玻璃长余辉蓄光标志的研制
可见光长余辉材料的设计合成及其余辉特性的研究
可见光长余辉材料的设计合成及其余辉特性的研究可见光长余辉材料的设计合成及其余辉特性的研究引言：在现代生活中，越来越多的事情需要在光线暗淡或者没有光的环境下进行操作。
为了解决这一问题，人们开始研究和开发各种可见光长余辉材料。
本文将针对可见光长余辉材料的设计合成及其余辉特性进行研究。
一、可见光长余辉材料的设计1.1 研究背景可见光长余辉材料是一种能够在光线暗淡或者没有光的环境下发光的材料。
它通过吸收外界光线并在光源关闭后持续发光，从而提供持久可见光，在夜间或者能见度低的情况下提供照明效果。
这种材料的发展对提高夜间可见度和灯光照明效果具有重要意义。
1.2 设计原则可见光长余辉材料的设计需要考虑以下几个原则：（1）高吸收效率：材料应具有高吸收外界光线的能力，以充分利用光能。
（2）长持续发光时间：材料应具有长时间的余辉效果，以满足不同使用场景的需求。
（3）稳定性和可靠性：材料应具有良好的稳定性，能够经受环境变化和长时间使用的考验。
（4）低能耗：材料应具有低能耗特性，以提高其实用性和经济性。
二、可见光长余辉材料的合成2.1 目前的研究方向目前，可见光长余辉材料的合成主要有两个方向：有机合成和无机合成。
有机合成主要利用有机分子的发光性质，通过分子结构的调控来实现长余辉效果。
无机合成则利用晶体的特性，通过成分和结构的设计来实现长余辉效果。
2.2 合成方法与步骤在有机合成方面，常用的方法包括溶液法、溶胶凝胶法和共沉淀法。
其中，溶液法通过溶解合成原料，加入适当的催化剂，并在适当的条件下进行反应。
溶胶凝胶法则通过溶胶和凝胶过程进行材料的制备。
共沉淀法则是将合成原料同时溶解在适当的溶剂中，通过控制反应条件和沉淀速率来实现材料的制备。
在无机合成方面，常用的方法包括热分解法、水热法和溶胶-凝胶法。
热分解法是在高温条件下使化学反应发生，从而合成出所需的材料。
水热法则是利用高温高压的水环境下进行反应。
溶胶-凝胶法则是通过溶胶和凝胶过程，使溶解的金属离子逐渐组装成凝胶体系。
长余辉材料
长余辉发光材料也被称作蓄光材料，或者夜光材料，指的是在自然光或其它人造光源照射下能够存储外界光辐照的能量，然后在某一温度下（指室温），缓慢地以可见光的形式释放这些存储能量的光致发光材料。
目前稀土离子掺杂的碱土铝(硅)酸盐长余辉材料已进入实用阶段。
市场上可见的产品除了初级的荧光粉外,主要有夜光标牌、夜光油漆、夜光塑料、夜光胶带、夜光陶瓷、夜光纤维等, 主要用于暗环境下的弱光指示照明和工艺美术品等。
随着长余辉材料的形态从粉末扩展至玻璃、单晶、薄膜和玻璃陶瓷，对长余辉材料应用的探讨也从弱光照明、指示等扩展到信息存储、高能射线探测等领域。
长余辉材料受到人们越来越多的重视。
1 长余辉发光材料的类型及发展历程从基质成分的角度划分，目前长余辉发光材料主、要包括硫化物型、碱土铝酸盐型、硅酸盐型及其它基质型长余辉发光材料。
1.1 硫化物长余辉材料长余辉发光材料具有很长的发展历史。
1866 年法国的Sidot 首先制备出发绿光的长余辉材料ZnS:Cu，并于20 世纪初实现了工业化生产。
其后又开发出多种硫化物体系长余辉材料，如发蓝紫光的CaS:Bi，发黄色光的ZnCdS:Cu。
但是硫化物体系长余辉材料发光亮度低、余辉时间短、化学稳定性差、易潮解, 虽然可以通过添加放射性元素、材料包膜处理等手段来克服这些缺点, 但放射性元素的加入对人身健康和环境都会造成危害, 因而在实际使用中受到了极大制约。
1.2 碱土铝酸盐长余辉材料1968 年，Palilla 等人[1]在研究过程中首次观察到SrAl2O4:Eu2+的余辉现象，1991 年宋庆梅等[2,3]报道了铝酸锶铕(SrAl2O4:Eu2+和Sr4Al14O25:Eu2+)磷光体的合成及发光特性，1993 年肖志国[4]率先发现了以SrAl2O4:Eu2+，Dy3+为代表的多种稀土离子共掺杂碱土铝酸盐长余辉发光材料。
由于Dy 的加入使得该材料的发光性能比SrAl2O4:Eu2+大大提高，余辉时间可达ZnS:Cu 的10 倍以上，从此以Eu2+为激活剂、多种稀土离子共掺杂的碱土铝酸盐发光材料成为国内外竞相研究开发的热点，并很快实现了产业化。
长余辉发光玻璃陶瓷的制备及性能
1
0
220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440
λ /nm
图 3 样品的激发光谱 Fig.3 Excitation spectruns of the samples
均观察到蓝色长余辉现象，且样品的余辉性能较好， 发光亮度较高、余辉时间较长，余辉时间达到 8 h 以 上，接近高温固相烧结法制备的粉末样品的余辉时间 [7-9]，另外，样品的发光亮度和余辉时间随 B2O3 加入 量的增加而有所增加.
