本發(fā)明涉及熒光材料制備，具體涉及一種錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
2、科技進(jìn)步與高技術(shù)需求的攀升，促使我國(guó)在照明與安防領(lǐng)域的需求升級(jí)，并推動(dòng)材料科學(xué)的加速進(jìn)步。在夜間照明、安全標(biāo)示及緊急疏散指示場(chǎng)景中，常規(guī)照明裝置暴露出安全隱患較多、能耗較高的弊端。而長(zhǎng)余輝發(fā)光材料作為創(chuàng)新解決方案，能夠蓄積光源并在暗處持續(xù)釋放光亮，確保長(zhǎng)時(shí)間的照明保障，貼合特殊環(huán)境的照明要求。這類材料運(yùn)作無需持續(xù)電力輸入，無須配備電池或外接電線，極大降低了能源消耗，順應(yīng)了綠色可持續(xù)的趨勢(shì)，并有望減少一次性照明器具的使用，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。
3、紅色長(zhǎng)余輝材料，以其獨(dú)特魅力，在照明與安全領(lǐng)域綻放異彩。紅色長(zhǎng)余輝材料能夠吸光蓄能后再暗處緩釋紅光，不僅美化夜間環(huán)境，更提供持久而醒目的指引，強(qiáng)化安全標(biāo)識(shí)的可見性。另外，紅色光具有較好的大氣穿透能力，在霧、煙塵等惡劣條件下依然可以保持較好的可見性，適合戶外及惡劣環(huán)境下的應(yīng)用。技術(shù)迭代下，材料的發(fā)光性能、穩(wěn)定性和耐候性不斷提升，拓寬了應(yīng)用邊界，從應(yīng)急照明到創(chuàng)意裝飾，展現(xiàn)廣泛應(yīng)用潛力。然而，目前的紅色長(zhǎng)余輝材料的發(fā)光性能仍然有限，發(fā)光可持續(xù)時(shí)間有待提高，以便更好地滿足在一些特殊環(huán)境下的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述的問題，本發(fā)明提供一種錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料及其制備方法與應(yīng)用，該長(zhǎng)余輝材料有效延長(zhǎng)了光釋放的時(shí)間、增強(qiáng)了余輝效果。具體地，本發(fā)明的技術(shù)方案如下所示。
2、首先，本發(fā)明提供一種錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料，其組成為ca xsr( 1-x)sno4: ysm3+，或者ca xsr( 1-x)sno4: ysm3+, zgd3+，其中：0.25≤ x≤0.75，0.001≤ y≤0.005，0.001≤ z≤0.005，即sm、gd元素的摻雜量均為基質(zhì)ca xsr( 1-x)sno4相對(duì)分子量的0.1~0.5%。
3、其次，本發(fā)明公開所述錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料的制備方法，包括如下步驟：
4、（1）按照所述ca xsr( 1-x)sno4: ysm3+，或者ca xsr( 1-x)sno4: ysm3+, zgd3+的化學(xué)計(jì)量比進(jìn)行稱量鈣源、鍶源、錫源、釤源，或者以鈣源、鍶源、錫源、釤源、釓源作為原料，將這些原料混合后研磨得到混合粉體，備用。
5、（2）將所述混合粉體進(jìn)行煅燒處理，完成后冷卻至室溫，即得所述熒光材料。
6、進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述鈣源包括碳酸鈣、氧化鈣等中的至少一種。
7、進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述鍶源包括碳酸鍶、氧化鍶等中的至少一種。
8、進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述錫源包括二氧化錫等。所述釤源包括三氧化二釤等。所述釓源包括氧化釓等。
9、進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述研磨的時(shí)間為3~5小時(shí)，研磨速率為1000~1500rpm。
10、進(jìn)一步地，步驟（2）中，所述煅燒處理的方式為：先升溫至600~800℃保溫3~5小時(shí)，然后繼續(xù)將溫度升高至1000~1400℃保溫3~5小時(shí)，完成后以速率不高于5℃/min的速率升溫至室溫。
11、最后，本發(fā)明公開所述錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料在應(yīng)急指示標(biāo)志、夜視顯示、裝飾照明、安全標(biāo)識(shí)、玩具、鐘表指針、防偽標(biāo)記、生物醫(yī)學(xué)標(biāo)記等中的應(yīng)用。
12、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案至少具有以下方面的有益效果：
