稀土铝酸锶光致储能粉及其彩色发光涂料的应用研究.pdf

测试与仿真测试与仿真
筛过滤。必要时装入玻璃瓶在球磨机上进行研磨, 使其 表3 烧结参数对性能的影响
粒径减小, 颗粒分布更均匀。
稀土铝酸锶光致储能粉及其彩色发光涂料的应用研究
类 别 烧结参数 影响
球形颗粒有利于烧结, 棱形颗粒不利于
3?性能测试 颗粒形貌
Application Research of Rare-Earth Strontium Aluminate Photoluminescent Phosphor and Its 烧结
研制成稀土铝酸锶光致储能粉后, 采用 HB7793 军 颗粒尺寸减小, 可以提高烧结密度, 降低材
粒度尺寸
烧结温度, 减少烧结时间料
用光致储能粉涂层规范》进行了 3 个批次的性能测试,参
粒度分布 粒度分布范围越小, 烧结的密度越大
中航工业陕西宝成航空仪表有限责任公司 张晓梅 傅新广 张 浩
其性能数据见表 1。可以看出, 用可见光激发 1030min数
粉体结块或团聚 容易产生局部聚集 , 不利于烧结
北京师范大学核科学与技术学院 付以嘉
后, 余辉时间可达 30h 以上。
粉体均匀性 各成分混合越均匀, 越有利于烧结
3.1 成分用量对性能的影响
摘要 以碳酸锶、 氧化铝、 稀土 氧化铕和氧化 因此, 加强对该材料烧结机理、 工艺参数影响的研 稀土铝酸锶光致储能粉富含 α- SrAl O 相的 4
2 4 烧结温度 烧结温度取决于配方、 成分、 细度不同
镓 、 硼酸为原料, 用高温烧结法合成了稀土铝酸锶光致 究, 制备色彩丰富的光致发光涂料, 对提高光致储能粉 Sr1 EuGaO7Al O B O , 其中 Eu 、B O 的
-x x 2 3 2 3 2 3 使物理化学变化更趋完全, 组织结构更
保温时间
均匀
储能粉, 研究了烧结原理、 原材料性能及工艺参数对其 的质量稳定性, 扩大其应用范围具有重要意义。 浓度影响较大 , 具体见表 2。工
烧结压力 加压有利于提高致密度
性能的影响。选用高透明度丙稀酸树脂、 稀土铝酸锶光 3.2 烧结参数对性能的影响艺
1?长余辉的机理参
烧结气氛 H 等还原气氛有利于成分均匀
致储能粉、 荧光颜料及助剂等, 研制出种具有荧光和 烧结时的材料参数和工艺参数对性能有较大的影 2数
升温速率慢, 有利于提高强度和温度
发光性能的复合涂料, 测定了该涂料的有关性能。 目前许多学者对铝酸锶铕类光致储能粉的长余辉 响 , 具体见表 3。
升温速率
系数
关键词 : 光致储能粉 彩色发光涂料 稀土 长 发光机理进行了研究, 以 Eu 激发态能级的缓慢驰豫
表1 稀土铝酸锶光致储能粉的性能
对白度和性能有定影响, 采用快冷方
降温速率
余辉 现象为基础, 运用量子力学、 晶体缺陷、 空穴复合等理论
式有利于增加内应力, 便于粉碎
特征及性能 描述
进行了解释。目前认为能够较好地解释铝酸锶铕类长
余辉现象的主要有: Matsuzawa 提出的 空穴转移模型 颜色及外观 微黄绿色, 粉状物
4?彩色发光涂料的配制
和张天之等提出的位移坐标模型 , 这些理论在某些
机械杂质 无
earth europium oxide and gallium oxide and boric acid as 4.1 材料选择
方面都有定的局限性, 不能完全解释清楚有关机理。 -3
密度 gcm 3.80.2
raw materials. The effects of sintering principle, raw me- 根据复合彩色发光涂料的使用要求, 成膜树脂应具
粒度分布 中心粒径 205 或通过孔径为 75相当于 200 目的
2?制备工艺
terals properties and process parameters on the properties d50μm 网筛 备透明度高、 太阳能吸收率高的要求。选用 HB7628 规
are studied. A colored luminous coating with fluorescene 定的高透明度丙烯酸清漆进行试验, 该清漆是用甲基丙
目前国内外学者研究了 10 多种铝酸锶光致储能粉 吸收光谱 紫外光 峰值 360nm 或可见光
and luminescene properties is developed by using the high 烯酸甲酯、 甲基丙烯酸丁酯、 过氧化苯甲酰等在定条
的制造方法, 本研究使用了较为成熟的高温液相烧结
发光主峰 nm 520
transparent acrylic resin, rare-earth strontium aluminate 件下聚合而成, 透光率大于 98, 太阳能吸收率 颜料为
法。由于其成分中含有 SrCO 、Al O 、Eu O 等氧化物,
3 2 3 2 3 激发时间 可见光
photoluminescent phosphor, and the related properties are TiO2为 0.22, 硬度大于 0.55。
加入低熔点的 H BO 作为熔剂, 它的熔融温度低于烧结
余辉时间 min 18002000以完全消失亮光为准
determined. 选用的颜料有两种: 1 自制的铝酸锶光致储能粉,
温度, 因此烧结过程应属于液相烧结 LPS 。虽然许多
余辉亮度 mcd 2235min 时 , 11810min 时 ,
Keywords: Photoluminescent phosphor Colored 主要起发光的作用 ;2有机荧光颜料, 它在吸收可见
文献中都称高温固相法 , 但其反应机理实际上是 陶
m 4330min 时 , 2260min 时
luminous coating Rare-earth Long afterglow 光和紫外光线后, 能把紫外光转变为定颜色的可见
瓷的液相烧结过程 。制备工艺如下:
相对亮度 90
光, 与常规反射的光相叠加, 其总的反射光强度比般
1按 分 子 式 4Sr1 EuGaO 7Al O
色度坐标 X0.2670.015, Y0.4870.015
n 颜料高, 形成非常鲜艳的色彩, 主要起调节颜色的作用。
为了解决航空精密仪表夜间弱光或无光照明问题, B O 的化学计量比精确称取各成分。
激发起辉时间 60
加入定量的分散剂、 防沉剂、 偶联剂、 流平剂、 固
最初使用了以 ZnS-Cu 为基质、Pm147 为激发源的永久 2 粉体前处理分为:混合 - 液体分散 - 研磨 3 个
余辉相对亮度 100 化促进剂、 溶剂等, 可解决颜料的沉降问题, 提高涂料的
性发光粉, 但存在放射性, 危害人体健康。后来经过改 阶段。先将除 H BO 外的各成分放入研钵中进行适当
性能。
进, 应用了由单紫外光激发的, 以 ZnS 或 GdS 为基质, 的研磨混合, 再将混合好的粉末用适量无水乙醇分散
表2?各成分用量对性能的影响
4.2 配制工艺
加入 Cu、Co、 Bi、Gd、Mn 等作为激发剂的光致储能粉, 于烧杯中, 在室温下用磁力搅拌器搅拌 34h, 使各成
指标
配比为:丙烯酸清漆 : 光致储能粉 : 荧光颜料
但是这些材料余辉时间短 只有几分钟 , 不能很好地满 分充分混合均匀。接着用滤纸过滤得到稀