超长余辉蓄能发光涂料的制备

通过选用透明度高、太阳能吸收率高的丙烯酸树脂和高亮度、长余辉时间的镝和铕稀土离子共掺杂的稀土硅酸盐光致发光粉末材料aCaO·bZnO·cBaO·dMgO·nSiO2:Eu,Dy,制备出了具有较强的蓄光能力和较长发光时间的夜光涂料,并论述了其制备方法和特性。     

硅酸盐体系长余辉发光材料的合成研究

硅酸盐是一种性能稳定的基质材料.本文综述了硅酸盐体系长余辉的发展历史,制备方法和发光机理等方面的最新进展.指出了目前该类材料研究中存在的问题,并提出从基质材料、制备技术和稀土离子发光机制入手是长余辉发光材料今后研究与开发的发展方向.     

二价铕离子激活的碱土金属铝硅酸盐长余辉发光材料的合成与发光性能

用高温固相法合成了系列Eu2 掺杂的碱土金属Me(Me为Mg,Ca,Sr和Ba)铝硅酸盐长余辉发光材料样品.由样品的X射线衍射谱可见:Me为Ca,Sr和Ba时,铝硅酸盐发光材料基质主要为长石类晶相,由于离子半径的不同,各长石类物相的结构略有差异.荧光光谱分析表明:不同碱土金属铝硅酸盐基质晶体对发光材料的荧光波长产生不同的影响,发射峰值依含Mg,Ca,Sr和Ba的铝硅酸盐分别为438,427,408nm和437nm,这主要是由Eu2 置换不同离子半径的碱土金属离子引起的晶格畸变引起的. Me为Mg时,物相组成复杂,在365 nm紫外下呈微弱的蓝色发光.此类材料具有优良的长余辉发光性能,其中Me为Ca时,发光性能最好,其初始发光亮度达32.7cd/m2,40h后亮度仍能达到0.32mcd/m2.     

Sr/Al比对铝酸锶体系长余辉材料发光性能的影响

用高温固相法制备了铕镝掺杂的铝酸锶长余辉发光材料,通过改变Sr/Al使该类材料各自发紫光、蓝光、蓝绿光、绿光、黄绿光和黄光。光谱分析表明,当Sr/Al=0.4时发光强度最强,余辉时间最长,此时材料发黄绿光。随着Sr/Al的减小,材料的发射光谱峰值波长蓝移,激发光谱峰值波长先红移后蓝移。XRD分析可知,Sr/Al的改变使材料的晶形结构发生改变,从而影响了材料的发光性能。     

工艺条件对荧光釉性能的影响

笔者讨论了荧光釉中SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉蓄能发光材料的含量、温度以及气氛对荧光釉发光强度、余辉衰减和釉面质量性能的影响,对测试的余辉亮度进行拟合得到了余辉衰减的规律曲线,并通过显微结构分析讨论了主要影响因素和机理。结果表明:随着SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉蓄能发光材料含量增加,发光强度增大但釉面质量会变差,并最终确定了制备荧光釉合理的烧成工艺条件。本研究制备的荧光釉初始发光强度达到10 cd/m~2以上,发光强度衰减到人肉眼能感知的极限强度(0.032 mcd/m~2),所持续时间可达10 h以上。研究发现烧成气氛的影响不大,可以根据实际要求进行选择。     

稀土长余辉发光粉的制备及性能研究

研究了铕和锶的比值、硼酸的加入量、激活剂铕和镝对溶胶—凝胶法制备的SrAl2O4：Eu^2 ,Dy^3 长余辉发光粉的相对发光强度的影响。采用H2作还原气氛，灼烧温度1200℃，恒温2h，然后随炉自然降温的生产工艺，制得发光强度及余辉性能优良的长余辉发光粉。     

稀土掺杂硅酸盐体系长余辉发光材料研究进展

硅酸盐是一种性能稳定的基质材料.综述了硅酸盐体系长余辉发光材料的发展历史、制备方法和发光机理等方面的最新进展,指出了目前该类材料研究中存在的问题,并提出今后的可能发展方向.     

