專利名稱：一種陰極射線發光材料的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種用于制備彩色顯像管(CPT)、彩色顯示管(CDT)所需的陰極射線發光材料的方法，特別涉及一種采用銪作為激活劑的陰極射線紅色發光材料的制備方法。
背景技術：
硫氧化釔銪作為彩色顯像管用紅色發光材料，應用已達30多年；其發光效率高、化學穩定性好、余暉適當以及良好的色純得到人們的推崇。
眾所周知，硫氧化釔銪中的激活材料氧化銪，長期以來，該紅色發光材料價格居高不下。硫氧化釔銪中除了三價銪離子作為激活劑外，還有三價鋱離子起到敏化劑作用。長期以來，紅色發光材料的發光色坐標與其材料中的銪添加量息息相關，即銪添加量與色坐標x值成正比關系；也就是說要想使得紅色材料發光更紅，則銪添加量就要更多；通常要使該紅色材料的發光色坐標達到x0.660±0.003；y0.340±0.003。如何降低硫氧化釔銪中的激活材料氧化銪的用量，或用廉價的稀土部分替代氧化銪的用量是人們一直關注的問題。
現有技術中，激活劑三價銪離子的添加量必須達到7.3％以上(Eu/Y2O3)，才可達到發光要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種陰極射線發光材料的制備方法，降低生產成本，節約材料。
本發明的技術方案是這樣實現的首先向鋱氧化釔中加入占其鋱氧化釔重量百分比6.1-7.0％的氧化銪，0.1-0.4％的氧化釤，40-50％的硫磺，50-60％的碳酸鈉，5-15％的磷酸鋰，進行混合，混合時間為1～3小時，制得生料；將混合均勻的生料裝入高純氧化鋁坩堝，并在生料的上部覆蓋一層防氧化劑，進行灼燒，形成粉塊，灼燒溫度為1100-1300℃，時間22-26小時；去除上部的防氧化劑層之后，將粉塊浸入去離子水中，浸泡10～20小時；然后排掉上部所有澄清液；加入去離子水，使粉塊與去離子水以1∶6的重量比，進行攪拌，攪拌時間為2～10小時；待粉塊完全沉降，排掉上部清液，保留下部的粉漿；在粉漿中再次加入去離子水，粉漿與去離子水的重量比1∶6，攪拌均勻呈漿液后，過150±50目尼龍篩，然后繼續將粉漿用去離子水水洗，水洗次數3～5次，直至上清液的pH值為9～11，電導率200μS/cm～400μS/cm為止，將水洗過的粉塊投入酸洗槽中；在酸洗槽中加入鹽酸，使酸洗槽中粉漿溶液鹽酸百分比濃度為2.45～3.68％，粉漿溶液溫度為40～80℃，攪拌2～4小時；排去上清液，加入去離子水，水洗10～30分鐘，靜置1-2小時，排去上清液；再加去離子水攪拌；如此重復水洗四次，直至上清液的電導率10～50μS/cm，脫水后，取出粉塊，將粉塊放入球磨機中，加入氧化鋁球，加入去離子水，使粉塊∶球∶去離子水按重量比＝1∶1∶1，球磨時間2～6小時；球磨結束后，放出粉漿，過100～500目篩，脫水，取出粉塊；將粉體干燥，干燥時間10-20小時；干燥溫度80～220℃；將干燥好的干粉過篩，過篩300～500目，即可制得陰極射線發光材料。
本發明通過改變該發光材料的組成；從而減少了昂貴稀土材料氧化銪的使用量，降低了生產成本、節約材料，減少對稀土資源的消耗。在材料中摻入三價釤離子Sm3+后，可減少三價銪離子Eu3+的理論添加量。激活劑三價銪離子的添加量可以減少到6.7％以下(Eu/Y2O3)，使用量比原來理論添加量節約9％以上。
具體實施例方式
