一种高强度陶瓷夜光复合材料及其制备方法与流程

本发明属于陶瓷材料，具体是指一种高强度陶瓷夜光复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、夜光材料，又称长余辉材料，是一种光致发光材料，长余辉材料在光源照射下，可以存储部分的能量，在室温下以光子的形式释放出存储的能量，在激发停止后以可见光形式缓慢释放，其应用非常广泛主要包括夜间应急指示、光电子器件或元件、仪表显示、低度照明、家庭装饰及国防军事等。

2、长余辉材料中硫化物作为传统的长余辉发光材料，存在亮度不高、寿命短的问题，并且硫化物分解后，会严重威胁环境和人体健康安全；铝酸盐长余辉发光材料相对于硫化物，其余辉初始强度和余辉持续时间得到了较大的提升，但是铝酸盐的耐水性差，与水接触时极易发生水解反应，水解会产生大量oh-，影响体系酸碱平衡的同时破坏材料的晶体结构，严重影响其发光性能的余辉亮度；并且长余辉材料的抗高温氧化性差，高温热处理后会导致其发光性能急剧下降，限制其在高温领域的应用。

3、目前现有技术主要存在以下问题：夜光材料耐水性、抗高温氧化性差。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种高强度陶瓷夜光复合材料及其制备方法，为了解决夜光材料耐水性、抗高温氧化性差的问题，本发明提出通过在稀土掺杂sr2sio4荧光粉表面制备耐高温包覆层，改善荧光粉的高温抗氧化性能，同时与陶瓷粉复合制备出高强度陶瓷夜光复合材料。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种高强度陶瓷夜光复合材料及其制备方法，所述高强度陶瓷夜光复合材料包括如下重量份的组分：改性稀土掺杂sr2sio4荧光粉20-30份、陶瓷粉60-80份。

3、进一步地，所述陶瓷粉包括如下重量份的组分：sio230-40份、al2o35-10份，zro215-20份、cao20-25份、zno8-10份、mgo3-5份。

4、进一步地，所述改性稀土掺杂sr2sio4荧光粉的制备方法包括如下步骤：

5、（1）取碳酸锶、二氧化硅、氧化铕、氧化镝和助溶剂，放入球磨机中，加入无水乙醇，球磨6-8h，球磨机转速为200-300r/min，将球磨后的粉体移至氧化铝坩埚中，置于高温气氛箱式炉1400℃还原性气氛下煅烧4-6h，冷却至室温，得到稀土掺杂sr2sio4荧光粉；

6、（2）取二甲氧基二甲基硅烷和甲基三甲氧基硅烷加入质量分数为10%的乙醇水溶液中，加入浓度为1mol/l的硝酸溶液作为催化剂，搅拌20-30min后，得到混合液；

7、（3）取步骤（1）所得稀土掺杂sr2sio4荧光粉加入步骤（2）所得混合液中，得到混合物，搅拌20-30min，300w超声处理30-40min，1000r/min离心3-5min取沉淀，25℃下固化2h，然后100℃干燥10-12h，然后在氩气气氛下，以5℃/min的速率升温至1000-1200℃进行热解，保温1-2h，得到改性稀土掺杂sr2sio4荧光粉。

8、进一步地，在步骤（1）中，所述碳酸锶、二氧化硅、氧化铕与氧化镝的摩尔比为2:1:0.03-0.05:0.006-0.009。

9、进一步地，在步骤（1）中，所述助溶剂为氟化铵，加入量为碳酸锶、二氧化硅、氧化铕和氧化镝总质量的4-5%；所述无水乙醇与加入固体的料液比为1:3-5。

10、进一步地，在步骤（1）中，所述还原性气氛为氢气、氮气的混合气体，体积比为1:19。

11、进一步地，在步骤（2）中，所述二甲氧基二甲基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的体积比为1:4-6。

