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长余辉发光材料和陶/搪瓷材料的相结合研究始于80年代,当时采用的是传统的硫化物体系长余辉发光材料。20世纪90年代,随着多种新型长余辉材料的发现,使性能更佳的长余辉陶/搪瓷制品的开发成为可能。出现了将铝酸盐体系、硅酸盐体系的长余辉材料应用于陶瓷行业的趋势,而且发现这种长余辉陶/搪瓷制品性能稳定、发光强度达到发光粉的80%,发光时间可达12h以上,同时应用工艺简单,可直接用于传统的陶/搪瓷制品工艺进行生产,但发光颜色一般为蓝绿色。长期以来,由于红色长余辉发光材料的研究没有获得明显的进展,所以,红色长余辉玻璃/陶瓷的研究也止步不前。本论文的目的就是试研制一种具有优良的机械强度、耐磨性、耐水性、耐候性以及发光性能的红色长余辉发光陶瓷。CaTiO3:Pr3+是一种化学性质稳定的红色长余辉发光材料。由于其色坐标(x=0.680,y=0.311)和NTSC的理想色坐标(x=0.67,y=0.33)极为接近,因而具有潜在的应用价值。名义组成为Ca0.8Zn0.2TiO3: Pr3+,Na+的红色长余辉发光材料其发光强度比CaTiO3: Pr3+有很大改善。而且钛酸盐本身就是一种机械强度、耐磨性、耐水性、耐候性都非常好的陶瓷材料。所以钛酸盐发光材料成为研制发光陶瓷的可选材料之一。铕激活的碱土金属硫化物发光材料MS:Eu2+ (M=Mg, Ca,Sr,Ba)存在合成条件苛刻,Eu2+在空气中易氧化Eu3+ ,一般要求在还原或者保护性气氛下进行)。而且在空气中不稳定,易与空气中的CO2和H2O发生反应。但20世纪80年代后MS: Eu2+的合成工艺获得重要突破,同时发现通过掺杂激活剂,能大幅度提高发光效率,利用表面包覆膜等表面改性方法防潮促稳定性研究也获得了很大进展;是目前研究最多应用最广泛的红色长余辉发光材料。具有其激发区在绿色区,发光亮度较好,余辉时间较长。既然能成功研制出性能较优良的绿转红农用转光膜,就有可能研制出性能较好的红色长余辉发光玻璃/发光釉。因为将CaS:Eu2+发光粉分散到透明的这层玻璃质中也起到了类似表面包覆膜产生的作用。因此本论文首先研究了钛酸盐红色长余辉发光陶瓷的制备和它的发光性质。并针对其激发区主要在紫外光区,尝试着在这个基础上进行一些改进,来提高发光陶瓷的发光性能,以便达到一般生活普通应用的要求。然后尝试研制了红色长余辉发光釉,制备了Ca0.8Zn0.2TiO3:Pr3+发光釉和CaS:Eu2+发光釉。并比较了其发光性能。主要工作如下:1.用正交实验确定钛酸盐发光陶瓷的烧结条件用高温固相法合成红色长余辉发光Ca0.8Zn0.2TiO3:Pr3+,Na+,再用其制成钛酸盐发光陶瓷。并用正交实验法研究了H3BO3含量、烧结温度、时间和压制时的压强对陶瓷的发光性能的影响。2.超微/纳米钛酸盐发光陶瓷的制备利用溶胶-凝胶法制得新型纳米红色长余辉发光材料Ca0.8Zn0.2TiO3:Pr3+,Na+,再用其红色长余辉性质制成纳米钛酸盐发光陶瓷。采用荧光光谱和电镜扫描研究陶瓷的发光性质和形貌,发现制备得到的Ca0.8Zn0.2TiO3:Pr3+,Na+纳米发光陶瓷的激发光谱是峰值位于338 nm附近的宽带光谱,发射光谱是峰值位于616.8 nm的宽带光谱,对应Pr3+的1D2-3H4跃迁发射。通过研究找到了制备Ca0.8Zn0.2TiO3:Pr3+,Na+纳米发光陶瓷的最佳工艺条件。与普通钛酸盐发光材料制得的陶瓷比较,纳米粉制备的陶瓷的烧结温更低,发光性能也更好。3.红色长余辉发光釉的研制制备了Ca0.8Zn0.2TiO3:Pr3+发光釉和CaS:Eu2+发光釉。发现无任是初始亮度还是余辉时间,CaS:Eu2+发光釉的发光性能较Ca0.8Zn0.2TiO3:Pr3+发光釉好。CaS:Eu2+发光釉的主激发区在可见光区,易于达到一般生活普通应用中的要求。其发光受基础釉熔块的组成影响较大,估计其发光性能还有很大的提升空间。