13、本發(fā)明的錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料中采用鈣（ca）元素代替部分鍶（sr）元素形成新型體系的基質(zhì)ca xsr( 1-x)sno4，從而有效提高了材料的余輝性能，不僅表現(xiàn)出了優(yōu)良的紅色光性能，而且增加了紅色余輝可持續(xù)時(shí)間，并且能級(jí)下沉，從而減少非輻射躍遷，使得更多的激發(fā)能量用于發(fā)光，從而提高發(fā)光效率。同時(shí)還有利于延長(zhǎng)熒光材料的發(fā)光壽命?和穩(wěn)定性。同時(shí)，本發(fā)明還在所述新型基質(zhì)中摻雜了釤（sm）和釓元素（gd），從而：利用所述釤元素豐富的4f電子能級(jí)對(duì)多種能級(jí)間躍遷的支持發(fā)出不同波長(zhǎng)的光。特別是在可見光范圍內(nèi)，所述釤元素?fù)诫s到ca xsr( 1-x)sno4基質(zhì)中后可實(shí)現(xiàn)4g5/2→6hj(j=5/2、7/2、9/2)能級(jí)的躍遷發(fā)光，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)紅橙光區(qū)域的發(fā)光覆蓋，強(qiáng)化本發(fā)明的熒光材料發(fā)射的紅色光的能力。在本發(fā)明中，所述釓元素不直接參與發(fā)光，而是作為發(fā)光調(diào)節(jié)離子利用其未充滿的4 f電子層在所述新型體系的基質(zhì)中占據(jù)特定的能量水平，從而改變周圍原子的電子云分布，從而影響晶體場(chǎng)的對(duì)稱性和強(qiáng)度。這種改變可以導(dǎo)致能級(jí)分裂，形成新的能級(jí)結(jié)構(gòu)，有助于形成或調(diào)整發(fā)光中心和陷阱中心，進(jìn)而促進(jìn)能量傳遞和存儲(chǔ)，延長(zhǎng)光釋放的時(shí)間，增強(qiáng)余輝效果。同時(shí)，所述釓元素利用其在所述基質(zhì)中形成的陷阱點(diǎn)捕獲和存儲(chǔ)激發(fā)態(tài)的電子或空穴，協(xié)調(diào)發(fā)光中心與陷阱的相互作用，延緩電子回到基態(tài)的速度，延長(zhǎng)了發(fā)光時(shí)間，增強(qiáng)了余輝效應(yīng)。
1.一種錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料，其特征在于，該材料的組成為caxsr(1-x)sno4:?ysm3+，或者caxsr(1-x)sno4:?ysm3+,?zgd3+，其中：0.25≤x≤0.75，0.001≤y≤0.005，0.001≤z≤0.005。
2.權(quán)利要求1所述的錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
3.權(quán)利要求2所述的錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述鈣源包括碳酸鈣、氧化鈣等中的至少一種。
4.權(quán)利要求2所述的錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述鍶源包括碳酸鍶、氧化鍶等中的至少一種。
5.權(quán)利要求2所述的錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述錫源包括二氧化錫等中的至少一種。
6.權(quán)利要求2所述的錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述釤源包括三氧化二釤等中的至少一種。
7.權(quán)利要求2所述的錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述釓源包括氧化釓等中的至少一種。
8.權(quán)利要求2-7任一項(xiàng)所述的錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述研磨的時(shí)間為3~5小時(shí)，研磨速率為1000~1500rpm。
9.權(quán)利要求2-7任一項(xiàng)所述的錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述煅燒處理的方式為：先升溫至600~800℃保溫3~5小時(shí)，然后繼續(xù)將溫度升高至1000~1400℃保溫3~5小時(shí)，完成后以速率不高于5℃/min的速率升溫至室溫。
10.權(quán)利要求1所述的錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料，或者權(quán)利要求2-9任一項(xiàng)所述的制備方法得到的錫酸鹽紅色長(zhǎng)余輝熒光材料在應(yīng)急指示標(biāo)志、夜視顯示、裝飾照明、安全標(biāo)識(shí)、玩具、鐘表指針、防偽標(biāo)記或生物醫(yī)學(xué)標(biāo)記中的應(yīng)用。