12、进一步地，在步骤（2）中，所述二甲氧基二甲基硅烷与乙醇水溶液的体积比为1:6-8。

13、进一步地，在步骤（2）中，所述硝酸溶液与二甲氧基二甲基硅烷的体积比为1-2:2。

14、进一步地，在步骤（3）中，所述混合物中稀土掺杂sr2sio4荧光粉的质量浓度为80-100g/l。

15、本发明提供了一种高强度陶瓷夜光复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

16、取改性稀土掺杂sr2sio4荧光粉和陶瓷粉混合均匀，置于高温炉中900-1100℃烧结3-5h，然后500-550℃退火，得到高强度陶瓷夜光复合材料。

17、本发明取得的有益效果如下：

18、本发明通过在稀土掺杂sr2sio4荧光粉表面制备耐高温包覆层，改善荧光粉的高温抗氧化性能，同时与陶瓷粉复合制备出高强度陶瓷夜光复合材料；硅酸盐相较于铝酸盐有更好的物理化学稳定性和耐水性，使其硅酸盐中掺杂eu2+离子成为可以替代铝酸盐的优良的长余辉发光材料，通过进一步掺杂dy3+离子，引入新的缺陷，提高浅陷阱的密度，俘获更多的电子，从而延长余辉的时间；以二甲氧基二甲基硅烷和甲基三甲氧基硅烷为前驱体，通过高温热解在稀土掺杂sr2sio4荧光粉表面形成了sioc包覆层，包覆层能够提高荧光粉的高温抗氧化性能，避免在与陶瓷粉制备复合材料时因高温氧化而导致发光性能变差，从而能够得到发光性能好的、高强度的夜光材料；通过将稀土掺杂sr2sio4荧光粉和陶瓷粉制备复合材料，能够提高荧光粉的化学稳定性和耐水性，其发光性能和稳定性都优于普通荧光粉。

技术特征：

1.一种高强度陶瓷夜光复合材料，其特征在于：包括如下重量份的组分：改性稀土掺杂sr2sio4荧光粉20-30份、陶瓷粉60-80份；

2.根据权利要求1所述的高强度陶瓷夜光复合材料，其特征在于：在步骤（1）中，所述碳酸锶、二氧化硅、氧化铕与氧化镝的摩尔比为2:1:0.03-0.05:0.006-0.009。

3.根据权利要求2所述的高强度陶瓷夜光复合材料，其特征在于：在步骤（1）中，所述助溶剂为氟化铵，加入量为碳酸锶、二氧化硅、氧化铕和氧化镝总质量的4-5%；所述无水乙醇与加入固体的料液比为1:3-5。

4.根据权利要求3所述的高强度陶瓷夜光复合材料，其特征在于：在步骤（1）中，所述还原性气氛为氢气、氮气的混合气体，体积比为1:19。

5.根据权利要求4所述的高强度陶瓷夜光复合材料，其特征在于：在步骤（2）中，所述二甲氧基二甲基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的体积比为1:4-6。

6.根据权利要求5所述的高强度陶瓷夜光复合材料，其特征在于：在步骤（2）中，所述二甲氧基二甲基硅烷与乙醇水溶液的体积比为1:6-8。

7.根据权利要求6所述的高强度陶瓷夜光复合材料，其特征在于：在步骤（2）中，所述硝酸溶液与二甲氧基二甲基硅烷的体积比为1-2:2。

8.根据权利要求7所述的高强度陶瓷夜光复合材料，其特征在于：在步骤（3）中，所述混合物中稀土掺杂sr2sio4荧光粉的质量浓度为80-100g/l。

9.根据权利要求8所述的高强度陶瓷夜光复合材料，其特征在于：所述陶瓷粉包括如下重量份的组分：sio230-40份、al2o35-10份，zro215-20份、cao20-25份、zno8-10份、mgo3-5份。

10.根据权利要求1-9任一项所述的高强度陶瓷夜光复合材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

技术总结本发明公开了陶瓷材料技术领域的一种高强度陶瓷夜光复合材料及其制备方法，所述高强度陶瓷夜光复合材料包括如下重量份的组分：改性稀土掺杂Sr<subgt;2</subgt;SiO<subgt;4</subgt;荧光粉20‑30份、陶瓷粉60‑80份。本发明提出通过在稀土掺杂Sr<subgt;2</subgt;SiO<subgt;4</subgt;荧光粉表面制备耐高温包覆层，改善荧光粉的高温抗氧化性能，同时与陶瓷粉复合制备出高强度陶瓷夜光复合材料。技术研发人员：张善魁,丁慧娴受保护的技术使用者：山东首明科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11