專利名稱：橙黃色長余輝發(fā)光材料及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種長余輝發(fā)光材料及生產(chǎn)方法，尤其是一種橙黃色長余輝發(fā)光材料及生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
90年代初期，人們陸續(xù)發(fā)明了鋁酸鹽體系和硅酸鹽體系兩大類長余輝發(fā)光材料，這兩大類長余輝發(fā)光材料在發(fā)光亮度、余輝時(shí)間、化學(xué)穩(wěn)定性方面都比傳統(tǒng)的硫酸鋅體系的長余輝發(fā)光材料有所提高，但這兩大類長余輝發(fā)光材料的發(fā)光顏色一般為黃綠、籃紫、藍(lán)綠，難以滿足需要。以后人們又相繼發(fā)明了紅色、橙紅色長余輝發(fā)光材料以及橙黃色長余輝發(fā)光材料。紅色和橙紅色長余輝發(fā)光材料的化學(xué)組成分別為Ms:Eu，Tm、Ms:Eux，Ay，Bz，可余輝時(shí)間卻只有數(shù)十分鐘、化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，容易水解。橙黃色長余輝發(fā)光材料的化學(xué)組成基本上有兩種一種是ZnS:Mn，Cu，存在著發(fā)光強(qiáng)度低，余輝時(shí)間短、化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、空氣中易分解且易水解等弊病，雖然有的在該材料中添加放射性元素，以增加其發(fā)光亮度及延長余輝時(shí)間，但由于放射性元素對環(huán)境有污染，對人體有傷害，使其在應(yīng)用中受到極大的限制；還有一種就是與本專利申請最接近的技術(shù)，是中國專利申請?zhí)枮?2188548.4，名稱為《橙黃色發(fā)射稀土長余輝磷光體》的專利申請技術(shù)。該專利申請文件所公開的是以硫氧化釔Y2O2S為基質(zhì)，三價(jià)銩離子為激活離子，二價(jià)鎂離子和四價(jià)鈦離子為添加離子，碳酸鈉為助溶劑。其生產(chǎn)方法是在活性炭的還原氣氛下，以1000～1150℃溫度灼燒5～6小時(shí)，產(chǎn)物高溫出爐后，在熱鹽酸中浸泡1.5～2小時(shí)，再用熱水洗滌，干燥后即得產(chǎn)品。盡管此種長余輝磷光體的發(fā)光強(qiáng)度和余輝時(shí)間比所述的ZnS系列產(chǎn)品優(yōu)越，而且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易水解，但是該產(chǎn)品及生產(chǎn)方法卻存在著如下缺點(diǎn)原料中含有價(jià)格昂貴的稀土離子銩，使產(chǎn)品的原料成本高；生產(chǎn)過程中的長時(shí)間高溫加熱，不僅浪費(fèi)大量的能源，而且增加了產(chǎn)品的制造成本；用熱鹽酸浸泡產(chǎn)品的同時(shí)會生成有人體有害的硫化氫氣體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的產(chǎn)品成本高、浪費(fèi)能源，污染環(huán)境等技術(shù)問題，提供一種產(chǎn)品成本低、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的橙黃色長余輝發(fā)光材料及生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種橙黃色長余輝發(fā)光材料，其特征在于化學(xué)組成為aY2O2S∶bTi4+，cMg2+，其中0.9≤a≤0.99摩爾分?jǐn)?shù)，0.01≤b≤0.1摩爾分?jǐn)?shù)，0.01≤c≤0.05.
一種橙黃色長余輝發(fā)光材料的生產(chǎn)方法，其步驟如下a.取氧化釔Y2O3、含Ti4+的化合物、含Mg2+的化合物、硫、碳酸鈉Na2CO3、為原料，碳為還原劑，其原料配比為氧化釔Y2O3為0.9～0.99摩爾分?jǐn)?shù)、Ti4+為0.01～0.1摩爾分?jǐn)?shù)、Mg2+為0.01～0.05摩爾分?jǐn)?shù)、硫?yàn)榭傎|(zhì)量的30～40％、碳酸鈉Na2CO3為總質(zhì)量的30～40％，碳為裝料量質(zhì)量的1/4～1/2；b.將原料混合以200～500℃溫度，在還原條件下灼燒3～6小時(shí)；c.將b步驟所得產(chǎn)物以1100～1300℃溫度，在還原條件下灼燒1～3小時(shí)；d.將c步驟所得產(chǎn)物在75～85℃熱水中浸泡2～3小時(shí)后，再用熱水清洗；e.對d步驟所得產(chǎn)物進(jìn)行干燥。
所述的含Ti4+的化合物為鈦酸鈉Na2TiO3。
所述的含Mg2+的化合物為氧化鎂MgO。