高发光长余辉发光涂料的制备及性能

按化学式Sr0.994Al2O:Eu2+0.002,Dy3+0.004准备原料,并添加碳酸氢铵作为成孔剂,采用高温固相反应法制备了高发光长余辉材料.探究了成孔剂对长余辉材料晶体结构及余辉性能的影响.以高发光长余辉材料、含氟丙烯酸树脂、颜填料和助剂制备出标线涂料.结果表明,成孔剂的加入不改变长余辉材料的晶体结构,但能有效提高其发光强度.当颜基比为0.50,长余辉材料占填料质量的40％时,涂料中发光中心数量达到最大,发光性能趋于稳定.发光涂层经过日间环境照射后,在暗环境中可持续发光7 h以上.     

新型合成发光宝石在京通过鉴定

2001年7月5日,中国宝玉石协会人工宝石专业委员会在中国地质大学(北京)学术交流中心主持召开了<"庆隆夜光"合成发光宝石鉴定会>,有关珠宝专家、中国地质大学(北京)的教授和部份老师、北京华隆亚阳技术开发有限责任公司总经理郝庆隆及公司领导、北京宏业亚阳荧光材料厂领导、新闻媒体的记者等20多人参加了鉴定会. "庆隆夜光"合成发光宝石是"华隆亚阳技术开发有限责任公司"最近开发的新产品,具有高强度的磷光发光和极长时间磷光余辉的特点,其材料是以碱土金属、硼铝酸盐为基质,加入稀土元素激活,经高温加压煅烧而成.煅烧前的粉料已经以"长余辉发光材料特殊晶格结构及其特殊工艺"于1999年获得美国国家专利局授予的发明专利权,并于2001年2月获得中国国家专利局授予的发明专利权.煅烧后形成宝石的发光机理、化学成份、组成物相的晶体结构、长余辉辉度测试及其宝石学特性等工作是由中国地质大学(北京)施倪承教授协助完成的.(1)化学成份:为加稀土激活剂铕和镝的硼铝酸锶;(2)物相组成:由两种晶体结构不同的物相组成:称之为A物相和B物相,其中A物相是该宝石组成的主要物相,约占90%:B物相占10%.(3)发光机理:作为激活剂的稀土元素铕和镝的原子在晶体结构中置换了部份锶原子,由于它们的电子价态不一样,造成了晶体结构的缺陷,这些缺陷就像"陷阱"一样有俘获电子的功能.当晶体结构中的电子受到外界能量(如光源照射)激发后,电子从能量的基态跃迁至激发态(电子吸收多大能量被激发可从吸收光谱查证),但处于激发态的电子有放出多余能量回到基态的本能,此时我们就可以看到带一定亮度颜色的萤光或磷光."萤光"是指光照停止颜色即消失的现象,"磷光"是指光照停止后颜色保留一段时间的现象,保留时间很长的叫"长余辉".一般宝石只有萤光,没有磷光.获得"长余辉磷光"的"庆隆夜光合成发光宝石"是加入稀土激活剂的功劳,它们不让电子从激发态一步跳回到基态,而是先跳到中间能级(即"陷阱"中)再跳回基态,这就延长了发光时间,形成长余辉磷光.磷光的亮度(强度)由"陷阱"的多少决定,"陷阱"数越多,亮度越大;磷光的颜色由"陷阱"能级的大小决定,此能级的能量大小相当于可见光中的什么颜色,我们就看到什么颜色.所以,若想改变磷光的颜色,可以用别的元素代替铕和镝,以便改变"陷阱"能级的大小,就可以获得想要的磷光颜色.目前,"庆隆夜光合成发光宝石"有绿、蓝、黄和紫四种磷光颜色.(4)磷光余辉辉度测定:测定方法是先将宝石样品进行24小时遮光保存,然后用27瓦的桌上荧光灯距离为60cm(约100流明)进行照射,约30分钟后停止照射并开始测量磷光余辉辉度.结果显示:5秒钟时的辉度为11570mcd/m2,余辉时间可超过10小时,最长可达60-70小时,所以是高亮度、长余辉合成发光宝石.(5)宝石学特性:折射率为1 655;摩氏硬度为6 6;密度为3 54g/cm3.带不同颜色的不透明烧结物,在可见光或紫外光照射后可见到赏心悦目的、美丽柔和而持久的磷光,色调多样.(6)放射性测定:由于"庆隆夜光合成发光宝石"不是利用放射性原理发光,而是利用稀土元素激活原理发光,故宝石中不含放射性.经中国计量科学研究院测定的放射性比活度(Bq/g):总α放射性小于0 055;总β放射性小于0 024,远远低于我国国家环保局发布的国家标准"GB8703-88辐射防护规定"中规定的"天然固体放射性物质豁免限值为350Bq/g"的标准,可放心使用.     

