橙黄色长余辉发光材料及生产方法 技术领域：
本发明涉及一种长余辉发光材料及生产方法，尤其是一种橙黄色长余辉发光材料及生产方法。
背景技术：
90年代初期，人们陆续发明了铝酸盐体系和硅酸盐体系两大类长余辉发光材料，这两大类长余辉发光材料在发光亮度、余辉时间、化学稳定性方面都比传统的硫酸锌体系的长余辉发光材料有所提高，但这两大类长余辉发光材料的发光颜色一般为黄绿、篮紫、蓝绿，难以满足需要。以后人们又相继发明了红色、橙红色长余辉发光材料以及橙黄色长余辉发光材料。红色和橙红色长余辉发光材料的化学组成分别为Ms:Eu，Tm、Ms:Eux，Ay，Bz，可余辉时间却只有数十分钟、化学性质不稳定，容易水解。橙黄色长余辉发光材料的化学组成基本上有两种：一种是ZnS:Mn，Cu，存在着发光强度低，余辉时间短、化学性质不稳定、空气中易分解且易水解等弊病，虽然有的在该材料中添加放射性元素，以增加其发光亮度及延长余辉时间，但由于放射性元素对环境有污染，对人体有伤害，使其在应用中受到极大的限制；还有一种就是与本专利申请最接近的技术，是中国专利申请号为02188548.4，名称为《橙黄色发射稀土长余辉磷光体》的专利申请技术。该专利申请文件所公开的是以硫氧化钇Y2O2S为基质，三价铥离子为激活离子，二价镁离子和四价钛离子为添加离子，碳酸钠为助溶剂。其生产方法是在活性炭的还原气氛下，以1000～1150℃温度灼烧5～6小时，产物高温出炉后，在热盐酸中浸泡1.5～2小时，再用热水洗涤，干燥后即得产品。尽管此种长余辉磷光体的发光强度和余辉时间比所述的ZnS系列产品优越，而且化学性质稳定，不易水解，但是该产品及生产方法却存在着如下缺点：原料中含有价格昂贵的稀土离子铥，使产品的原料成本高；生产过程中的长时间高温加热，不仅浪费大量的能源，而且增加了产品的制造成本；用热盐酸浸泡产品的同时会生成有人体有害的硫化氢气体。
发明内容：
本发明是为了解决现有技术所存在的产品成本高、浪费能源，污染环境等技术问题，提供一种产品成本低、节约能源、保护环境的橙黄色长余辉发光材料及生产方法。
本发明的技术解决方案是：一种橙黄色长余辉发光材料，其特征在于化学组成为：aY2O2S∶bTi4+，cMg2+，其中0.9≤a≤0.99摩尔分数，0.01≤b≤0.1摩尔分数，0.01≤c≤0.05.
一种橙黄色长余辉发光材料的生产方法，其步骤如下：
a.取氧化钇Y2O3、含Ti4+的化合物、含Mg2+的化合物、硫、碳酸钠Na2CO3、为原料，碳为还原剂，其原料配比为：氧化钇Y2O3为0.9～0.99摩尔分数、Ti4+为0.01～0.1摩尔分数、Mg2+为0.01～0.05摩尔分数、硫为总质量的30～40％、碳酸钠Na2CO3为总质量地30～40％，碳为装料量质量的1/4～1/2；
b.将原料混合以200～500℃温度，在还原条件下灼烧3～6小时；
c.将b步骤所得产物以1100～1300℃温度，在还原条件下灼烧1～3小时；
d.将c步骤所得产物在75～85℃热水中浸泡2～3小时后，再用热水清洗；
e.对d步骤所得产物进行干燥。
所述的含Ti4+的化合物为钛酸钠Na2TiO3。
所述的含Mg2+的化合物为氧化镁MgO。
本发明是以硫氧化钇为基质，以四价钛离子为激活剂、二价镁离子为添加离子，碳酸钠为助溶剂的一种橙黄色长余辉发光材料，其生产方法是在还原气氛下，经低温、高温两步灼烧、热水浸泡、热水洗涤、干燥而成。由于原料中没有价格较高的稀土离子铥，取而代之的是价格较为低廉的四价钛离子，故产品的原料成本较低；高温灼烧时间比现有技术缩短了2～3小时，节省大量的电能，降低了产品的制造成本；产物是在热水中浸泡，不但节省盐酸，同时还不会产生对环境、人体有害的硫化氢气体，利于环保及人体健康。
具体实施方式：
实施例1：
a.首先对原料称重。取氧化钇Y2O3203.4克(0.9摩尔分数)，二氧化钛8克(0.1摩尔)，氧化镁0.4克(Mg2+0.01摩尔)，硫为总质量的30％，即63.54克，碳酸钠为总质量的30％，同样为63.54克。碳为总装料量质量的1/2左右均可，约169.44克；
b.将所称的原料混合装入坩埚内，在坩埚的周围放置169.44克碳棒，以200℃温度灼烧3小时；
c.之后再以1100℃温度，灼烧1小时；
d.将c步骤所得产物在75热水中浸泡2小时后，再用热水清洗；
e.对d步骤所得产物进行干燥。
其反应机理是：
；
发光原理是：
在遇到可见光或紫外线照射时，首先由镁离子吸收能量，转移给钛离子储存，当停止照射时，再由钛离子向外放出所储存的能量，释放能量的过程即放光的过程。
实施例2：
a.首先对原料称重。取氧化钇Y2O3223.74克(0.99摩尔分数)，二氧化钛8克(0.1摩尔)，氧化镁2克(Mg2++0.05摩尔)，硫为总质量的40％，即93.5克，碳酸钠为总质量的35％，为81.8克。碳为总装料量质量的1/4左右均可，约102.26克；
b.将所称的原料混合装入坩埚内，在坩埚的周围放置碳棒，以500℃温度灼烧6小时；
c.之后再以1300℃温度，灼烧3小时；
d.将c步骤所得产物在85℃热水中浸泡3小时后，再用热水清洗；
e.对d步骤所得产物进行干燥。
其反应机理与发光原理同实施例1。
实施例3：
a.首先对原料称重。取氧化钇Y2O3203.4克(0.9摩尔分数)，钛酸钠1.42克(0.01摩尔)，碱式碳酸镁Mg(OH)2·4MgCO3·5H2O0.968克(Mg2+0.01摩尔)，硫为总质量的40％，即82.3克，碳酸钠为总质量的40％，同样为82.3克。碳为总装料量质量的1/3左右均可，约123.46克；
b.将所称的原料混合装入坩埚内，在坩埚的周围放置169.44克碳棒，以400℃温度灼烧5小时；
c.之后再以1250℃温度，灼烧2.5小时；
d.将c步骤所得产物在80℃热水中浸泡2.5小时后，再用热水清洗；
e.对d步骤所得产物进行干燥。
其反应机理与发光原理同实施例1、2。