基本信息
- 项目名称：
- 铝酸盐长余辉发光粉体制备及其应用研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 长余辉发光材料是近代高科技功能材料，这种材料可在太阳光或灯光等可见光照射下吸收并储存光能，然后在黑暗处将吸收的能量再以可见光的形式缓慢释放出来。本作品因其亮度高、余辉时间长、无放射和化学稳性好等优点，可广泛应用于建筑装饰装潢、公共场所安全通道警示标志及特殊低度照明场所，给人们生活和工程作业带来极大的方便，是发光材料研究领域的新热点。
- 详细介绍：
- 长余辉发光材料是近代高科技功能材料，这种材料可在太阳光或灯光等可见光照射下吸收并储存光能，然后在黑暗处将吸收的能量再以可见光的形式缓慢释放出来。SrAl2O4：Eu2+,Dy3+和Sr4Al14O25：Eu2+,Dy3+因其亮度高、余辉时间长、无放射和化学稳性好等优点，可广泛应用于建筑装饰装潢、公共场所安全通道警示标志及特殊低度照明场所，给人们生活和工程作业带来极大的方便，是发光材料研究领域的新热点。 本文综合运用共沉淀法和水热处理法，制备了粒径为500nm的Sr4Al14O25：Eu2+,Dy3+的蓝绿色长余辉发光粉体。所合成的发光粉体粒度小且分布范围窄。还对制备过程中反应温度和煅烧温度对发光粉体光学性质的影响进行了探讨，在反应温度60℃，煅烧温度1300℃的条件下制备了高亮度的Sr4Al14O25：Eu2+,Dy3+的粉体。并测定发光粉的激发光谱和发射光谱。耐水性实验表明，该粉体具有良好的防水性能。 将制备出的Sr4Al14O25：Eu2+,Dy3+和市售SrAl2O4：Eu2+,Dy3+两种长余辉发光粉体与硝基清漆在助剂的作用下制备了油性长余辉发光涂料。通过荧光光谱和亮度的对比测试，发现所制备的发光涂料发光效果远优于市售同类发光产品。将发光涂料涂覆于织物和金属板上，分别制成了带有警示标志的发光衣物和可自行发光的安全通道指示标识，可有效增强其在夜间的可见度，起到警示作用，防止事故发生。并对发光涂层厚度和环境温度对发光涂料亮度的影响进行了探讨：发光涂料的涂敷不易过厚，低温有利于减慢发光涂料中的发光物质能量的释放，高温反之。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 通过技术手段改进制备方法，制备出颗粒更小，发光效果更好的发光粉体。注重实际应用，将发光粉溶于清漆中，并制成具有较高实用价值的发光指示标志和发光衣物，从而为生活和工程作业带来极大方便，减少夜间事故的发生。
科学性、先进性及独特之处
- 1. 综合采用新型处理法制备发光粉体，减小了粉体颗粒尺寸、使粒度分布更均匀，提高了发光亮度和余辉时长。 2. 本作品兼容性强，能稳定存在于各种油性漆质中，方便制成夜光型涂料。可喷涂于多种场所，增强物体在黑暗环境中的可视性能，能有效地避免交通事故和紧急事故的发生。 3. 本作品无辐射，耐磨性好。制成的发光涂料应用范围广，对人体无毒害，可涂覆于墙面、地面等多种场合，增强夜间可见度。
应用价值和现实意义
- 本作品因其亮度高、余辉时间长、无放射和化学稳性好等优点，可广泛应用于建筑装潢、公共场所警示标志及特殊低度照明场所等诸多领域，给夜间生活和工程作业带来极大的方便，并有效减少夜间事故的发生。
学术论文摘要
- 长余辉发光材料是近代高科技功能材料，这种材料可在太阳光或灯光等可见光照射下吸收并储存光能，然后在黑暗处将吸收的能量再以可见光的形式缓慢释放出来。本作品因其亮度高、余辉时间长、无放射和化学稳性好等优点，可广泛应用于建筑装饰装潢、公共场所安全通道警示标志及特殊低度照明场所，给人们生活和工程作业带来极大的方便，是发光材料研究领域的新热点。 本文综合运用新型处理法，制备了粒径更小的蓝绿色长余辉发光粉体。所合成的发光粉体粒度小且分布范围窄。在反应温度60℃，煅烧温度1300℃的条件下制备了高亮度的发光的粉体。并测定发光粉的激发光谱和发射光谱。耐水性实验表明，该粉体具有良好的防水性能。 将本作品与市售发光粉在助剂的作用下溶于硝基清漆制备了发光涂料。通过发光效果对比测试，发现所制备的发光涂料发光效果远优于市售同类发光产品。将发光涂料涂覆于织物和金属板上，分别制成了发光警示标志和发光衣物，可有效增强其在夜间的可见度，起到警示作用，防止事故发生。并对发光涂层厚度和环境温度对发光涂料亮度的影响进行了探讨：发光涂料的涂敷不易过厚，低温有利于减慢发光涂料中的发光物质能量的释放，高温反之。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 无
同类课题研究水平概述
- 传统夜光材料主要是以锌、钙、锶的硫化物体系材料制成，发出绿光和黄光。其中最著名的是ZnS：Cu发光材料。但这种发光材料，在一定的湿度和紫外光的辐射下会发生分解，逐渐衰弱，体色变黑，因而不宜在户外使用。且它的余辉时间只有1～3小时，在强光(如太阳光)、紫外光和潮湿空气中容易变质发黑，所以在许多领域中应用受到限制。 为了延长其发光时间、提高发光亮度，人们在此材料中加入少量的放射性物质如Co、Pm等，利用放射性物质释放的高能射线进行辅助激发，从而延长余辉时间。但放射性物质的加入会对人体健康和环境造成危害，因此上述缺点限制了其应用范围。目前，碱土金属发光材料的研究较为广泛，其激活剂多为Bi3+或者Eu2+或其它离子，例如红色长余辉CaS：Eu，Cl。90年代以后，在对CaS材料进行研究的基础上，通过改变基质组分获得了(Ca，Sr)S、(Ca，Mg)S、(Sr，Mg)S及SrS等系列长余辉材料，其激活剂是Eu2+离子。其中(Mg，Sr)S：Eu的初始亮度最好，余辉时间与CaS：Eu相近，但该体系材料的缺点是余辉衰减速度快，发光效果不理想。 铝酸盐长余辉发光材料作为一种无机发光材料，具有无辐射，发光余辉时间长，稳定性好，兼容性强，抗腐蚀、抗潮解等功能特性，使发光材料品质性能大大增强，极大地拓展了无机荧光材料的应用范围，辅以活化剂、敏化剂等可制备出各种光学效果的无机荧光材料。可被广泛应用于装饰、防伪、标识、医疗, 商检等诸多领域。
