一种发光陶瓷及其制备方法.pdf

一种发光陶瓷及其制备方法，涉及一种陶瓷。提供一种发光陶瓷吸收可见光后，能够在黑暗处持续发光，不会对环境造成污染，化学稳定性好、发光亮度高、余辉时间长的发光陶瓷及其制备方法，该发光陶瓷主要可用于消防安全疏散标志和装饰性陶瓷等。发光陶瓷包括陶瓷坯体或上好釉的陶瓷，在发光陶瓷包括陶瓷坯体或上好釉的陶瓷上有发光釉层。配制发光釉浆：将透明釉粉、发光粉和气相二氧化硅混合，研磨成发光釉料，加入乙二醇作悬浮介质调制成发光釉浆；施釉：采用浸渍方法在陶瓷坯体或上好釉的陶瓷表面上施发光釉层，得施釉后的发光陶瓷；热处理：将施釉后的发光陶瓷在还原气氛下热处理，得最后的发光陶瓷产品。

1.  一种发光陶瓷，其特征在于包括陶瓷坯体或上好釉的陶瓷，在发光陶瓷包括陶瓷坯体或上好釉的陶瓷上有发光釉层。

2.  如权利要求1所述的一种发光陶瓷，其特征在于发光釉层的组成包括发光釉料和乙二醇，发光釉料包括透明釉粉、发光粉和气相二氧化硅，按质量百分比的含量为发光粉为10％～35％，气相二氧化硅为0.1％～0.9％，余为透明釉粉，按质量比，乙二醇为发光釉料的2～4倍。

3.  如权利要求1所述的一种发光陶瓷，其特征在于所述发光粉为稀土激活的铝酸盐化合物，其化学组成为SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺。

4.  如权利要求1所述的一种发光陶瓷，其特征在于发光釉层的厚度为0.1～0.2mm。

5.  如权利要求1所述的一种发光陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)配制发光釉浆：将透明釉粉、发光粉和气相二氧化硅混合，研磨成发光釉料，加入乙二醇作悬浮介质调制成发光釉浆；
2)施釉：采用浸渍方法在陶瓷坯体或上好釉的陶瓷表面上施发光釉层，得施釉后的发光陶瓷；
3)热处理：将施釉后的发光陶瓷在还原气氛下热处理，得最后的发光陶瓷产品。

6.  如权利要求5所述的一种发光陶瓷的制备方法，其特征在于按质量百分比，发光粉为10％～35％，气相二氧化硅为0.1％～0.9％，余为透明釉粉，按质量比，乙二醇的加入量为发光釉料的2～4倍。

7.  如权利要求5所述的一种发光陶瓷的制备方法，其特征在于所述发光粉为稀土激活的铝酸盐化合物，其化学组成为SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺。

