应用案例 | 彩谱分光测色仪助力红色荧光颜料颜色性能研究

在陶瓷装饰材料领域,颜色的准确表征是评价颜料性能的重要环节。近年来,随着环保要求的提升和功能性颜料的发展,兼具发光性能与呈色性能的荧光颜料逐渐成为研究热点。稀土离子Eu²⁺掺杂的碱土硫化物MS:Eu²⁺(M=Sr,Ca)因其在可见光区的强吸收和红光发射特性,展现出作为新型红色荧光颜料的潜力。

本研究基于《陶瓷用红色荧光颜料MS:Eu²⁺(M=Sr,Ca)的制备、发光和呈色性能研究》论文,采用高温固相法合成了SrS:Eu²⁺和CaS:Eu²⁺系列红色荧光颜料,并通过CS-826台式分光测色仪对样品的颜色性能进行了系统评价。

颜色性能的定量表征

CS-826台式分光测色仪采用CIE Lab色空间系统,可对颜料样品的明度(L)、红度(a)和黄度(b)进行精确测量。该仪器覆盖可见光全谱范围(360~780 nm),能够有效捕捉荧光颜料在自然光下的反射特性及其在特定波长激发下的发光表现。

在SrS:Eu²⁺体系的研究中,研究者通过调节Eu²⁺掺杂浓度、矿化剂种类及掺杂离子类型,优化颜料的呈色性能。CS-826的测试结果表明,当Eu²⁺掺杂浓度为1%时,样品具有较高的红度值(a=42.18)和明度值(L=71.39),颜色呈现出较为鲜艳的红色调。

在矿化剂筛选实验中,CS-826的数据显示出NH₄Cl作为矿化剂时,样品在红光区域的反射率较高,a值达到43.59,显著优于未添加矿化剂的样品。该结果与样品的实物图变化趋势一致,验证了CS-826在颜色评价中的可靠性。

离子掺杂对颜色的调控作用

研究还考察了不同离子掺杂对SrS:Eu²⁺和CaS:Eu²⁺颜色性能的影响。以Ba²⁺掺杂为例,CS-826测得的Lab值显示出明显的颜色变化:样品红度值由43.59降至32.11,明度值由72.15降至58.14,说明Ba²⁺掺杂导致晶格膨胀和晶体场增强,引起发射光谱红移和颜色饱和度下降。

在Ga³⁺掺杂体系中,CS-826的数据进一步揭示了掺杂浓度对颜色的调控趋势。当Ga³⁺掺杂量为10%时,样品具有较高的明度和红度值(L=76.36,a=42.96),表明Ga³⁺有助于优化晶格结构,提升颜料的显色性能。

复合颜料的颜色提升效果

研究还将所制备的荧光颜料与市售红色颜料γ−Ce₂S₃进行复合,并通过CS-826评估其颜色变化。结果表明,当荧光颜料掺入量为5%时,复合颜料的L、a、b值均有所提升,颜色表现优于单一γ−Ce₂S₃样品。这一结果为开发高性能复合红色颜料提供了数据支持。

 

结语

CS-826台式分光测色仪在本研究中为荧光颜料的颜色性能提供了准确、可重复的定量数据,支持了掺杂调控、矿化剂筛选和复合体系优化等多方面的研究。其稳定的测量性能和宽广的光谱范围,使其适用于荧光材料、陶瓷颜料等新型功能材料的颜色评价与研究。



 

 




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