[发明专利]一种Yb2+掺杂的新型长余辉发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种长余辉发光材料，具体地说是一种Yb²⁺掺杂的新型长余辉发光材料及其制备方法。 

背景技术

长余辉发光材料具有独特的储能、发光特性，该材料在光照后可将能量储存起来，之后再慢慢释放，可以长时间持续发光，是一种无污染的冷光源，可在夜视或者无照明条件下起指示和标志作用。 

随着人们对环保节能的日益重视，长余辉发光材料的应用领域也不断扩大，被广泛使用在应急显示、交通标示、夜光表、织物印花等领域，由其制成的发光涂料可作为夜光公路行车道漆（交通运输）；在安全标识、防伪、室内装饰、广告牌及工艺美术等领域也有着巨大的应用前景。另外，其还可制成发光玻璃、发光玉石、发光搪瓷等，这些都将成为长余辉发光材料应用的新领域。同时在大屏幕彩色显示板、X射线增感屏、信息存储等领域具有极大的应用潜力。长余辉发光材料已经成为人们日常生活中不可缺少的材料。 

研究较早的长余辉发光材料主要是硫化物，其缺点是易水解、稳定性较差，发光强度及余辉性能不太理想。二十世纪60年代末以来，稀土离子激活的以Eu2+为发光中心的碱土金属铝酸盐体系长余辉发光材料得到广泛的研究，该体系与硫化物类材料相比，虽然具有发光亮度高，余辉时间尚可，不含放射性元素、安全可靠等优点，但由于其生产成本较高，限制了该类材料的市场应用。 

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种低成本且余辉时间更长的Yb²⁺掺杂的新型长余辉发光材料，以拓宽长余辉材料的应用范围。 

本发明的目的之二就是提供Yb²⁺掺杂的长余辉发光材料的制备方法。 

本发明的目的是这样实现的： 

Yb²⁺掺杂的长余辉发光材料如式（Ⅰ）所示， 

M_(1-a-b)Al₂O₄:aYb²⁺,bDy³⁺   （Ⅰ） 

式中： 

M是Ca、Sr、Ba中的一种；0.001≤a≤0.01，0≤b≤0.01。 

所述的Yb²⁺掺杂的长余辉发光材料制备方法包括： 

a、按化学计量比称取MCO₃，Al₂O₃，Yb₂O₃，Dy₂O₃； 

b、前述原料放入球磨罐内，添加无水乙醇进行球磨混合，调整球磨罐的转速为200r/min，球磨时间为3～6h； 

c、将球磨后的原料置于热空气消毒箱内干燥3h，干燥后将原料研磨成粉末； 

d、将所得粉末置于高温管式炉中，高纯NH₃条件下，1300-1450℃煅烧2～4h，自然降温至室温，取出、研磨即可。 

本发明选择适宜的制备方法，成功将Yb³⁺还原为可发光的Yb²⁺，从而制得以Yb²⁺为发光中心的铝酸盐基长余辉发光材料，其不仅实现了人们对长余辉发光材料选择的多样性，而且，与以Eu²⁺为发光中心的铝酸盐基长余辉发光材料相比具有更长的余辉时间；同时，现有技术中使用的铕是最常用的稀土发光中心，由于使用量大导致价格较高，本发明所用原料Yb₂O₃价格较便宜，可有效降低长余辉发光材料的成本，使得该长余辉发光材料具有更好的应用价值。 

附图说明

图1是本发明实施例1中1#样品粉末的发射光谱图。 

图2是本发明实施例1中1#样品粉末在365nm紫外光照射20min后的余辉曲线图。 

图3是本发明实施例2中2#样品粉末的发射光谱图。 

图4是本发明实施例2中2#样品粉末在365nm紫外光照射20min后的余辉曲线图。 

图5是3#样品粉末、2#样品粉末和1#样品粉末分别在365nm紫外光激发15min后在20min内所拍摄的照片图。 

图6是本发明实施例4中4#样品粉末的发射光谱图。 

具体实施方式

下面的实施例是为了进一步阐明本发明的工艺过程特征而非限制本发明。 

实施例1