铝酸锶长余辉发光材料包覆无机膜的研究_黄世炎.doc

第29卷第2期稀 土 2008年4月ChineseRareEarthsVol129,No12 April2008 铝酸锶长余辉发光材料包覆无机膜的研究 黄世炎,张环华,黄慧民 (广东工业大学轻工化工学院,广东 广州 510006) X 摘 要:为提高铝酸锶长余辉发光材料的耐热性,采用表面包覆无机膜的方法;研究工作证明,SEM、EDS、X衍射分析是较好的检查包覆状况的测试方法;采用化学沉积包覆氧化铝膜或二氧化硅膜都可以有效地将发光材料的耐热性提高,其中后者具有包覆工艺简单,成本低的优点,是较好的包覆材料。 关键词:铝酸锶;长余辉;包覆;耐热性 中图分类号:O614133;O48213 文献标识码:A 文章编号:1004-0277(2008)02-0039-06 nSrO#mAl2O3BEu,Dy铝酸锶长余辉发光材料具有优异的长余辉发光性能,较好的耐紫外光辐照和常温条件稳定性,从20世纪90年代发明以后迅速得到大量的生产应用。然而由于它的耐热性能和耐水性能较差,在水性体系和高温领域应用还有些难度。2000年以后,人们进行了很多研究,其中主要的是通过包覆无机膜进行表面修饰,提高了该材料的耐水性能。SrO#Al2O3BEu,Dy的耐热温度一般只有600e,4SrO#7Al2O3BEu,Dy也只有800e,经过一般达1000e以上的陶瓷釉料氧化性气氛加工后基本丧失余辉发光性能,所以如果我们能够研究nSrO#mAl2O3BEu,Dy在氧化性气氛受热发光性能降低(简称热降解)这一现象,找出一些规律,并针对该材料的配方和后处理采取相应的一些措施,提高其耐热性能,进而达到陶瓷釉料的使用要求,将可以扩展该材料的应用空间和价值。 材料表面修饰改性处理是材料研究中的一个重要课题,其目的是为了改善材料的表面特性或化学稳定性等。与其它无机粉体 [1] 本文拟对nSrO#mAl2O3BEu,Dy长余辉发光材料进行表面无机包膜修饰,研究修饰处理对材料耐热性能的影响,提高该材料的抗高温氧化性能,探索通过利用无机包膜修饰来提高铝酸盐长余辉发光材料耐热性能的方法。 1 实验部分 111 实验试剂和仪器 市售商品铝酸锶长余辉材料B:蓝绿色长余辉发光材料(商品编号B-4,化学组成为4SrO#7Al2O3BEu,Dy,其中稀土激活离子含量为Eu2+018%,Dy3+110%,平均粒径约65微米);Y:黄绿色长余辉发光材料(商品编号YC-2,化学组成为SrO#Al2O3BEu,Dy,其中主要稀土激活离子含量为Eu018%,Dy018%,平均粒径约70微米);其它试剂:浓硫酸,硅酸钠,铝酸钠(均为分析纯)。 测试仪器:北京普析通用仪器有限责任公司XD-2X型X射线衍射仪,美国NORAN公司出EDS6662A-1SUS-PL电子能谱,扫描电子显微镜采用日本JEOL公司JSM-5910,用北京师范大学光电仪器厂ST-86LA屏幕亮度计测试样品余辉亮度。112 实验过程 本实验是利用沉积包膜改性的方法,它是将发光材料成品分散于水或其他介质中制成悬浮液,利用表面改性剂与发光材料之间的沉积反应,生成沉淀物包覆于发光材料颗粒的表面,以形成连续平滑的包膜,以此达到表面改性的目的。 2+ 3+ (如二氧化钛、碳酸钙 等无机颜料)的表面改性相似,发光材料的表面改性 处理也分为无机包覆改性[2,3]和有机包覆改性[4],各种表面改性处理既可单独进行,也可根据需要相互结合,进行复合表面处理。鉴于耐热性能的考虑,所以我们只考虑无机包覆,该方法是在铝酸盐长余辉发光材料表面形成一层均匀的无机氧化物膜来提高发光材料的化学稳定性和耐高温氧化性能。适于无机包覆的膜材料必须具有较好的化学稳定性和耐水性,如二氧化硅、氧化铝等。 X收稿日期:2007-09-13 :(1968,男,,,,: 40 11211 包二氧化硅膜[5] 稀 土 第29卷 加完成后,继续反应约40min,然后经洗涤,过滤,烘干,500e焙烧30分钟,冷却即可得到Y的氧化铝包膜样品用于实验。 11213 热处理实验和测试 将包膜前和包膜后的发光材料样品分别进行空气环境下热处理实验测试耐热性能。样品B热处理的三个温度点分别是700e、800e、900e,恒温时间为0125h;样品Y热处理的温度点是500e、600e、700e,恒温时间0125h。 采用硅酸钠与酸中和沉淀法。其化学反应为:Na2SiO3+H2SO4+(x-1)H2OySiO2#xH2O+Na2SO4 根据我们最终需要的二氧化硅包膜比例计算出每次沉淀包膜反应中需要的硅酸钠数量,配制成溶 液和硫酸溶液并滴加在不断搅拌的发光材料样品悬浮溶液中,控制反应条件以生成均匀的包覆膜,经3h~4h加料完毕后,再经过洗涤,过滤,烘干等步骤得到包膜样品,进行下一步的测试研究。实验中对样品B分别取3%