固體發(fā)光期末復習題

1、固體發(fā)光材料與應用概念、簡答、論述、發(fā)揮1.發(fā)光的概念（包括簡單、完整概念）發(fā)光：即Luminescence一詞，作為一個技術名詞，是專指一種特殊的光發(fā)射現(xiàn)象。發(fā)光：是物體內(nèi)部以某種方式吸收的能量轉(zhuǎn)化為光輻射的過程。發(fā)光概念/內(nèi)涵：當物質(zhì)受到諸如光照、外加電場或電子束轟擊等的激發(fā)后，吸收了外界能量，其電子處于激發(fā)狀態(tài)，物質(zhì)只要不因此而發(fā)生化學變化，當外界激發(fā)停止以后，處于激發(fā)狀態(tài)的電子總要躍遷回到基態(tài)。在這個過程中，一部分多余能量通過光或熱的形式釋放出來。這部分能量以光的電磁波形式發(fā)射出來，即稱為發(fā)光現(xiàn)象。概括地說，發(fā)光就是物質(zhì)內(nèi)部以某種方式吸收能量以后，以熱輻射以外的光輻射形式發(fā)射出多余的能

2、量的過程。2.平衡輻射：是熾熱物體的光輻射，又叫熱輻射。起因于物體的溫度。T,熱平衡(準平衡),相應熱輻射。熱輻射體的光譜只決定于輻射體的溫度及其發(fā)射本領。3.非平衡輻射：在某種外界作用激發(fā)下，物體偏離原來的熱平衡態(tài)所產(chǎn)生的輻射。發(fā)光是其一種。4.發(fā)光與熱輻射的區(qū)別：熱輻射：溫度在0K以上的任何物體都有熱輻射，但溫度不夠高時輻射波長大多在紅外區(qū)，人眼看不見。物體的溫度達到5000以上時，輻射的可見部分就夠強了，例如燒紅了的鐵，電燈泡中的燈絲等等。開始不發(fā)光暗紅橙色黃白色發(fā)光：疊加在熱輻射之上的一種光發(fā)射。發(fā)光材料能夠發(fā)出明亮的光，而它的溫度卻比室溫高不了多少。因此發(fā)光有時也被稱為“冷光”。5.

3、發(fā)光與其他非平衡輻射的區(qū)別（知道誰是判據(jù)就行）非平衡輻射有許多種，除了發(fā)光以外，還有反射、散射等。光輻射的特征一般可用5個宏觀光學參量描述：亮度、光譜、相干性、偏振度和輻射期間。亮度：亮度高低不能區(qū)分各種類型的非平衡輻射；光譜改變及非相干性：不僅在發(fā)光中存在，在聯(lián)合散射和康普頓-吳有訓效應中也有。而且，作為在特定條件下的發(fā)光，如激光（受激發(fā)射）及超輻射（特殊條件下的自發(fā)發(fā)射），具有相干性。偏振度：在發(fā)光現(xiàn)象中并沒有帶普遍性的特點。輻射期間：是判據(jù)。發(fā)光有一個比較長的延續(xù)時間(Duration)，這個延續(xù)時間有長有短，總之都比反射、散射的持續(xù)時間長很多。6.發(fā)光體受外界作用而發(fā)光,發(fā)光學中稱這種

4、作用為激發(fā)。7.發(fā)光與非發(fā)光材料有沒有明顯界限，為什么？（沒看懂）發(fā)光與非發(fā)光材料并沒有明顯界限！自然界中天然或合成的發(fā)光體數(shù)量很大。人體的牙齒、指甲，動物的脂肪、卵、奶、皮膚，植物的漿液、油、果實，又如蠶絲、樹脂、葉綠體、紙張等無機固體發(fā)光材料，大致可分為：純材料、摻雜材料8.吸收光譜和激發(fā)光譜的區(qū)別聯(lián)系吸收光譜：吸收系數(shù)k隨波長（或頻率）的變化。激發(fā)光譜：是指發(fā)光的某一譜線或譜帶的強度隨激發(fā)光波長（或頻率）的變化。橫軸代表所用的激發(fā)光波長，縱軸代表發(fā)光的強弱。激發(fā)光譜反映不同波長的光激發(fā)材料的效果。表示對發(fā)光起作用的激發(fā)光的波長范圍。吸收光譜只說明材料的吸收，至于吸收后是否發(fā)光，則不一定。

