[发明专利]一种红色长余辉荧光粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种红色长余辉荧光粉及其制备方法，旨在提供一种具有红色长余辉发光性能的荧光粉材料，属于荧光粉技术领域。该荧光粉的化学组成通式为Sr_3‑x‑ySiAlO₅Cl₃:xEu²⁺,yRe³⁺，其中Re为Dy，Gd和Nd中的一种或几种组合，x和y的取值范围分别为：0.01≤x≤0.05，0.01≤y≤0.10。该荧光粉的发光中心为Eu²⁺离子，通过引入Dy³⁺，Gd³⁺和Nd³⁺等稀土杂质离子能够有效增强其长余辉效果。本发明提供的长余辉荧光粉具有化学稳定性好、余辉亮度高、余辉时间长等特点，可用于装饰装潢、应急显示等领域。

技术领域

本发明属于荧光粉技术领域，特别是涉及一种红色长余辉荧光粉及其制备方法。

背景技术

发光材料能够从外界吸收各种形式的能量并将其转换为光辐射，发光方式多种多样，发光类型主要有光致发光、阴极射线发光、电致发光、热释发光、辐射发光等。长余辉发光材料又被称为蓄光材料、蓄能发光材料或者夜光材料，在太阳能转换和利用方面具有独特的优势，白天可以将太阳能储存起来，晚上慢慢释放，是一类重要的光-光转换材料和节能材料，学术上称为长磷光荧光体或长时发光材料。长余辉发光材料在工农业生产、军事、消防和人们生活的许多方面得到广泛应用，特别是在安全指示方面，长余辉发光材料可以起到很大的作用。截至目前，长余辉发光材料在建筑装潢、交通运输、军事设施、消防应急以及日用消费品等方面的研究已经很多，出现了多种多样的长余辉发光材料，从单纯的基质发光，到现在的稀土离子掺杂特殊基质的固体材料，其发光的性能也都在不断地提高。对长余辉发光材料基质的研究按时间顺序主要经历了硫化物、铝酸盐、硅酸盐、钛酸盐、硫氧化物等五个阶段。目前对于长余辉发光材料的研究大部分都集中在蓝绿色发光材料方面，而对于红色长余辉荧光粉的研究与报道较少，主要集中在硫化物和硫氧化物系列。

硫化物系列长余辉发光材料具有很长的历史，20世纪初真正实现了工业化生产。硫化物系列长余辉发光材料主要包括硫化锌、硫化钙、硫化钡、硫化锶、硫化镉等，其中硫化锌材料研究最多，应用得也比较广。在以Eu²⁺作为激活剂的硫化物体系中，其红色发射属于Eu²⁺的4f⁶5d¹-4f⁷间电子跃迁发射。如ZnS: Eu²⁺、SrS: Eu²⁺, Er³⁺、Ca_1-xSr_xS: Eu²⁺, Dy³⁺,Er³⁺等。另外，稀土离子Sm³⁺、Yb³⁺激活的硫化钙长余辉材料也可以发出红光。其缺点是发光亮度低、余辉时间短、易潮解。虽然可以添加放射性元素来克服这些缺点，但是放射性元素对人的健康和环境都是有害的，所以在应用中受到了相当程度的限制。

硫氧化物系列长余辉发光材料是一种新型的长余辉发光材料，其基质体系主要是Eu²⁺和Sm³⁺激活的发红光的Y₂O₂S稀土硫氧化物材料。采用高温固相法制备的Y₂O₂S: Eu, Mg,Ti, Gd红色长余辉材料，热处理温度在600℃以下时，材料的发光性能不变；当热处理温度达到800℃时，发光性能缓慢下降；当热处理温度达到1000℃时，主晶相Y₂O₂S变成Y₂O₂SO₄和Y₂O₃，发光性能急剧下降，与硫化物发光材料相比，Y₂O₂S: Eu, Mg, Ti, Gd红色长余辉材料具有较好的热稳定性，但是仍然存在余辉亮度较弱和余辉时间较短的缺点。