[8] JIANG Hong-yi,CHEN Wei. Synthesizing and properties of Sr2MgSi207-based long afterglow luminescent materials[J].Journal of Wuhan University of Technology,2003,25(11): 5 -7. 姜洪义,陈伟.Sr2MgSi2O7 基新型长余辉发光材料的合成与性能
1.2 基础玻璃组成的设计与样品制备 以所要形成的主晶相 Sr2MgSi2O7 的组成和
玻璃的加热变化情况；德国Bruker公司D8 Advence X射线粉末衍射仪鉴定长余辉发光玻璃陶瓷样品的物 相；AMICO BOWMAN2 荧光分光光度计测试样品
的激发光谱和发射光谱；用观察法测定样品的余辉时
Tel:0577-86689503 Email:zhouyongqiang66@
[7] LIN Y, NAN C, ZHOU X, et a1.Preparation and characterization of long afterglow M2MgSi207-based (M: Ca, Sr, Ba) photoluminescent phosphors[J].Mater Chem and Phys, 2003, 82:860-862.
长余辉蓄能发光涂料的研制
长余辉蓄能发光涂料的研制王德;黄玮;丛玉凤;陈鹏;纪灵娴;李甲【摘要】Long - afterglow energy storage luminescence paints were prepared with CaSiO3: Eu2 + , Dy silicate energy storage luminescence materials and film forming substance C5 resin emulsion. Effects of the a-mount of storage luminescence material on the optical performance of energy storage luminescence paint and the convensional paint performances were studied and the performances of storage luminescence paint were also analyzed. The results showed that when the amount of storage luminescence material were about 25% , the afterglow time of storage luminescence paint could be up to 8 h, while meeting the requirements of the o-riginal performances of paint such as stability, impact resistance and water resistance. The XRD patterns of storage luminescence paint and CaSiO3; Eu2 + , Dy3 + showed no significant differences, which suggested that C5 petroleum resin, additives and fillers added did not change the crystal structures and luminescence properties of CaSiO3: Eu2 + , Dy3+.%采用C5石油树脂乳液和自制CaSiO3∶Eu2+,Dy3+硅酸盐蓄能发光材料制备长余辉蓄能发光涂料,试验考察了蓄能发光材料加入量对蓄能发光涂料的光学性能和涂料原有性能的影响,并对蓄能发光涂料产品进行性能分析.结果表明:蓄能发光材料加入量在25％左右时,蓄能发光涂料的余晖时间可达8h以上,同时又能满足涂料原有性能的要求,如稳定性、耐冲击性和耐水性等.蓄能发光涂料的XRD图与CaSiO3∶Eu2+,Dy3+的XRD图之间没有明显差别,表明C5石油树脂和助剂填料的加入并没有改变CaSiO3∶Eu2+,Dy3+的晶格结构和发光特性.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2013(043)003【总页数】4页(P29-31,45)【关键词】蓄能发光涂料;蓄能发光材料;余晖时间;机械性能;光学性能【作者】王德;黄玮;丛玉凤;陈鹏;纪灵娴;李甲【作者单位】辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TQ637.4蓄能发光涂料是由蓄能发光材料、涂料成膜物质、助剂和填料等组成。
