我國發(fā)明出稀土發(fā)光材料制備新方法

　　中國科學(xué)院長春應(yīng)化所石春山研究員課題組發(fā)明的“稀土發(fā)光材料制備方法”獲得美國商標專利局授權(quán)（專利號：US 7,060,202, B2）。 
　　稀土三基色發(fā)光材料，尤其是燈用材料，由于具有發(fā)光效率高、壽命長、顯色性好等優(yōu)點，在照明和顯示領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用。 
　　迄今為止，稀土三基色發(fā)光材料及其制備方法一直是以摻雜三價銪離子的氧化釔作為紅粉、以三價鋱離子和三價鈰離子共摻雜的多鋁酸鎂作為綠粉、以二價銪離子摻雜的多鋁鎂酸鋇作為藍粉，制備發(fā)光材料時，將三種材料按比例研混后高溫灼燒，產(chǎn)物再經(jīng)過科學(xué)后處理，最后得到實用的稀土三基色熒光粉。 
　　這一工藝中，用作產(chǎn)生藍光發(fā)射的二價銪離子,必須采用氫氣或碳或其他還原劑，由三價銪離子還原才能得到。還原工藝是規(guī)?；a(chǎn)過程中的復(fù)雜環(huán)節(jié)，有時甚至還有污染或不安全因素存在。通用的稀土三基色發(fā)光材料都是由三種基質(zhì)化合物組成的，高溫條件下各組分間往往會相互發(fā)生作用，或者長期在紫外光照射下，幾種化合物產(chǎn)生的老化程度也會各有不同。這些都會影響材料的發(fā)光性能和燈的使用壽命。 
　　中國科學(xué)院長春應(yīng)化所石春山研究員課題組于1994年提出：“電子構(gòu)型具有一定特征的一對三價稀土離子之間存在有共軛效應(yīng)，在某些體系中可實現(xiàn)電子轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生價態(tài)異常變化”（《變價稀土元素化學(xué)與物理》，科學(xué)出版社，1994），隨后，國內(nèi)外相繼有多篇文獻報道驗證或運用了這一理論（如，J.Alloy & Compounds,1995,224,177;Chin.J.Chem.,1996,5,399;J.Applied Physics,2000,3,1424。等）。 
　　課題組以國家需求為己任，將這一基礎(chǔ)研究成果具體應(yīng)用于稀土發(fā)光材料制備，發(fā)明出一類新的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的稀土三基色發(fā)光材料及其制備方法。通過將激活劑與基質(zhì)化合物研混后，空氣中直接高溫灼燒，得到一類單基雙摻稀土三基色發(fā)光材料。該方法體系新穎，制備工藝簡便，易于操作。 
　　該項發(fā)明提供的一類新稀土三基色發(fā)光材料，都是一種基質(zhì)，可避免多基質(zhì)相互作用引起的光學(xué)能量損耗；該項發(fā)明提供的制備方法，不需要采用任何還原劑，產(chǎn)生藍光發(fā)射的二價銪離子，是在合成過程中由摻入的三價銪離子與摻入的三價鋱離子之間產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移形成的，即三價鋱離子失去一個電子，部分地氧化成不發(fā)光的四價鋱離子，而三價銪離子得到一個電子，部分地還原成發(fā)藍光的二價銪離子。這樣，在發(fā)光材料中就有發(fā)紅光的三價銪離子、發(fā)綠光的三價鋱離子、發(fā)藍光的二價銪離子和不發(fā)光的四價鋱離子四種稀土離子共存，紫外光激發(fā)下發(fā)射的紅、綠、藍三基色光復(fù)合成白色光發(fā)出。該項發(fā)明提供的制備方法，省去了特定的還原工藝過程。因此簡化和凈化了流程，方便了操作。 
　　目前，該項發(fā)明的原理和相關(guān)技術(shù)，已擴展到硫氧化物以及多孔材料。為探找新的發(fā)光材料及其應(yīng)用拓寬了領(lǐng)域。