发光材料及陶瓷发光釉的研究综述

论述了长余辉发光材料分类及应用和陶瓷发光釉最新的研究进展。阐述了发光机理,并指出传统意义上长余辉材料存在明显的缺陷,认为稀土离子激活的铝酸盐、硅酸盐己经成为长余辉材料的主体,代表了长余辉材料研究开发的发展趋势。     

铝酸锶长余辉材料的制备工艺改进及光谱性质

本文通过调整助熔剂的引入方式,进而改进SrA12O4∶Eu,Dy的合成方法,在硼掺杂浓度达到25％时制备出高度膨松的SrA12O4∶Eu,Dy材料,并有效提高了材料的余辉时间和余辉亮度.     

多彩长余辉发光陶瓷的研究

采用高温固相反应法,分别制备了绿色(SrAl_2O_4:Eu~(2 ),Dy~(3 ))、蓝色(CaAl_2O_4:Eu~(2 ),Nd~(3 ))和红色(CaTiO_3:Pr~(3 ))长余辉发光材料。光谱分析表明,样品均在紫外至可见光范围内均能有效激发,SrAl_2O_4:Eu~(2 ),Dy~(3 )的发光峰值位于520nm,CaAl_2O_4:Eu~(2 ),Nd~(3 )的发光峰值位于440nm,CaTiO_3:Pr~(3 )的发光峰值位于612nm,用锌硼硅系统作为基础釉料,与发光材料混合制得发光釉料,在陶瓷基片上制备了具有一定图案的多彩长余辉发光陶瓷。     

正交法优化纳米SrAl2O4:Eu2+,Dy3+制备工艺

采用溶胶-凝胶法合成了SrAl2O4:Eu2+,Dy3+纳米长余辉发光材料,利用正交设计法优化了制备工艺.在传统溶胶-凝胶法基础上,添加了硼酸,在950℃生成单一晶相,该法能使SrAl2O4生成温度降低150℃,生成的磷光体发光强度高、余辉时间长,平均晶粒尺寸为25～90nm.     

不同添加剂对SrAl2O4:(Eu,Dy)磷光体发光性能的影响

在较低的温度下用燃烧合成法快速合成了 Eu2 ,Dy3 掺杂的SrAl2O4长余辉磷光体发光材料.研究了P2O5,CaF2,H3BO3,NaF 几种添加剂对SrAl2O4:(Eu,Dy)粉体发光性能的影响.结果发现:H3BO3和P2O5的添加有利于改善磷光体的发光性能,而在配料中加入CaF2和NaF,磷光体发光效率降低.随着这几种添加剂的加入,SrAl2O4:(Eu,Dy)磷光体材料发射光谱的主发射峰不同程度的出现蓝移.根据实验结果分析了添加剂的作用机理.     

Ca12Al14O33∶Eu2＋,Nd3＋长余辉发光粉的合成及其发光性能

采用燃烧法合成出Ca12Al14O33∶Eu2＋,Nd3＋靛蓝色长余辉发光粉.利用XRD和FE-SEM对产物的物相结构和形貌进行了表征,用激发光谱、发射光谱和余辉衰减曲线对样品的发光性能进行了分析.通过正交试验设计,以余辉时间为指标,研究了Eu2＋的掺杂量、Nd3＋的掺杂量、H3B03的用量以及尿素的用量对制备条件的影响.研究结果表明：最优化方案制备的Ca12Al14O33∶Eu2＋,Nd3＋长余辉发光粉的发射光谱呈宽发射谱带,波长范围为390～530 nm,发光峰值位于443 nm,余辉时间长达3240 s.     

Mechanism of long afterglow in SrAl2O4:Eu phosphors

Phosphors of SrAl₂O₄:Eu (SAO), B-doped (SBO), and B, F co-doped (SFO) were prepared by a high-temperature solid-state reaction method. The phosphors emit intense green light under UV excitation. SBO displayed significantly enhanced long afterglow. The decay time of SBO was 20 times bigger than that of SAO, while that of SFO was only 16% of that of SBO. The results suggest that B doping favors the formation of oxygen vacancies due to the unique bonding property of B. At the same time, B, F co-doping has the opposite effect, ascribed to the presence of F. The related partial density of state and the orbital structures were calculated using the first-principles density functional theory (DFT). The orbital structure of SBO showed that high partial density states are localized around the O vacancies, which can trap excited electrons, leading to improved long-afterglow luminescence.     