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全国性建材科技期刊——《玻璃》２００３年第２期总第１６７期
玻璃长余辉蓄光标志的研制
刘 缙 陈文娟 张战营
（洛阳工业高等专科学校洛阳市４７１００３）
摘要用低熔点玻璃作为载体，长余辉荧光粉作为发光物质，采用丝网印刷技术，可以制得长余辉蓄光玻璃标
志，其发光时间大于１２ ｈ。荧光粉和基础玻璃的粒度控制在０．０４３ ｍｍ以下，基础玻璃的软化点低于５００℃，烧成
温度不会影响荧光粉的发光效率。
关键词蓄光标志长余辉丝网印刷
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｏｎｇ ａｆｔｅｒ Ｌｏｗ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｓｉｇｎ ｗｉｔｈ Ｇｌａｓｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｇｌａｓｓ ｓｉｇｎ ｏｆ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｗａｓ ｍａｄｅ ｕｓｉｎｇ ｌｏｎｇ ａｆｔｅｒ ｌｏｗ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｇｌａｓｓ ｔｏｇｅｔｈｅｒ ｗｉｔｈ ｓｏｌｄｅｒ ｇｌａｓｓ
ｂｙ ｓｉｌｋ ｐｒｉｎｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｉｓ ｌｏｎｇｅｒ ｔｈａｎ １２ ｈｒ．Ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｏｆ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｓｅ
ｇｌａｓｓ ｗａｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ０．０４３ ｍｍ．Ｔｈｅ ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｌａｓｓ ｉｓ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ５００℃．Ｔｈｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｏｓｅ ｎｏｔ ｈａｖｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ．
Ｋｅｙ ｗＯｌｄＳ Ｓｉｇｎ ｏｆ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｌｏｎｇ ａｆｔｅｒ ｌｏｗ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｓｉｌｋ ｎｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ
１前言
长余辉发光材料主要有两大种类：硫化合物体
系和碱土铝酸盐体系。硫化合物体系物理化学稳定
性较差，发光强度和余辉时间较弱［１］。近几年来，
碱土铝酸盐体系的研究取得了突破，所制备材料
（主要为ＳｒＡ１。Ｏ ：Ｅｕ：Ｄｙ汁系列）的发光强度高，
发光时间在８ ｈ以上，激发光谱的主峰位于３２０ ｎｍ
和３６０ ｎｍ处，发射光谱的主峰位于５２０ ｎｍ处［２］。
这使长余辉蓄光玻璃制品的应用有了可能。
本研究所制备的玻璃长余辉蓄光标志，是一种
以低熔点玻璃粉和ＳｒＡ１。Ｏ ：Ｅｕ：Ｄｙ什长余辉发光
粉为原料，添加合适的溶剂，用丝网印刷技术，在
玻璃制品上印制所需的图案，经过一定温度烧制
后，可以制得长余辉蓄光标志。它可以利用太阳
光、日光灯、电灯等做光源，经短时间照射后，储