實施例一首先向鋱氧化釔中加入占其鋱氧化釔重量百分比為6.1％的氧化銪，0.4％的氧化釤，50％的硫磺，60％的碳酸鈉，15％的磷酸鋰，進行混合，混合時間為2小時，制得生料；將混合均勻的生料裝入高純氧化鋁坩堝，并在生料的上部覆蓋一層防氧化劑，進行灼燒，形成粉塊，灼燒溫度為1200℃，時間23小時；去除上部的防氧化劑層之后，將粉塊浸入去離子水中，浸泡10小時；排掉上部所有澄清液；加入去離子水，粉塊∶去離子水的重量比＝1∶6，進行攪拌，攪拌時間為2小時；待粉體完全沉降，排掉上部清液，保留下部的粉漿；在粉漿中加入去離子水，粉漿∶去離子水重量比＝1∶6，攪拌均勻呈漿液，過100目尼龍篩，繼續將粉漿用去離子水進行水洗，水洗次數3次，直至上清液的pH值為9，電導率200μS/cm～400μS/cm為止，將水洗過的半干粉塊投入酸洗槽中；在酸洗槽中加入鹽酸，使酸洗槽中粉漿溶液鹽酸的百分比濃度為2.45％，粉漿溶液溫度為40℃，攪拌2小時；排去上清液，加入去離子水，水洗10分鐘，靜置1小時，排去上清液；再加去離子水攪拌；如此重復水洗四次，直至上清液的電導率10μS/cm，脫水后，取出粉塊，將粉塊放入球磨機中，加入氧化鋁球，加入去離子水，使粉塊∶球∶水按重量比＝1∶1∶1，球磨時間4小時；球磨結束后，放出粉漿，過100目篩，脫水，取出粉塊；將粉體干燥，干燥時間10小時；干燥溫度80℃；將干燥好的干粉過篩，過篩300目，即可制得陰極射線發光材料。
實施例二首先向鋱氧化釔中加入占其鋱氧化釔重量百分比為6.5％的氧化銪，0.36％的氧化釤，45％的硫磺，55％的碳酸鈉，10％的磷酸鋰，進行混合，混合時間為2.5小時，制得生料；將混合均勻的生料裝入高純氧化鋁坩堝，并在生料的上部覆蓋一層防氧化劑，形成粉塊，進行灼燒，溫度灼燒為1100℃，時間25小時；去除上部的防氧化劑層之后，將粉塊浸入去離子水中，浸泡15小時；排掉上部所有澄清液；加入去離子水，粉塊∶去離子水重量比＝1∶6，進行攪拌，攪拌時間為8小時；待粉體完全沉降，排掉上部清液，保留下部的粉漿；在粉漿中加入去離子水，粉漿∶去離子水重量比＝1∶6，攪拌均勻呈漿液，過140目尼龍篩，繼續將粉漿進行水洗，水洗次數4次，直至上清液的pH值為10，電導率200μS/cm～400μS/cm為止，將水洗過的半干粉塊投入酸洗槽中；在酸洗槽中加入鹽酸，使酸洗槽中粉漿溶液鹽酸的百分比濃度為2.68％，粉漿溶液的溫度為50℃，攪拌3小時；排去上清液，加入去離子水，水洗15分鐘，靜置2小時，排去上清液；再加去離子水攪拌；如此重復水洗四次，直至上清液的電導率10～50μS/cm，脫水后，取出粉塊，將粉塊放入球磨機中，氧化鋁球，加入去離子水，使粉塊∶球∶水重量比＝1∶1∶1，球磨時間4小時；球磨結束后，放出粉漿，過200目篩，脫水，取出粉塊；將粉體干燥，干燥時間15小時；干燥溫度100℃；將干燥好的干粉過篩，過篩400目，即可制得陰極射線發光材料。
實施例三首先向鋱氧化釔中加入占其鋱氧化釔重量百分比為6.7％的氧化銪，0.32％的氧化釤，55％的硫磺，50％的碳酸鈉，13％的磷酸鋰，進行混合，混合時間為2小時，制得生料；將混合均勻的生料裝入高純氧化鋁坩堝，并在生料的上部覆蓋一層防氧化劑，進行灼燒，溫度灼燒為1300℃，時間26小時；
