專利名稱：：長(zhǎng)余輝夜光材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是一種新型夜光材料，特別涉及一種氫氧鋁酸鹽型長(zhǎng)余輝夜光材料及其制造工藝技術(shù)。傳統(tǒng)的夜光材料是硫化物類熒光粉，如ZnSCu、Er(發(fā)黃綠光)，CaSrSBi(發(fā)蘭色光)，ZnCdSCu(發(fā)黃橙光)，CaSBi(發(fā)蘭紫光)。這類材料由于其夜光時(shí)間短，亮度低，再加之硫化物的不穩(wěn)定性，在目光下由于紫外線作用會(huì)發(fā)生分解而變黑，為提高材料的發(fā)光亮度和夜光時(shí)間添加了放射性元素，如鈷、鐳、氚，這勢(shì)必帶來(lái)了環(huán)境污染，因此使用受到極大的限制，主要用于鐘表、儀表和軍事特殊部門，一直未能廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，稀土離子銪(Eu)激活的鋁酸鹽型夜光材料先后被報(bào)道，如中國(guó)專利公開(kāi)CN1053807、ACN1084535A和CN1115779A以及美國(guó)專利5424006，這些專利公開(kāi)材料介紹了一種新型堿土鋁酸鹽型夜光材料，開(kāi)辟了新型夜光材料領(lǐng)域。本發(fā)明提出了一種以氫氧鋁酸鹽為基質(zhì)的新型夜光材料，并在此基質(zhì)上發(fā)現(xiàn)了多種離子的共激活作用，以及鈣、鎂、鋇、鋅、鎘和鈷對(duì)發(fā)光顏色的改變特性。此材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)表示式為(Sr1-zMz)1-X-YAl3O5(OH)Eux、M′yM是選自CaMgBaZnCd中一種離子或一種以上離子組合，M′是選自LaCePrNdDyErCoAgCuFeSb一種離子或一種以上離子組合，X為摩爾數(shù)0.001-0.1，Y為摩爾數(shù)0-0.1(對(duì)于LaCePrNdDyEr)；0-0.02(對(duì)于CoAgCuFeSb)，Z為摩爾數(shù)0-0.4(對(duì)于MgBaZnCd)；0-0.9(對(duì)于Ca)。該材料的合成工藝為按一定摩爾比例(或重量比例)稱取上述化學(xué)式中的元素或離子的化合物原料(如氧化物、碳酸鹽、氫氧化物)，將原料經(jīng)研磨機(jī)研細(xì)混均后，制得夜光材料的混合原料，將混合原料裝入坩堝(氧化鋁或石英坩堝)放入高溫爐或遂道窯中，其燒結(jié)工藝可按下述方法進(jìn)行1)混合原料直接經(jīng)高溫爐燒結(jié)，通入NH3，流量在0.1-15升/分，于1300-1550℃高溫?zé)Y(jié)2-10小時(shí)；2)混合原料經(jīng)1000-1300℃高溫爐初燒2-6小時(shí)，再經(jīng)高溫爐，通入NH3，流量在0.1-15升/分，于1300-1550℃燒結(jié)1.5-8小時(shí)，另外在材料原料混合時(shí)，加入硼酸0.5-10％重量比做為助熔劑，燒結(jié)后的材料經(jīng)冷卻，破碎研細(xì)后，170目篩網(wǎng)過(guò)篩后，便制得了夜光材料。下面給出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一、SrAl3O5(OH)Eu和SrAl3O5(OH)Eu、Pr材料的合成及基質(zhì)結(jié)構(gòu)按例1和例2所述的材料配比和工藝方法，制備出了新型夜光材料，對(duì)材料進(jìn)行X射線衍射分析，得出如圖1所列衍射譜線，經(jīng)與表1所給出的SrAl3O5(OH)的X射線衍射卡片的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，基本吻合，所制備的新型夜光材料確認(rèn)為SrAl3O5(OH)Eu、Pr型夜光材料，其發(fā)光基質(zhì)主要為SrAl3O5(OH)結(jié)構(gòu)。表1SrAl3O5(OH)結(jié)構(gòu)的x射線衍射數(shù)據(jù)</tables>接表1</tables>二、SrAl3O5(OH)Eu、Pr的發(fā)射光譜和激發(fā)光譜圖2和圖3分別給出了SrAl3O5(OH)Eu.Pr材料的發(fā)射光譜和激發(fā)光譜，其材料經(jīng)380nm紫外光激發(fā)下，發(fā)射光譜為450-520處的寬帶發(fā)射譜，峰值500nm；激發(fā)光譜為監(jiān)測(cè)500nm處，是280-460nm的寬帶吸收譜，峰值在360-410nm，這說(shuō)明該材料對(duì)短波可見(jiàn)光具有很強(qiáng)的吸收能力。三、SrAl3O5(OH)Eu、Pr和SrAl3O5(OH)Eu的長(zhǎng)余輝夜光特性圖4給出了SrAl3O5(OH)Eu、Pr和SrAl3O5(OH)Eu夜光特性曲線，該材料置于直徑5Omm，深5mm的圓盤中，經(jīng)37O0lx照度的熒光燈泡光源照射1O分鐘，用LS-100MINOTA輝度計(jì)，測(cè)試其發(fā)光亮度隨時(shí)間數(shù)據(jù)，進(jìn)行雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)處理，其曲線基本為一條直線，達(dá)到人肉眼可識(shí)別的發(fā)光亮度0.3mcd/m2時(shí)間1200分鐘以上。