全  站关键词

但该材料余辉只能持续(1～2)h，在许多应用场合不具有足够的亮度，且接触紫外线或氧气后容易变质。有时为了延长发光涂料的余辉时间往往要添加氘和Pm-147等放射性元素，造成环境的放射性污染，所以该材料体系已逐渐被市场所淘汰。
碱土金属铝酸盐发光材料的特点是起始亮度高，余辉时间长可达10h以上，无放射性、耐热、耐环境侵蚀，抗氧化性能好，被称为绿色节能材料。由于此类发光材料具有其他发光材料无法比拟的优点，应用十分广泛。不仅用于建筑装饰装璜、公共场所安全通道的警示标志，也可用于人造景观、文化艺术品装饰及特殊场合的发光标志，还可以作为隐蔽照明和低度应急照明，给人们的夜间生活和工程作业带来极大的方便，其特有的夜光性能为减少事故损失作出了卓越的贡献，是涂料研究的一个特殊领域。

2.1发光材料的发光机制

以碱土铝酸盐长余辉发光材料SrA12O4∶Eu2+，Dy3+为例，基质、激活剂和辅助激活剂(又称敏化剂)的合理选择是其优良长余辉性能的重要保证。基质必需提供合适的晶体环境，激活剂离子必需是那些具有相对较低的4f→5d跃迁能的稀土离子，而三价的辅助激活离子不等价取代二价的碱土金属离子后形成不同深度的陷阱，用于存储电子或空穴。

SrA1204∶Eu2+，Dy3+的三个组成部分为：单斜相的SrA1204基质，激活剂二价铕离子Eu2+，以及辅助激活剂三价镝离子Dy3+。Eu2+取代Sr2+形成发光中心，Dy3+亦取代Sr2+形成陷阱，SrA1204∶Eu2+，Dy3+的超长余辉正是由这样的结构产生的[8]。当光束入射到固体发光材料时，发光中心的不同类型亚层之间存在能级交错现象的电子就会在其离子的基态和激发态之间发生跃迁运动，则此时光束的能量就会转移给被激发的电子，即该波长的光被吸收了。但处于激发态的电子是一种亚稳态，一旦光照停止，该电子就会释放该波长光的能量即跃迁回到基态，从而引起该物质发光，即是一种蓄能发光过程。

当用365nm紫外光激发SrAl2O4发光体时，Eu2+产生4f→5d跃迁。辅助激活离子Dy3+的加入，改变了晶格的形状，使晶格发生畸变，从而产生了杂质能级(陷阱能级)，这种杂质能级主要是由Dy3+的加入产生的，并且Dy3+取代Sr2+导致空穴的产生，所以陷阱能级是相对均匀的由空穴产生的施主能级。这一能级位于Eu2+的激发态能级与基态能级之间。当电子受激发从基态到激发态后，一部分电子跃迁回低能级产生发光，另一部分电子通过弛豫过程储存在陷阱能级中，当陷阱能级中的电子吸收能量时，重新受激回到激发态能级，跃迁回基态能级而发光[9]。3发光颜料的制备技术SrAl204∶Eu2+，Dy3+是一种新型的环保发光颜料[10]，已引起国内外研究者的广泛关注。目前，新型发光颜料的研究者们探索了一些新颖的方法制备该发光颜料。

3.1高温固相法

高温固相法是制备Eu2+激活铝酸锶蓄光材料传统的和应用最早的最多的方法。该法主要以A12O3、SrCO3、Eu2O3、Dy2O3为原料，再加入一定量的助熔剂(如硼酸)，混合磨细后，一般先经过高温(1350℃左右)锻烧，再在稍低温度下还原，使Eu3+变成Eu2+。还原气氛可采用2%H2+98%N2营造，亦可采用密闭空间中放置活性炭的方法。

最后经过冷却、碾细、过筛即得产品。此法工艺简单的优点十分明显，微晶的晶体品质优良，利于工业化生产。

3.2溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶(Sol-gel)法是应用前景非常广阔的纳米粉体合成方法，它的主要优点在于可在较低的温度下合成产品，且产品粒径小、均匀度较好。采用该法合成SrA1204∶Eu2+，Dy3+时，母体材料是含有铝的有机化合物溶液，配以激活剂、共激活剂、助熔剂、催化剂均为有机化合物溶液或化合物水溶液，混合后，加人水，在溶液中保持2～3天，形成凝胶，经干燥，灼烧除去有机物后，再在N2+H2气流或活性碳气氛下灼烧还原而得蓄光材料。用溶胶-凝胶法可以制备出发光性能很好的发光材料，反应也可以很好的控制。

3.3燃烧法

针对高温固相法制备的蓄光粒子较粗，经球磨后晶形遭受破坏，从而使发光亮度大幅度下降的缺点，人们发展了“燃烧法”制备技术。Kingsley等将一定量的Al(N03)3·9H20、Sr(N03)2·4H20和尿素，用少量的水溶解，将所得的溶液放入温度恒定在500℃左右的马沸炉中。起初溶液沸腾，然后开始脱水，分解，并伴随产生大量的气体(主要是NOx和NH3)。接着开始起泡、膨胀、泡沫破裂并燃烧，发出白色光。所得产品为一种多孔泡沫状的SrA1204，产物相单一，合成的发光材料具有相当的适应性，燃烧过程中产生的气体可使Eu3+还原成Eu2+，而不需要还原保护气氛。采用这种方法可以使炉温大大降低，是一种很有意义的高效节能的合成方法。

综上所述，早期的蓄能发光涂料以硫化锌发光材料为颜料，现在则主要采用无毒无放射性的稀土激活碱土金属铝酸盐发光材料，而且发光涂料也由原来的溶剂型向水溶性，由双组分向单组分的环境友好的方向转变。目前，蓄能型发光涂料具有广阔的市场前景。