不同碳链长度饱和脂肪酸基铝锆偶联剂对夜光粉的表面修饰

为扩展夜光粉的应用领域,以不同碳链长度的饱和脂肪酸(辛酸、月桂酸、硬脂酸)为有机功能配体制备了3种新型铝锆偶联剂(CA),并对夜光粉(SrMgAl4O8:Eu2+、Dy3+)进行了表面修饰,用ATR-FTIR和接触角表征了样品表面性质,用水中pH和电导率的变化测定其耐水性,用TG表征了不同CA、原样及改性样的热失质量行为,并以此首次提出计算不同CA在夜光粉表面包覆量的方法及其结构模型。结果表明:随着CA中饱和脂肪酸碳链长度的增加(由辛酸到硬脂酸),夜光粉表面包覆量由13.41%降为6.53%,月桂酸基铝锆CA改性样具有最佳的耐水性和相容性。     

Dy and Eu activated Ca3B2O6 phosphors for near ultraviolet‐based light‐emitting diodes

The Dy‐ and Eu‐activated Ca₃B₂O₆ phosphors were synthesized by a high‐temperature solid‐state reaction technique and their structural and luminescent properties were investigated. The phosphors are characterized by X‐ray diffraction, photoluminescence spectra, and Commission International de I'Eclairage (CIE) chromaticity coordinates. It is found that the charge compensator Na⁺ plays an important role in modifying the emission spectral profiles of Dy and Eu ions in the phosphors. The ratio of the emission located at the yellow wavelength portion to that located at the blue wavelength region of the Dy³⁺ ions can be apparently tuned by changing the Na⁺ content. The luminescence intensity of the phosphors can be enhanced with introducing Na⁺ ions as well. The emission colors of Dy/Eu codoped phosphors change from blue to white and successfully acquire the superior white light emission (x = 0.330, y = 0.329) by appropriately tuning the Na⁺/Dy³⁺ content and the excitation wavelength. The energy transfer process from Eu²⁺ to Dy³⁺ and Eu³⁺ occurs in the Dy/Eu codoped phosphors, providing a further approach to modify the emission spectral profile of the examined phosphors. The phosphors presented here have promising applications in the fields of light‐emitting diodes.     

水热法合成SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉材料

研究了SrAl2O4：Eu^2 ，Dy^3 长余辉材料的一种新合成方法。首先利用水热法制备出该发光材料的前驱体，然后将此前驱体粉体在还原气氛下高温烧结，得亮度高，余辉时间长的洲SrAl2O4：Eu^2 ，Dy^3 超细长余辉材料，并对其发光性能进行了研究。并对水热法和复合沉淀法合成的此种材料进行了比较。     

干燥方式对NaY(WO4)2∶Dy3+,Eu3+荧光粉粒度及上转换发光性能的影响

采用水热法合成了Dy3+和Eu3+共掺杂的NaY(WO4)2上转换荧光粉,用XRD, SEM和荧光光谱(PL)等方法对不同干燥方式所得样品的晶体结构、微观形貌、晶粒尺寸及上转换发光性能进行了分析。结果表明,合成样品均为四方白钨矿结构的NaY(WO4)2,空间群为I41/a,掺入Dy3+和Eu3+未改变基质晶格;常规干燥、喷雾干燥、冷冻干燥及真空干燥后荧光粉的尺寸分别为817.91, 486.04, 388.74和349.82 nm,真空干燥的样品分散性最好。在793 nm近红外光激发下,冷冻干燥样品的上转换发光性能最佳,与干燥过程中粉体团聚程度减弱及表面层缺陷减少有关。576 nm处的黄光发射峰来自Dy3+的4F9/2→6H13/2跃迁,595 nm处的橙光、616和655 nm处的红光发射峰分别归属于Eu3+的5D0→7F1, 5D0→7F2和5D0→7F3跃迁。荧光粉的CIE色坐标均位于红光区,表现出良好的红光发射特性,在发光二极管和彩色显示等光电领域具有潜在应用价值。