去除上部的防氧化劑層之后，將粉塊浸入去離子水中，浸泡20小時；排掉上部清液；加入去離子水，粉塊∶去離子水重量比＝1∶6，進行攪拌，攪拌時間為8小時；待粉體完全沉降，排掉上部清液，保留下部粉漿；在粉漿中加入去離子水，粉漿∶去離子水重量比＝1∶6，攪拌均勻呈漿液，過160目尼龍篩，繼續將粉漿進行水洗，水洗次數5次，直至上清液的pH值為11，電導率200μS/cm～400μS/cm為止，將水洗過的半干粉塊投入酸洗槽中；在酸洗槽中加入鹽酸，使酸洗槽中粉漿溶液的鹽酸濃度為3.68％，粉漿溶液的溫度為80℃，攪拌4小時；排去上清液，加入去離子水，水洗30分鐘，靜置1小時，排去上清液；再加去離子水攪拌；如此重復水洗四次，直至上清液的電導率10～50μS/cm，脫水后，取出粉塊，將粉塊放入球磨機中，加入氧化鋁球，加入去離子水，使粉塊∶球∶水重量比＝1∶1∶1，球磨時間6小時；球磨結束后，放出粉漿，過200目篩，脫水，取出粉塊；將粉體干燥，干燥時間 20小時；干燥溫度220℃；將干燥好的干粉過篩，過篩500目，即可制得陰極射線發光材料。
實施例四首先向鋱氧化釔中加入占其鋱氧化釔重量百分比為6.9％的氧化銪，0.4％的氧化釤，50％的硫磺，60％的碳酸鈉，15％的磷酸鋰，進行混合，混合時間為3小時，制得生料；將混合均勻的生料裝入高純氧化鋁坩堝，并在生料的上部覆蓋一層防氧化劑，進行灼燒，形成粉塊，灼燒溫度為1300℃，時間26小時；去除上部的防氧化劑層之后，將粉塊浸入去離子水中，浸泡20小時；排掉上部所有澄清液；加入去離子水，粉塊∶去離子水重量比＝1∶6，進行攪拌，攪拌時間為10小時；待粉體完全沉降，排掉上部清液，保留下部的粉漿；在粉漿中加入去離子水，粉漿∶水的重量比＝1∶6，攪拌均勻呈漿液，過160目尼龍篩，繼續將粉漿進行水洗，水洗次數5次，直至上清液的pH值為10，電導率200μS/cm～400μS/cm為止，將水洗過的半干粉塊投入酸洗槽中；在酸洗槽中加入鹽酸，使酸洗槽中粉漿溶液的鹽酸濃度為3.68％，粉漿溶液的溫度為80℃，攪拌4小時；排去上清液，加入去離子水，水洗30分鐘，靜置2小時，排去上清液；再加去離子水攪拌；如此重復水洗四次，直至上清液的電導率10～50μS/cm，脫水后，取出粉塊，將粉塊放入球磨機中，加入氧化鋁球、加入去離子水，使粉塊∶球∶水的重量比為1∶1∶1，球磨時間6小時；球磨結束后，放出粉漿，過300目篩，脫水，取出粉塊；將粉體干燥，干燥時間20小時；干燥溫度220℃；將干燥好的干粉過篩，過篩400目，即可制得陰極射線發光材料。
權利要求
1.一種陰極射線發光材料的制備方法，其特征在于，首先向鋱氧化釔中加入占其鋱氧化釔重量百分比6.1-7.0％的氧化銪，0.1-0.4％的氧化釤，40-50％的硫磺，50-60％的碳酸鈉，5-15％的磷酸鋰，進行混合，混合時間為1～3小時，制得生料；將混合均勻的生料裝入高純氧化鋁坩堝，并在生料的上部覆蓋一層防氧化劑，進行灼燒，形成粉塊，灼燒溫度為1100-1300℃，時間22-26小時；去除上部的防氧化劑層之后，將粉塊浸入去離子水中，浸泡10～20小時；然后排掉上部所有澄清液；加入去離子水，使粉塊與去離子水以1∶6的重量比，進行攪拌，攪拌時間為2～10小時；待粉塊完全沉降，排掉上部清液，保留下部的粉漿；在粉漿中再次加入去離子水，粉漿與去離子水的重量比1∶6，攪拌均勻呈漿液后，過150±50目尼龍篩，然后繼續將粉漿用去離子水水洗，水洗次數3～5次，直至上清液的pH值為9～11，電導率200μS/cm～400μS/cm為止，將水洗過的粉塊投入酸洗槽中；在酸洗槽中加入鹽酸，使酸洗槽中粉漿溶液鹽酸百分比濃度為2.45～3.68％，粉漿溶液溫度為40～80℃，攪拌2～4小時；排去上清液，加入去離子水，水洗10～30分鐘，靜置1-2小時，排去上清液；再加去離子水攪拌；如此重復水洗四次，直至上清液的電導率10～50μS/cm，脫水后，取出粉塊，將粉塊放入球磨機中，加入氧化鋁球，加入去離子水，使粉塊∶球∶去離子水按重量比＝1∶1∶1，球磨時間2～6小時；球磨結束后，放出粉漿，過100～500目篩，脫水，取出粉塊；將粉體干燥，干燥時間10-20小時；干燥溫度80～220℃；將干燥好的干粉過篩，過篩300～500目，即可制得陰極射線發光材料。