另外從圖4給出的SrAl3O5(OH)Eu夜光特性曲線可以看出Pr的共激活作用，SrAl3O5(OH)Eu的材料達(dá)0.32mcd/m2發(fā)光亮度時(shí)間為500分鐘。(接6頁(yè)表2)實(shí)例1Sr0.99Al3O5(OH)Eu0.01的合成按下述原料和重量稱取SrCO3146.1克Al2O3153.0克Al(OH)37.8克NaOH0.8克Eu2O31.76克H3BO311.7克上述原料均為分析純以上試劑，其中Eu2O3為光譜純將原料充分研細(xì)混均后，制成夜光材料的原料，將原料放入氧化鋁坩堝中置于1380℃高溫爐中，通入氨氣(NH3)，流量3升/分，燒結(jié)5小時(shí)，取出破碎、研細(xì)，170目篩網(wǎng)過(guò)篩，即得成品。實(shí)例2Sr0.95Al3O5(OH)Eu0.01、Pr0.04的合成按下述原料和重量稱取SrCO3141.7克Al2O3153.0克Al(OH)37.8克NaOH0.8克Eu2O31.76克P6O116.36克H3BO311.7克上述原料均為分析純以上試劑，其中Eu2O3為光譜純，將原料充分研細(xì)混均后，制成夜光材料的原料，將原料放入氧化鋁坩堝中置于1200℃高溫爐初燒結(jié)3小時(shí)，后又置入1360℃高溫爐中，通入氨氣(NH3)，流量5升/分，燒結(jié)4小時(shí)，取出破碎、研細(xì)，170目篩網(wǎng)過(guò)篩，即得成品。圖1Sr0.95Al3O5(OH)Eu0.01、Pr0.04的X射線衍射譜圖2Sr0.95Al3O5(OH)Eu0.01、Pr0.04的發(fā)射光譜(380nm光激發(fā))圖3Sr0.95Al3O5(OH)Eu0.01、Pr0.04的激發(fā)光譜(監(jiān)測(cè)500nm)圖4◆Sr0.99Al3O5(OH)Eu0.01的長(zhǎng)余輝特性■Sr0.95Al3O5(OH)Eu0.01、Pr0.04的長(zhǎng)余輝特性權(quán)利要求1.一種新型長(zhǎng)余輝夜光材料，其特征是化學(xué)結(jié)構(gòu)表示式(Sr1-zMz)1-X-YAl3O5(OH)Eux、M′yM是選自CaMgBaZnCd中一種離子或一種以上離子組合，M′是選自LaCePrNdDyErCoAgCuFeSb一種離子或一種以上離子組合，X為摩爾數(shù)0.001-0.1，Y為摩爾數(shù)0-0.1(對(duì)于LaCePrNdDyEr)；0-0.02(對(duì)于CoAgCuFeSb)，Z為摩爾數(shù)0-0.4(對(duì)于MgBaZnCd)；0-0.9(對(duì)于Ca)，2.如權(quán)要求書1所述長(zhǎng)余輝夜光材料，其制造燒結(jié)工藝1)混合原料直接經(jīng)高溫爐燒結(jié)，通入NH3，流量在0.1-15升/分，于1300-1550℃高溫?zé)Y(jié)2-10小時(shí)；2)混合原料經(jīng)1000-1300℃高溫爐初燒2-6小時(shí)，再經(jīng)高溫爐，通入NH3，流量在0.1-15升/分，于1300-1550℃燒結(jié)1.5-8小時(shí)，3.如權(quán)力要求書1所述的長(zhǎng)余輝夜光材料，其特征主要是基質(zhì)結(jié)構(gòu)為SrAl3O5(OH)，4.如權(quán)利要求書1所述的長(zhǎng)余輝夜光材料，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為SrAl3O5(OH)Eu，5.如權(quán)利要求書1所述的長(zhǎng)余輝夜光材料，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為；SrAl3O5(OH)Eu、Pr，6.如權(quán)利要求書1所述的長(zhǎng)余輝夜光材料，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為SrAl3O5(OH)Eu、Dy，7.如權(quán)利要求書1所述的長(zhǎng)余輝夜光材料，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為SrAl3O5(OH)Eu、Pr、La，8.如權(quán)利要求書1所述的長(zhǎng)余輝夜光材料，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為SrAl3O5(OH)Eu、Pr、Co，9.如權(quán)利要求書1所述的長(zhǎng)余輝夜光材料，其Ca取代Sr的摩爾數(shù)0.8-0.1，材料的發(fā)光顏色可呈現(xiàn)紫色、蘭色、綠色、黃色、橙色變化。全文摘要本發(fā)明提出一種以氫氧鋁酸鹽為基質(zhì)的新型長(zhǎng)余輝夜光材料，該材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)表示式為(Sr文檔編號(hào)C09K11/77GK1157312SQ9610290公開(kāi)日1997年8月20日申請(qǐng)日期1996年2月16日優(yōu)先權(quán)日1996年2月16日發(fā)明者肖志國(guó)申請(qǐng)人:肖志國(guó)