8.  如权利要求5所述的一种发光陶瓷的制备方法，其特征在于发光釉层的厚度为0.1～0.2mm。

9.  如权利要求5所述的一种发光陶瓷的制备方法，其特征在于热处理的温度为900～950℃。

10.  如权利要求5或9所述的一种发光陶瓷的制备方法，其特征在于热处理的升温速率为5～10℃/min。

一种发光陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷，尤其是涉及一种发光陶瓷及其制备方法。
技术背景
蓄光型发光材料是当有可见光、紫外线等光源照射时，该材料能将其光能吸收储存起来，在黑暗状态下，再将所储存的光能缓慢释放出来而发出可见光的材料，这种特殊材料可制成消防安全疏散标志、内外墙砖、工艺美术品等各种陶瓷制品。它既能起到照明、标示和装饰作用，又方便和美化了人们的生活，还可大幅度节能。
以ZnS为代表的传统荧光材料由于发光时间短，发光亮度低、耐光性差等缺点([1]孙远亮，庞茂龙，王宁，王保峰，陈祖坤.ZnS基发光陶瓷釉的研制及发光机理探讨[J].山东陶瓷，2002，25(3)：23-24)，使人们在实际生活应用中弃取两难。上世纪发展起来的稀土铝酸盐，无毒、无放射性、化学性能稳定，其发光亮度和持续发光时间是以ZnS为代表的传统荧光材料的30％～50倍，并可无限次反复利用。
在陶瓷的透明釉料中加入发光粉可使陶瓷制品有发光余辉。目前，各先进国家在这方面均开展了研究工作，并取得了不少成果。但申请的专利中使用的发光陶瓷釉料大都采用铜或铒、镓为激活剂的硫化物{ZnO或(Zn，Gd)S}的发光粉([2][P].中国专利申请号88103858，公告号1039238；[3]汪健，张来平，新型陶瓷颜料—夜光粉[J].景德镇陶瓷，1990，2：16；[4]张玉南[J].夜光粉的制备与夜光釉的调配.景德镇陶瓷，1990，4：17)或者单一Eu激发的铝酸盐长余辉为发光粉([5]郭庆捷，徐明霞，曹佩玲等.Eu²⁺激活的碱土铝酸盐长余辉发光材料的研究现状.稀有金属材料与工程，2004，33(3)：225-228)，其缺点是发光亮度比较低、余辉时间短、釉料烧成温度低，在使用时釉面质量欠佳，其性能不能令人满意。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光陶瓷吸收可见光后，能够在黑暗处持续发光，不会对环境造成污染，化学稳定性好、发光亮度高、余辉时间长的发光陶瓷及其制备方法，该发光陶瓷主要可用于消防安全疏散标志和装饰性陶瓷等。
本发明的技术方案是采用Eu和Dy激发的铝酸盐长余辉发光材料制成一种化学稳定性好、发光亮度高、余辉时间长的发光釉料，并采用加入气相二氧化硅和乙二醇为辅助材料提高了釉面质量，在陶瓷坯体或陶瓷制品表面上施一层发光釉料，再进行热处理。
本发明所述发光陶瓷包括陶瓷坯体或上好釉的陶瓷，在陶瓷坯体或上好釉的陶瓷上有发光釉层。
发光釉层的组成包括发光釉料和乙二醇，发光釉料的组成及其按质量百分比的含量最好为发光粉为10％～35％，气相二氧化硅为0.1％～0.9％，余为透明釉粉；按质量比，乙二醇的含量最好为发光釉料的2～4倍；所述发光粉最好采用稀土激活的铝酸盐化合物，其化学组成为SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺。
发光釉层的厚度最好为0.1～0.2mm。
本发明所述发光陶瓷的制备方法包括以下步骤：
1)配制发光釉浆：将透明釉粉、发光粉和气相二氧化硅混合，研磨成发光釉料，加入乙二醇作悬浮介质调制成发光釉浆；
2)施釉：采用浸渍方法在陶瓷坯体或上好釉的陶瓷表面上施发光釉层，得施釉后的发光陶瓷；
3)热处理：将施釉后的发光陶瓷在还原气氛下热处理，得最后的发光陶瓷产品。
按质量百分比，发光釉料中的透明釉粉、发光粉和气相二氧化硅的含量最好为发光粉为10％～35％，气相二氧化硅为0.1％～0.9％，余为透明釉粉，按质量比，乙二醇的加入量最好为发光釉料的2～4倍；所述发光粉最好采用稀土激活的铝酸盐化合物，其化学组成为SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺。
发光釉层的厚度最好为0.1～0.2mm。
热处理的温度最好为900～950℃，热处理的升温速率最好为5～10℃/min。
与现有的发光陶瓷比较，本发明具有以下突出的优点：
1)由本发明所制备的发光陶瓷表面平滑光亮，例如用在生活用品的杯、碗、碟、盘等，夜间呈现彩色发光图案，可美化环境，增加人们的生活情趣；也可以制成发光标识等。
2)由本发明所制备的发光陶瓷在吸收可见光15～30min后，能够在黑暗中自行发光10h以上，并且发光亮度高，余辉时间长。
3)本发明使用的透明釉粉是一种透明釉料，此透明釉料的釉面透明度高。釉面透明度越高，发光陶瓷的发光强度越高。
4)本发明中采用乙二醇作发光釉浆的分散剂，因为铝酸盐发光粉易水解，而用乙二醇作分散剂，分散性好，釉料不变性。
5)本发明中将气相二氧化硅加入发光釉浆中，对发光釉浆进行改性，起到触变剂的作用。6)最重要的是本发明制备的产品是无源发光，不需要任何附加设备，不消耗任何人工能源，对环境无污染。
具体实施方式
实施例1
1)配制发光釉浆：将透明釉粉、发光粉稀土激活的铝酸盐化合物和气相二氧化硅混合，研磨成发光釉料，加入乙二醇作悬浮介质调制成发光釉浆；按质量百分比，透明釉粉为89.3％，发光粉为10％，气相二氧化硅为0.7％，按质量比，乙二醇的加入量为发光釉料的3倍；所述发光粉采用稀土激活的铝酸盐化合物，其化学组成为SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺。
2)施釉：采用浸渍方法在陶瓷坯体或上好釉的陶瓷表面上施发光釉层，得施釉后的发光陶瓷；发光釉层的厚度为0.15mm。
3)热处理：将施釉后的发光陶瓷放入马弗炉中还原气氛中热处理，热处理的温度为900℃，热处理的升温速率为5℃/min，得表面较平整、光滑，余辉时间超过10h的发光陶瓷产品；
实施例2：与实施例1类似，其区别在于按质量百分比，透明釉粉为84.5％，发光粉为15％，气相二氧化硅为0.5％，按质量比，乙二醇的加入量为发光釉料的3.5倍；热处理温度为950℃，升温速率为10℃/min。
实施例3：与实施例1类似，其区别在于按质量百分比，透明釉粉为79.1％，发光粉为20％，气相二氧化硅为0.9％，按质量比，乙二醇的加入量为发光釉料的2倍；热处理温度为920℃，升温速率为8℃/min。
实施例4：与实施例1类似，其区别在于按质量百分比，透明釉粉为74.7％，发光粉为25％，气相二氧化硅为0.3％，按质量比，乙二醇的加入量为发光釉料的2.5倍；热处理温度为930℃，升温速率为6℃/min。
实施例5：与实施例1类似，其区别在于按质量百分比，透明釉粉为69.9％，发光粉为30％，气相二氧化硅为0.1％，按质量比，乙二醇的加入量为发光釉料的4倍；热处理温度为940℃，升温速率为7℃/min。
实施例6：与实施例1类似，其区别在于按质量百分比，透明釉粉为64.4％，发光粉为35％，气相二氧化硅为0.6％，按质量比，乙二醇的加入量为发光釉料的3倍；热处理温度为935℃，升温速率为7℃/min。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，发光粉也可以采用其它化学组成的发光粉，而且分散剂也可以采用无水乙醇。