2.根據權利要求1所述的一種陰極射線發光材料的制備方法，其特征在于，首先向鋱氧化釔中加入占其鋱氧化釔重量百分比為6.1％的氧化銪，0.4％的氧化釤，50％的硫磺，60％的碳酸鈉，15％的磷酸鋰，進行混合，混合時間為2小時，制得生料；將混合均勻的生料裝入高純氧化鋁坩堝，并在生料的上部覆蓋一層防氧化劑，進行灼燒，形成粉塊，灼燒溫度為1200℃，時間23小時；去除上部的防氧化劑層之后，將粉塊浸入去離子水中，浸泡10小時；然后排掉上部所有澄清液；加入去離子水，粉塊∶水的重量比＝1∶6，進行攪拌，攪拌時間為2小時；待粉體完全沉降，排掉上部清液，保留下部的粉漿；在粉漿中加入去離子水，粉漿∶去離子水重量比＝1∶6，攪拌均勻呈漿液，過100目尼龍篩，繼續將粉漿用去離子水進行水洗，水洗次數3次，直至上清液的pH值為9，電導率200μS/cm～400μS/cm為止，將水洗過的半干粉塊投入酸洗槽中；在酸洗槽中加入鹽酸，使酸洗槽中粉漿溶液鹽酸的百分比濃度為2.45％，粉漿溶液溫度為40℃，攪拌2小時；排去上清液，加入去離子水，水洗10分鐘，靜置1小時，排去上清液；再加去離子水攪拌；如此重復水洗四次，直至上清液的電導率10μS/cm，脫水后，取出粉塊，將粉塊放入球磨機中，加入氧化鋁球，加入去離子水，使粉塊∶球∶水按重量比＝1∶1∶1，球磨時間4小時；球磨結束后，放出粉漿，過100目篩，脫水，取出粉塊；將粉體干燥，干燥時間10小時；干燥溫度80℃；將干燥好的干粉過篩，過篩300目，即可制得陰極射線發光材料。
3.根據權利要求1所述的一種陰極射線發光材料的制備方法，其特征在于，首先向鋱氧化釔中加入占其鋱氧化釔重量百分比為6.5％的氧化銪，0.36％的氧化釤，45％的硫磺，55％的碳酸鈉，10％的磷酸鋰，進行混合，混合時間為2.5小時，制得生料；將混合均勻的生料裝入高純氧化鋁坩堝，并在生料的上部覆蓋一層防氧化劑，形成粉塊，進行灼燒，溫度灼燒為1100℃，時間25小時；去除上部的防氧化劑層之后，將粉塊浸入去離子水中，浸泡15小時；排掉上部所有澄清液；加入去離子水，粉塊∶水重量比＝1∶6，進行攪拌，攪拌時間為8小時；待粉體完全沉降，排掉上部清液，保留下部的粉漿；在粉漿中加入去離子水，粉漿∶去離子水重量比＝1∶6，攪拌均勻呈漿液，過140目尼龍篩，繼續將粉漿進行水洗，水洗次數4次，直至上清液的pH值為10，電導率200μS/cm～400μS/cm為止，將水洗過的半干粉塊投入酸洗槽中；在酸洗槽中加入鹽酸，使酸洗槽中粉漿溶液鹽酸的百分比濃度為2.68％，粉漿溶液的溫度為50℃，攪拌3小時；排去上清液，加入去離子水，水洗15分鐘，靜置2小時，排去上清液；再加去離子水攪拌；如此重復水洗四次，直至上清液的電導率10～50μS/cm，脫水后，去除粉塊，將粉塊放入球磨機中，氧化鋁球，加入去離子水，使粉塊∶球∶水重量比＝1∶1∶1，球磨時間4小時；球磨結束后，放出粉漿，過200目篩，脫水，取出粉塊；將粉體干燥，干燥時間15小時；干燥溫度100℃；將干燥好的干粉過篩，過篩400目，即可制得陰極射線發光材料。
