凝胶-微波合成法稀土长余辉荧光粉的制备(3)

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助熔剂在锻烧过程中起到了重要的作用，是在发光体锻烧形成过程中起到熔媒作用的物质，使激活剂易于进入基质，并促使基质形成微小晶体。常用的助熔剂材料有卤化物、碱金属和碱土金属的盐类及硼的氧化物和盐类，用量为基质的5%～25%。助熔剂的种类、含量及其纯度都对发光材料性能有直接影响。

目前采用高温固相法己经合成了多种稀土发光材料，其制备步骤一般为：首先按一定化学配比称取反应物，进行充分混合后装入柑祸，然后放入高温炉中，在某种气氛下进行一定时间的锻烧，取出冷却，最后进行粉碎、过筛即得样品。

利用高温固相反应法合成发光材料的主要优点是：发光亮度大，余辉时间长，利于产业化。缺点是锻烧温度高，对设备要求较高，粒径分布不均匀，难以获得球形颗粒，粒子易团聚，需粉碎减小粒径，从而使发光材料的晶型遭到破坏，导致发光性能降低，同时颗粒形貌不完整，尺寸不一致，导致涂层不均匀，致密性差，不利于获得高质量的发光材料。

1.3.2 燃烧合成法[16-17]

为了克服高温固相法的不足，人们发展了“燃烧合成法”制备技术。该方法是将Eu2O3、共激活剂、SrCO3、Al2O3按化学计量配成盐溶液(通常是硝酸盐溶液)并混合，加入适量硼酸和尿素，溶解后，迅速移入预热至500℃～700℃的炉中，在特定温度下维持几分钟，经剧烈的氧化还原反应，逸出大量气体，进而燃烧，几十秒后即得泡沫状材料。此法己成功制备出SrA12O4：Eu2+，Dy3+、(Ce，Tb)MgAl12O20、Y2O3：Eu、Gd2O3：Eu2+等。采用燃烧法制备的磷光体呈现泡沫状，疏松、不结团、易粉碎，合成的发光材料具有相当的适用性，燃烧过程产生的气体可使Eu3+还原为Eu2+，而不需还原保护气氛。可使炉温大大降低，是一种很有意义的高效节能合成方法，其不足之处在于产品的结构、发光性能还不太优越，同时制备过程中会排放出有害气体。

1.2.3 溶胶-凝胶法[18-20]论文网

溶胶一凝胶(Sol-Gel)法是应用前景非常广阔的合成方法。用此法已成功地合成了铕激活铝酸锶蓄光材料，该方法具体过程是：采用母体材料含有铝和铭的金属盐溶液(如硝酸盐溶液)，配以Sr、Eu、Dy的硝酸盐，再加入摩尔数与金属离子摩尔数相同的柠檬酸，然后加热搅拌溶解，用氨水调节调节溶液的PH值，然后于80℃水浴中慢慢蒸发，逐步形成溶胶，再继续蒸发形成凝胶，经干燥、灼烧除去有机物，再在还原气氛下灼烧即得蓄光型发光材料。利用此法己成功合成了多种稀土发光材料，如：SrAl2O3：Eu2+，Dy3+、SrAl2O4：Eu2+、YBO3：Eu2+、Y2SiO5：Eu、Y3Al5O12：Ce3+，Tb3+等。它的主要优点在于可在较低温度下合成产品，且产品均匀度好，粒径小，是一种有效的软化学合成法，但是它的合成周期长，成本高。

1.3.4 共沉淀法[21-22]

共沉淀法是最近才应用于制备发光材料的一种新的制备方法。共沉淀法是指在包含一种或多种离子的可溶性盐溶液中，加入沉淀剂(如OH-、C2O4-、CO32-等)或在一定温度下使溶液发生水解后，形成不溶性氢氧化物、水合氧化物或盐类从溶液中析出，然后将溶剂和溶液中原有的阴离子洗去，经热分解或脱水得到所需的氧化物粉末的方法。在制备稀土蓄光型发光材料时主要根据组成长余辉材料的金属离子来选择合适的沉淀剂，将它作为同沉淀物而沉淀下来，这样使各组分在溶液状态下就已达到混合均匀的目的，保证掺杂的稀土离子能够进入基质晶格中。目前，制备稀土发光材料采用共沉淀方法通常采用二次焙烧，第一次烧温度控制在700℃～800℃下锻烧2h左右；第二次在还原性气氛中于1100℃～1300℃灼烧2h～3h。合成的发光材料性能较佳。共沉淀法的优点在于工艺流程简单可行，可制备活性大、颗粒细和分布均匀的粉体，并且可以优化材料结构和降低烧结温度。