存能量，在黑暗中（或夜晚）发出肉眼可视的亮度
水平（０．３２ ｍｃｄ／ｍ。），持续发光时间大于１２ ｈ， 基本可以满足夜间发光所需。该材料无毒，制备工 艺简单，可以印制商标和多种图案，制得精美的工 艺产品。 ２工艺实验方法 ２．１ 原材料 本实验采用二氧化硅、硼酸、氧化钡、纯碱、 ＳｒＡ１。 ：Ｅｕ：Ｄｙ汁发光粉、丙三醇、无水乙醇等 为原料（试剂均为分析纯）。 ２．２样品制备 将二氧化硅、硼酸、氧化钡、纯碱及其他添加 剂用球磨机混合均匀，控制熔制温度，制得低熔点 玻璃。以该玻璃作为载体，掺杂ＳｒＡ１。Ｏ ：Ｅｕ： Ｄｙ什发光粉，混合均匀。然后加入丙三醇、无水 乙醇等调节浆体黏度，放在印制好图案的丝网上， 手工印刷。自然凉干（２～３ ｈ），放人马弗炉，控 制一定的烧成条件（＜５００℃），保温２０ ｒａｉｎ，制 得外观和性能良好的长余辉蓄光玻璃标志。 ２．３ 样品性能测试 亮度及余辉时间：采用日测；激发光源：采用 ２Ｏ Ｗ日用荧光灯；基础玻璃软化点：采用ＰＣＲ一
１Ａ型差热仪测量；晶相结构：采用Ｘ一衍射仪测
量。
７
全国性建材科技期刊——《玻璃》２００３年第２期 总第１６７期
３实验结果及讨论
３．１ 易熔玻璃的熔制
由于是采用荧光粉和基础玻璃混合后印刷烧
制，考虑到制品不能变形、标志良好的外观，所
以，要求烧制后荧光粉晶形不变、基础玻璃软化点
要低。基于以上考虑，我们选择了ＳｉＯ 一Ｂ Ｏ。一ＲＯ－
Ｒ Ｏ无铅低温系统作为基础玻璃成分，其范围为： ＳｉＯ２ １６ ～２０ ，Ｂ２ Ｏ３ ４０ ～５１ ，ＢａＯ ２０ ～ ３０ ，ＮａＯ １０ ～１５ 。经过差热分析，其软化 点为４３７℃，能满足实验要求。 ３．２发光粉的掺加比例 考虑到应用成本，荧光粉的掺入量以在黑暗中 （或夜晚）发出肉眼可视的亮度水平（０．３２ ｍｃｄ／ ｒｎ ）为准，烧制后实验结果见表１。从表１可以看 出，当荧光粉含量为１５ 时，其亮度与其含量为 ２０ 和３０ 时并无太大分别，考虑到成本，我们 选择荧光粉为１５ 。 表１荧光粉的掺入量 掺人量（ ） ５ ｌＯ １５ ２０ ２５ ３０ 亮度（肉眼观察） 暗 稍亮 亮 亮 亮 亮 注：激发光源：采用２０ ｗ日用荧光灯 ３．３ 荧光粉与基础玻璃颗粒度对发光性能的影响 用于标志的玻璃涂层要求表面光滑、平整。基 础玻璃的粒度越细越好，而荧光粉颗粒的大小直接 影响其发光效果，颗粒度过大，会造成标志表面粗 糙，颗粒度过小，又会破坏荧光粉的晶型。另外考 虑到丝网印刷时的两者的分散情况，经过反复实 验，最终确定荧光粉和基础玻璃的粒度均控制在 ０．０４３ ｍｍ以下。在研磨过程中，玻璃粉不能与荧 光粉同时研磨，否则玻璃的无定形结构会破坏荧光 粉的晶格，影响发光＿３］。 ３．４ 热处理对蓄光玻璃发光性能的影响 由于荧光粉是在还原气氛下制备的，所以在空 气气氛中加热会使荧光粉的发光效率降低。温度越 高，保温时间越长，荧光粉被氧化越多，发光效果 越差。文献Ⅲ指出，烧成温度控制在７５０～８５０℃ ８ 之间，保温时间在１０ ｍｉｎ以内，能合成性能较好 的蓄光玻璃。而本实验的烧成温度＜５００℃，比该 文献中提供的允许温度低得多，所以，热处理不会 影响蓄光玻璃发光性能。 ３．５ 制品的Ｘ一射线分析 图１为制品的ＸＲＤ图。从图中可以看出，制 品中存在ＳｒＡ１ Ｏ ：Ｅｕ：Ｄｙ。 发光晶相。证明经过
处理后，荧光粉性能保持不变。
４结 语
图１ 制品的ＸＲＤ图
用低熔点玻璃作为载体，长余辉荧光粉作为发
光物质，采用丝网印刷技术，可以制得长余辉蓄光
玻璃标志，其发光时间大于１２ ｈ，制品图案清晰，
表面光滑。荧光粉和基础玻璃的粒度控制在０．０４３
ｍｍ以下，基础玻璃的软化点低于５００℃。烧成温
度不会影响荧光粉的发光效率。用本技术可以制得
玻璃荧光商标、高档器皿的发光图案、旅游景点的
装饰等。
参考文献
［１］ 吕霄．废玻璃再生利用制备长余辉蓄光釉面砖及其
性能的研究．材料科学与工艺．２００１．１，Ｐ１６～１９
［２］ 陈清明，等．长余辉与光玻璃的制备及其性能研究．
功能材料．２００２．３２（２），Ｐ２０８～２０９
［３］ 姜研彦，等．影响长余辉玻璃涂层的因素．硅酸盐
通报．１９９８．４，Ｐ６７～７０
［４］ 林元华，等．烧成条件对长余辉蓄光玻璃光学性能
的影响．无机材料学报．２０００．６（Ｖｏ！．１５，Ｎｏ．
６），Ｐ９８２～９８６
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