[发明专利]一种二次激发型硅铝酸盐长余辉荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，涉及一种二次激发型长余辉发光材料，本发明还涉及该发光材料的制备方法。

背景技术

长余辉发光材料俗称夜光材料，属于是光致发光材料的一种，在太阳光、荧光灯、白炽灯等照射下，能够吸收光线中的能量，并将吸收的能量储存在材料中，然后以发光的形式将储存的能量缓慢释放。长余辉发光材料已被广泛应用于应急指示设备、弱光照明、工艺美术、信息储存和高能射线探测等领域。目前，蓝绿色和黄绿色长余辉材料主要是稀土元素掺杂的铝酸盐和硅酸盐，这两类材料在发光亮度、余辉时间、化学稳定性方面都比传统的硫化物体系的长余辉材料有所提高，其性能已达到实际应用需要并实现工业化生产。但这两类长余辉发光材料受到了材料本身发色单一的限制，难以满足多色化的需要。目前的红色长余辉材料主要包括稀土掺杂的碱土金属硫化物、硫氧化物、碱土金属钛酸盐体系和磷酸盐体系。含硫的红色长余辉材料的余辉和亮度较好，但化学稳定性差，应用受到限制。碱土钛酸盐体系红色长余辉发光材料发光亮度低、余辉时间短。磷酸盐体系红色长余辉材料的成本低廉，但制备大多需要还原性气氛保护，工艺复杂。因此，现在仍需发展性质稳定、余辉性能佳、成本低廉的长余辉发光材料。

目前获得实际应用的长余辉发光材料，主要是Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺，Dy³⁺；CaAl₂O₄:Eu²⁺，Nd³⁺等蓝光长余辉材料，SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺；SrAl₄O₇:Eu²⁺，Dy³⁺；CaAl₄O₇:Tb³⁺，Ce³⁺；Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺，Dy³⁺等蓝绿光长余辉材料，Y₂O₂S:Eu³⁺，Ln³⁺红光长余辉材料，以及传统的硫化物和碱土金属硫化物长余辉材料。因此，仍需要发展颜色更加丰富的长余辉发光材料，开发新型高性能长余辉发光材料很有必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种二次激发型的硅铝酸盐长余辉荧光粉及其制备方法。本发明采用固相化学反应法制备长余辉荧光粉Sr_3+x-aM_1-xAl_2x-b-cSiO_5+4x:aEu²⁺,bDy³⁺,cRE³⁺（M=Ca，Sr，Ba，Zn；RE=Nb,Sm,Tm,Er,Ce,Pr等），该方法操作工艺简便，荧光粉发光和余辉性能良好。

本发明所述的二次激发型荧光粉通过以下技术方案实现，组成为Sr_3+x-aM_1-xAl_2x-b-cSiO_5+4x:aEu²⁺,bDy³⁺,cRE³⁺（M=Ca，Sr，Ba，Zn；RE=Nb,Sm,Tm,Er,Ce,Pr等，0<x<5；0<a<0.8；0<b<0.5；0<c<0.5）。该荧光粉的设计思路是存在两个发光中心，Eu²⁺和RE³⁺，Eu²⁺的发射光谱和RE³⁺的激发光谱重叠，Eu²⁺和RE³⁺之间存在能量传递；外界入射光激发Eu²⁺发光，Eu²⁺的发射光再激发RE³⁺发光，形成二次激发型发光；Eu²⁺和RE³⁺的浓度比决定了发射光的颜色；Eu²⁺和Dy³⁺的比例决定了二次激发型荧光粉的余辉时间。具体步骤如下：