本發(fā)明是以硫氧化釔為基質(zhì)，以四價(jià)鈦離子為激活劑、二價(jià)鎂離子為添加離子，碳酸鈉為助溶劑的一種橙黃色長余輝發(fā)光材料，其生產(chǎn)方法是在還原氣氛下，經(jīng)低溫、高溫兩步灼燒、熱水浸泡、熱水洗滌、干燥而成。由于原料中沒有價(jià)格較高的稀土離子銩，取而代之的是價(jià)格較為低廉的四價(jià)鈦離子，故產(chǎn)品的原料成本較低；高溫灼燒時(shí)間比現(xiàn)有技術(shù)縮短了2～3小時(shí)，節(jié)省大量的電能，降低了產(chǎn)品的制造成本；產(chǎn)物是在熱水中浸泡，不但節(jié)省鹽酸，同時(shí)還不會產(chǎn)生對環(huán)境、人體有害的硫化氫氣體，利于環(huán)保及人體健康。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1a.首先對原料稱重。取氧化釔Y2O3203.4克(0.9摩爾分?jǐn)?shù))，二氧化鈦8克(0.1摩爾)，氧化鎂0.4克(Mg2+0.01摩爾)，硫?yàn)榭傎|(zhì)量的30％，即63.54克，碳酸鈉為總質(zhì)量的30％，同樣為63.54克。碳為總裝料量質(zhì)量的1/2左右均可，約169.44克；b.將所稱的原料混合裝入坩堝內(nèi)，在坩堝的周圍放置169.44克碳棒，以200℃溫度灼燒3小時(shí)；
c.之后再以1100℃溫度，灼燒1小時(shí)；d.將c步驟所得產(chǎn)物在75熱水中浸泡2小時(shí)后，再用熱水清洗；e.對d步驟所得產(chǎn)物進(jìn)行干燥。
其反應(yīng)機(jī)理是；
發(fā)光原理是在遇到可見光或紫外線照射時(shí)，首先由鎂離子吸收能量，轉(zhuǎn)移給鈦離子儲存，當(dāng)停止照射時(shí)，再由鈦離子向外放出所儲存的能量，釋放能量的過程即放光的過程。
實(shí)施例2a.首先對原料稱重。取氧化釔Y2O3223.74克(0.99摩爾分?jǐn)?shù))，二氧化鈦8克(0.1摩爾)，氧化鎂2克(Mg2++0.05摩爾)，硫?yàn)榭傎|(zhì)量的40％，即93.5克，碳酸鈉為總質(zhì)量的35％，為81.8克。碳為總裝料量質(zhì)量的1/4左右均可，約102.26克；b.將所稱的原料混合裝入坩堝內(nèi)，在坩堝的周圍放置碳棒，以500℃溫度灼燒6小時(shí)；c.之后再以1300℃溫度，灼燒3小時(shí)；d.將c步驟所得產(chǎn)物在85℃熱水中浸泡3小時(shí)后，再用熱水清洗；e.對d步驟所得產(chǎn)物進(jìn)行干燥。
其反應(yīng)機(jī)理與發(fā)光原理同實(shí)施例1。
實(shí)施例3a.首先對原料稱重。取氧化釔Y2O3203.4克(0.9摩爾分?jǐn)?shù))，鈦酸鈉1.42克(0.01摩爾)，堿式碳酸鎂Mg(OH)2·4MgCO3·5H2O0.968克(Mg2+0.01摩爾)，硫?yàn)榭傎|(zhì)量的40％，即82.3克，碳酸鈉為總質(zhì)量的40％，同樣為82.3克。碳為總裝料量質(zhì)量的1/3左右均可，約123.46克；b.將所稱的原料混合裝入坩堝內(nèi)，在坩堝的周圍放置169.44克碳棒，以400℃溫度灼燒5小時(shí)；c.之后再以1250℃溫度，灼燒2.5小時(shí)；d.將c步驟所得產(chǎn)物在80℃熱水中浸泡2.5小時(shí)后，再用熱水清洗；
e.對d步驟所得產(chǎn)物進(jìn)行干燥。
其反應(yīng)機(jī)理與發(fā)光原理同實(shí)施例1、2。
權(quán)利要求
1.一種橙黃色長余輝發(fā)光材料，其特征在于化學(xué)組成為aY2O2S:bTi4+，cMg2+，其中0.9≤a≤0.99摩爾分?jǐn)?shù)，0.01≤b≤0.1摩爾分?jǐn)?shù)，0.01≤c≤0.05。
2.一種橙黃色長余輝發(fā)光材料的生產(chǎn)方法，其步驟如下a.取氧化釔Y2O3、含Ti4+的化合物、含Mg2+的化合物、硫、碳酸鈉Na2CO3、、為原料，碳為還原劑，其原料配比為氧化釔Y2O3為0.9～0.99摩爾分?jǐn)?shù)、Ti4+為0.01～0.1摩爾分?jǐn)?shù)、Mg2+為0.01～0.05摩爾分?jǐn)?shù)、硫?yàn)榭傎|(zhì)量的30～40％、碳酸鈉Na2CO3為總質(zhì)量的30～40％、，碳為裝料量質(zhì)量的1/4～1/2；b.將原料混合以200～500℃溫度，在還原條件下灼燒3～6小時(shí)；c.將b步驟所得產(chǎn)物以1100～1300℃溫度，在還原條件下灼燒1～3小時(shí)；d.將c步驟所得產(chǎn)物在75～85℃熱水中浸泡2～3小時(shí)后，再用熱水清洗；e.對d步驟所得產(chǎn)物進(jìn)行干燥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橙黃色長余輝發(fā)光材料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的含Ti4+的化合物為鈦酸鈉Na2TiO3、。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的橙黃色長余輝發(fā)光材料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的含Mg2+的化合物為氧化鎂MgO、。
全文摘要
本發(fā)明公開一種橙黃色長余輝發(fā)光材料，其化學(xué)組成為aY
文檔編號C09K11/84GK1583950SQ20041002072
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月9日
發(fā)明者楊秋娟, 管少鋒 申請人:大連中邦化學(xué)工業(yè)股份有限公司