新型硅酸盐长余辉发光材料.pdf

第24卷第2期发光学报Vol124No.2
2003年4月CHINESEJOURNALOFLUMINESCENCEApr.,2003

文章编号:100027032(2003)0220165206

新型硅酸盐长余辉发光材料

罗昔贤,段锦霞,林广旭,徐晶,杨宇,肖志国
(大连路明发光科技股份有限公司,辽宁大连116025)

摘要:首次在硅酸盐体系中发现了余辉时间长达10h以上的高亮度长余辉现象,并采用高温固相法合成了
一系列硅酸盐长余辉发光材料。研究发现:Eu2+,Ln共激活的镁黄长石结构的焦硅酸盐化合物和镁硅钙石
结构的硅酸盐化合物的余辉发光性能最好。研究了各发光材料的光谱特征、长余辉性能,测量了各发光材料
的激发光谱和发射光谱以及余辉衰减曲线。同时研究了其应用性能,并测量了发光材料的热释光谱,X射线
粉末衍射图谱,确定了发光材料的晶格类型。

关键词:长余辉材料;硅酸盐;镁黄长石;镁硅钙石
中图分类号:O482131文献标识码:A

的进展。
1引言
首次在硅酸盐体系发现余辉时间长达10h以
自20世纪初长余辉现象被发现,传统的硫化上的长余辉材料,并合成了具有黄长石结构和镁
物系列长余辉发光材料得到了很大发展,并被应用硅钙石结构的系列长余辉发光材料,分析了各发
到许多领域,但是这类长余辉发光材料的化学稳定光材料的光谱特征及长余辉性能,结果表明,该类
性很差,且亮度低,余辉时间仅有数小时,不能满足发光材料发光颜色丰富,余辉时间长,是继产业化
实际应用要求。此后人们在发光材料中加入氚的铝酸盐类长余辉材料之后的又一类具有广泛应
(3H)、钷(147Pm)等放射性元素,虽延长了余辉时用价值的长余辉发光材料。
间但由于放射性元素对安全及环境的影响这类
,,实验
长余辉材料的应用还是受到很大程度的限制。2
1992年,多种稀土离子激活的铝酸盐体系长把发光材料的基质范围确定为MO2M’O2
[1]
余辉材料问世,铝酸盐体系黄绿色发光和蓝绿SiO2(M=Ca,Sr,Ba;M’=Mg,Zn,Cd)体系,按
色发光的长余辉材料的余辉发光性能优异,它的文献[10,11]提供的方法及化学计量比准确称取
余辉亮度及余辉时间明显优于传统硫化物体系,各原料,采用固相反应法合成各类硅酸盐长余辉
亮度是ZnS体系的20倍之多,余辉时间达24h以发光材料,烧结温度为1200～1300℃,研细后过

上,且化学稳定性好。然而,铝酸盐体系长余辉材325目筛即得样品。激活剂为Eu2O3,实验中加
料也存在抗湿性差,生产中对原料的纯度要求高,入其他稀土离子和部分过渡金属元素离子作为辅
烧结温度高,发光颜色单一,蓝色发光的长余辉发助激活剂(以Ln表示),以增强余辉发光性能。
光性能不佳等缺点。样品的激发光谱、发射光谱用日立F24500型
以硅酸盐为基质的发光材料由于具有良好的荧光发光光度计测定,激发光源为氙灯,扫描速度
化学稳定性和热稳定性,而且高纯二氧化硅原料1200nm/min,激发与发射光谱的扫描间隔是
价廉、易得,烧结温度比铝酸盐体系低100℃以5nm;物相用RigakuD/max2ⅢA型X射线粉末衍
上,长期以来人们都重视对硅酸盐掺杂荧光粉的射仪测定。
～
研究和开发[24]。T1L1Barry等自1968年报道余辉亮度用LS2100辉度计测定。发光亮度
了多种硅酸盐发光材料的光谱特性[5～9],但有关测试条件为:环境温度为(22±3)℃,相对湿度
于硅酸盐体系长余辉性能的研究一直没有突破性≤70%,用D65标准光源,照度(1000±10)lx,激

收稿日期:2002209211;修订日期:2002212206
基金项目:国家“863”计划资助项目(2002AA324060)
作者简介:罗昔贤(1969-),男,湖南长沙人,硕士,高级工程师,主要从事无毒害、无放射性的稀土铝酸盐蓄光型自发光材料的研究。
E2mail:[e-mail],Tel:[phone]
166发光学报第24卷

发时间10min,测试前,样品在暗处放置至亮度
9mcd/m2以下。
热释光谱测试条件为:样品经紫外灯充分激
发后,以20℃/min速度对样品加热,用铜2康铜热
电偶测量被加热样品的温度,光信号由
EMI9818KB光电倍增管接受,用Gould60000XY
纪录仪测出样品的热释光谱。
浸泡实验条件为:用自来水分别将发光材料
浸没,置于20℃的恒温槽中,定期取样测定水相
的pH值、电导率、固相的发光亮度。
图1Eu2+激活的镁黄长石结构的焦硅酸盐化合物发光
3结果与讨论材料的X射线衍射图谱
Fig.1XRDpatternofakermanitedisilicateactivatedby
311晶体结构确定Eu2+.

在MO