4.根據權利要求1所述的一種陰極射線發光材料的制備方法，其特征在于，首先向鋱氧化釔中加入占其鋱氧化釔重量百分比為6.7％的氧化銪，0.32％的氧化釤，55％的硫磺，50％的碳酸鈉，13％的磷酸鋰，進行混合，混合時間為2小時，制得生料；將混合均勻的生料裝入高純氧化鋁坩堝，并在生料的上部覆蓋一層防氧化劑，進行灼燒，溫度灼燒為1300℃，時間26小時；去除上部的防氧化劑層之后，將粉塊浸入去離子水中，浸泡20小時；排掉上部清液；加入去離子水，粉塊∶水重量比＝1∶6，進行攪拌，攪拌時間為8小時；待粉體完全沉降，排掉上部清液，保留下部粉漿；在粉漿中加入去離子水，粉漿∶水重量比＝1∶6，攪拌均勻呈漿液，過160目尼龍篩，繼續將粉漿進行水洗，水洗次數5次，直至上清液的pH值為11，電導率200μS/cm～400μS/cm為止，將水洗過的半干粉塊投入酸洗槽中；在酸洗槽中加入鹽酸，使酸洗槽中粉漿溶液的鹽酸濃度為3.68％，粉漿溶液的溫度為80℃，攪拌4小時；排去上清液，加入去離子水，水洗30分鐘，靜置1小時，排去上清液；再加去離子水攪拌；如此重復水洗四次，直至上清液的電導率10～50μS/cm，脫水后，取出粉塊，將粉塊放入球磨機中，加入氧化鋁球，加入去離子水，使粉塊∶球∶水重量比＝1∶1∶1，球磨時間6小時；球磨結束后，放出粉漿，過200目篩，脫水，取出粉塊；將粉體干燥，干燥時間20小時；干燥溫度220℃；將干燥好的干粉過篩，過篩500目，即可制得陰極射線發光材料。
5.根據權利要求1所述的一種陰極射線發光材料的制備方法，其特征在于，首先向鋱氧化釔中加入占其鋱氧化釔重量百分比為6.9％的氧化銪，0.4％的氧化釤，50％的硫磺，60％的碳酸鈉，15％的磷酸鋰，進行混合，混合時間為3小時，制得生料；將混合均勻的生料裝入高純氧化鋁坩堝，并在生料的上部覆蓋一層防氧化劑，進行灼燒，形成粉塊，灼燒溫度為1300℃，時間26小時；去除上部的防氧化劑層之后，將粉塊浸入去離子水中，浸泡20小時；排掉上部所有澄清液；加入去離子水，粉塊∶水重量比＝1∶6，進行攪拌，攪拌時間為10小時；待粉體完全沉降，排掉上部清液，保留下部的粉漿；在粉漿中加入去離子水，粉漿∶水的重量比＝1∶6，攪拌均勻呈漿液，過160目尼龍篩，繼續將粉漿進行水洗，水洗次數5次，直至上清液的pH值為10，電導率200μS/cm～400μS/cm為止，將水洗過的半干粉塊投入酸洗槽中；在酸洗槽中加入鹽酸，使酸洗槽中粉漿溶液的鹽酸濃度為3.68％，粉漿溶液的溫度為80℃，攪拌4小時；排去上清液，加入去離子水，水洗30分鐘，靜置2小時，排去上清液；再加去離子水攪拌；如此重復水洗四次，直至上清液的電導率10～50μS/cm，脫水后，取出粉塊，將粉塊放入球磨機中，加入氧化鋁球、加入去離子水，使粉塊∶球∶水的重量比為1∶1∶1，球磨時間6小時；球磨結束后，放出粉漿，過300目篩，脫水，取出粉塊；將粉體干燥，干燥時間20小時；干燥溫度220℃；將干燥好的干粉過篩，過篩400目，即可制得陰極射線發光材料。
全文摘要
本發明公開了一種陰極射線發光材料的制備方法，首先向鋱氧化釔中加入氧化銪，氧化釤，硫磺，碳酸鈉，磷酸鋰，進行混合，再進行灼燒，去除上部的防氧化劑層之后，將粉塊浸入去離子水中，浸泡，并進行水洗，將半干粉塊投入酸洗槽中；排去上清液，加入去離子水，攪拌；直至上清液的電導率10～50μS/cm，脫水后，去除粉塊，將粉塊球磨，加入去離子水；球磨后，放出粉漿，脫水，取出粉塊；將粉體干燥，即可制得陰極射線發光材料。本發明采用在硫氧化釔銪中摻雜三價釤離子后，可減少三價銪離子的添加量，從而降低成本。摻雜后所形成的新型熒光粉，顆粒均勻、色純純正、發光性能優良，是一種有效發紅光的熒光體，可用于彩色顯像管、顯示管的制造。
文檔編號C09K11/84GK1693419SQ20051004270
公開日2005年11月9日 申請日期2005年5月23日 優先權日2005年5月23日
發明者高原 申請人:彩虹集團電子股份有限公司