3、Li2CO3充分混合，再加入Eu2O3粉體和ZrO2粉體。
將上述配料在乙醇介質(zhì)中研細(xì)混合均勻，出料后烘干，裝入氧化鋁坩堝，放入高溫爐中在1200℃煅燒4小時(shí)，冷卻，再將燒成物粉碎，熱水洗滌，200目篩網(wǎng)過篩，制得實(shí)例材料。
該實(shí)例材料外觀呈灰白色。用XRD測試，表明其結(jié)構(gòu)為六方結(jié)構(gòu)，其主要化合物為La2O2S。根據(jù)其主要化合物，確定材料的化學(xué)表示式La2O2S:Eu，Mg，Zr。經(jīng)太陽光或紫外線照射后，呈現(xiàn)出紅色余輝發(fā)光，當(dāng)光源移走后，該材料在人眼能夠分辨的發(fā)光亮度(0.32mcd/m2)以上還能夠持續(xù)發(fā)光。對實(shí)例材料進(jìn)行光譜測試，它的發(fā)射波長也位于538nm，584nm，622nm處。但該材料在622nm處的發(fā)射峰強(qiáng)度高于實(shí)施例1中同樣的位置，因此肉眼觀測顏色為紅色。該粉體5分鐘后的余輝亮度為200，高于實(shí)施例1和實(shí)施例2。
實(shí)施例4 X＝0.5％，R為Nb，La2O2S:Eu，Mg，Nb長余輝發(fā)光材料首先將La2O3、S、4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O，以及助熔劑Na2CO3、Li2CO3充分混合，再加入Eu2O3粉體和Nb2O5粉體。
將上述配料在乙醇介質(zhì)中研細(xì)混合均勻烘干后，裝入氧化鋁坩堝，放入高溫爐中在1200℃煅燒4小時(shí)，冷卻，再將燒成物粉碎，水洗，200目篩網(wǎng)過篩，制得實(shí)例材料。
該實(shí)例材料外觀呈灰白色。用XRD測試，表明其結(jié)構(gòu)為六方結(jié)構(gòu)，其主要化合物為La2O2S。根據(jù)其主要化合物，確定材料的化學(xué)表示式La2O2S:Eu，Mg，Nb。經(jīng)太陽光或紫外線照射后，可見明顯的紅色余輝發(fā)光，當(dāng)光源移走后，其余輝發(fā)光強(qiáng)度值大約為150，明顯高于R＝Ti的材料，但略低于實(shí)施例2中的材料。該材料在人眼能夠分辨的發(fā)光亮度(0.32mcd/m2)以上也能夠持續(xù)發(fā)光。對該實(shí)例材料進(jìn)行光譜測試，它的發(fā)射波長位于538nm，584nm，622nm處，肉眼觀測為紅橙色。
實(shí)施例5 X＝2％，R為Zr，La2O2S:Eu，Mg，Zr長余輝發(fā)光材料首先將La2O3、S、4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O，以及助熔劑Na2CO3、Li2CO3充分混合，再加入Eu2O3粉體和ZrO2粉體。
將上述配料在乙醇介質(zhì)中研細(xì)混合均勻，出料后烘干，裝入氧化鋁坩堝，放入高溫爐中在1200℃煅燒4小時(shí)，冷卻，再將燒成物粉碎，熱水洗滌，200目篩網(wǎng)過篩，制得實(shí)例材料。
該實(shí)例材料外觀呈灰白色。用XRD測試，表明其結(jié)構(gòu)為六方結(jié)構(gòu)，其主要化合物為La2O2S。根據(jù)其主要化合物，確定材料的化學(xué)表示式La2O2S:Eu，Mg，Zr。經(jīng)太陽光或紫外線照射后，呈現(xiàn)出紅色余輝發(fā)光，當(dāng)光源移走后，該材料在人眼能夠分辨的發(fā)光亮度(0.32mcd/m2)以上還能夠持續(xù)發(fā)光。對實(shí)例材料進(jìn)行光譜測試，它的發(fā)射波長也位于538nm，584nm，622nm處，肉眼觀測顏色為紅色。該粉體5分鐘后的余輝亮度為190，高于實(shí)施例1、2和實(shí)施例5，但略低于實(shí)施例3。
權(quán)利要求
1.一種La2O2S紅色長余輝發(fā)光材料，其特征在于，化學(xué)式為La2O2SXEu，Mg，R，其中X＝0.5％-4.0％，R選自Ti、Zr、Nb中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的La2O2S紅色長余輝發(fā)光材料，其特征是，晶體結(jié)構(gòu)為六方結(jié)構(gòu)，其化學(xué)式為La2O2S，使用Eu3+作為激發(fā)劑，Mg2+，Zr4+，Ti4+，Nb5+為共激發(fā)劑，在碳還原氣氛下高溫煅燒獲得紅色長余輝發(fā)光材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的La2O2S紅色長余輝發(fā)光材料，其特征是，摻入塑料、樹脂、油墨或者油漆中，直接制成或涂覆形成的裝飾物或標(biāo)志類上，經(jīng)日光燈或自然光照射而成為發(fā)光顯示體。
4.一種La2O2S紅色長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，通過高溫固相反應(yīng)工藝來制備，首先將La2O3、S、4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O，以及助熔劑Na2CO3、Li2CO3充分混合，再加入Eu2O3粉體和ZrO2粉體混合燒成，燒結(jié)在弱還原氣氛中進(jìn)行，燒成后物料經(jīng)過粉碎并過篩，熱水洗滌即得到相應(yīng)粒度的發(fā)光粉體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的La2O2S紅色長余輝發(fā)光材料的制備方法，以下對本發(fā)明方法作進(jìn)一步限定，具體步驟如下(1)進(jìn)行原料配比，原料采用化學(xué)純的La2O3、S、4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O、Eu2O3、ZrO2、Na2CO3、Li2CO3，按其化學(xué)式中的摩爾比組分進(jìn)行配比；(2)將上述原料濕法球磨4小時(shí)，使粉料混合均勻，球磨混合時(shí)采用乙醇、丙酮這些有機(jī)溶劑作為球磨介質(zhì)，球磨后出料并烘干；(3)用碳粉作為還原劑，將上述混合物裝入坩堝中，在其周圍放置一個(gè)裝有少量碳粉的坩堝，并將二者一起放入密閉的氧化鋁的坩堝中，然后在1200℃高溫爐中灼燒4小時(shí)，取出冷卻后熱水洗滌，粉碎過篩得La2O2S紅色長余輝發(fā)光材料。
全文摘要
一種La
文檔編號C09K11/84GK1563273SQ200410017538
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月8日
發(fā)明者常程康, 毛大立, 王璐 申請人:上海交通大學(xué)