[发明专利]一种Li+共掺提高硅酸盐荧光粉长余辉特性的方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土发光材料技术领域，具体涉及一种一种Li⁺共掺提高硅酸盐荧光粉长余辉特性的方法，更确切的说提供一种通过共掺Li⁺提高Sr₂MgSi₂O₇:xEu²⁺,yDy³⁺荧光粉长余辉特性的方法。

背景技术

长余辉荧光粉又称蓄光性荧光粉，其本质上是一种光致发光材料，他是一类吸收能量如可见光，紫外光，X-ray等，并在激发停止后在室温下仍可继续发出光的物质，他能将能量储存在能陷里，是一种具有应用前景的材料。具有持久发光特性的荧光粉是环保且能够将能源经济化的材料，在安全标志，交通标志以及自我发光工艺上具有广泛应用前景。

目前使用的长余辉发光材料主要有三大类：一类是传统的硫化物系列长余辉发光材料，一类是铝酸盐体系长余辉发光材料，第三类是硅酸盐体系长余辉发光材料。与传统的硫化物长余辉材料相比，铝酸盐体系长余辉发光材料具有余辉亮度高，余辉长的优点，且对人体健康及环境都不会产生危害。但这类材料耐水性较差，需在颗粒表面进行物理化学修饰，以提高其稳定性，并且蓝色发光的长余辉性能不佳，在一定程度上限制了铝酸盐发光材料的应用。而硅酸盐体系发光材料作为一种新型的长余辉发光材料在近年来越来越受到人们的关注。与传统的铝酸盐体系和硫化物体系相比，硅酸盐体系具有更好的化学稳定性，热稳定性，耐水性强，与陶瓷基体相容性好等优点，而且二氧化硅原料价廉、易得，硅酸盐体系煅烧温度比铝酸盐低100℃以上，因而具有广泛的应用前景。而Sr₂MgSi₂O₇:xEu²⁺,yDy³⁺发光材料是铝酸盐体系中的典型代表，同时也是蓝色发光长余辉性能最好的材料之一。目前所制备的Sr₂MgSi₂O₇:xEu²⁺,yDy³⁺长余辉发光材料具有化学性能稳定，耐水性强的优点，但是整体的发光性能尚未达到铝酸盐发光材料来的水平，这在很大程度上限制了Sr₂MgSi₂O₇:xEu²⁺,yDy³⁺长余辉发光材料的进一步应用。因此，本领域迫切需要开发一种能有效提高Sr₂MgSi₂O₇:xEu²⁺,yDy³⁺荧光粉余晖强度和余晖时间的方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种用Li⁺进行共掺来有效提高Sr₂MgSi₂O₇:xEu²⁺,yDy³⁺荧光粉余晖强度和余晖时间的方法。当Li⁺共掺时，Li⁺会取代Sr²⁺格位形成Li‵_Sr并带一价负电荷，这样会相应的产生带正电荷的氧空位来补足电荷差异，而产生的氧空位会作为陷阱捕获处于激发态上的电子和空穴，由于热能的原因，被捕获的电子和空穴会被逐渐释放，两者重新结合，释放出磷光，这就是长余辉。而随着Li⁺的掺杂，氧空位不断的增加，被捕获的电子也不断增加，这样就有效的提高了长余辉时间。此外，Li⁺做电荷补偿，使三价Dy³⁺取代二价Sr²⁺时电荷得到补偿平衡。Li⁺还可以做助熔剂，可以有效的改善晶体的结晶度并且扩大晶体的颗粒尺寸，从而完善结晶，最终提高长余辉发光强度。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

一方面，本发明提供一种提高硅酸盐荧光粉的长余辉特性的方法，该方法是通过在高硅酸盐中共掺Li⁺来提高硅酸盐荧光粉长余辉特性，其中，Li⁺共掺硅酸盐荧光粉的组成为下式所示：

Sr₂MgSi₂O₇:xEu²⁺yDy³⁺zLi⁺

其中x、y、z的取值范围分别为0.005≤x≤0.03、0.01≤y≤0.05和0.015≤z≤0.03。