5、把吸收光譜和激發(fā)光譜相互對比，就可判斷哪些吸收對發(fā)光是有貢獻的，哪些是不起作用的。9. 激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的區(qū)別聯(lián)系發(fā)光光譜（也稱發(fā)射光譜）：是指發(fā)光的能量按波長或頻率的分布。通常實驗測量的是發(fā)光的相對能量。發(fā)射光譜中,橫坐標為波長(或頻率),縱坐標為發(fā)光相對強度。激發(fā)光譜：是指發(fā)光的某一譜線或譜帶的強度隨激發(fā)光波長（或頻率）的變化。橫軸代表所用的激發(fā)光波長，縱軸代表發(fā)光的強弱。發(fā)射光譜是在某一光波激發(fā)下，材料發(fā)光的能量按波長分布，激發(fā)光譜是不同光波激發(fā)下材料選定某一波長對應的能量隨激發(fā)光波長的分布，兩者互相呼應。10.發(fā)光與猝滅（掌握現(xiàn)象之間的關系）（一）離子被激發(fā)到較高能量狀態(tài) 情況激發(fā)的

6、離子處于高能態(tài)，它們就不是穩(wěn)定的，隨時有可能回到基態(tài)。在回到基態(tài)的過程中，如果發(fā)射出光子，這就是發(fā)光，這個過程就叫做發(fā)光躍遷或輻射躍遷。如果離子在回到基態(tài)時不發(fā)射光子，而將激發(fā)能散發(fā)為熱（晶格振動），這就稱為無輻射躍遷或猝滅。激發(fā)的離子是發(fā)射光子，還是發(fā)生無輻射躍遷，或者是將激發(fā)能量傳遞給別的離子，這幾種過程都有一定的幾率，決定于離子周圍的情況（如近鄰離子的種類、位置等）。（二）產(chǎn)生電子和空穴 情況由激發(fā)而產(chǎn)生的電子和空穴，不穩(wěn)定，最終將會復合。在復合以前有可能經(jīng)歷復雜的過程。如，它們可能分別被雜質(zhì)離子或晶格缺陷所捕獲，由于熱振動而又可能獲得自由，這樣可以反復多次，最后才復合而放出能量。一般而

7、言，電子和空穴總是通過某種特定的中心而實現(xiàn)復合的。若復合后發(fā)射出光子，這種中心就是發(fā)光中心（可以是組成基質(zhì)的離子、離子團或有意摻入的激活劑）有些復合中心將電子和空穴復合的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊岫话l(fā)射光子，這樣的中心就叫做猝滅中心發(fā)光和猝滅在發(fā)光材料中互相獨立互相競爭的兩種過程。猝滅占優(yōu)勢時發(fā)光就弱，效率也低。反之，發(fā)光就強，效率也高。11.斯托克斯定律和反斯托克斯發(fā)光Stokes定律：發(fā)光的光子能量小于激發(fā)光的光子能量吸收光子，躍遷；在E12馬上與周圍環(huán)境相互作用，交出部分能量，轉(zhuǎn)移到E11；損失了部分能量。一般，系統(tǒng)與周圍環(huán)境取得熱平衡后在振動能級上的分布，大致和exp(-E/KT)成正比。E是較高

8、振動能級與最低振動能級間的距離。系統(tǒng)與周圍晶格的熱平衡所需的時間遠遠短于電子在激發(fā)態(tài)上的壽命。由此可見，系統(tǒng)一旦被激發(fā)到高的振動能級，絕大多數(shù)要趨向低振動能級。反斯托克斯發(fā)光: 中心從周圍環(huán)境獲得能量，從E12轉(zhuǎn)移到E13、14，然后躍遷到E01。則發(fā)光光子能量就大于激發(fā)光子能量。這種發(fā)光稱為反斯托克斯發(fā)光。這是從晶格振動取得能量，產(chǎn)生反Stokes發(fā)光。12.發(fā)光效率（三種）通常有三種表示法：量子效率q ，功率效率（能量效率）p ，光度效率（流明效率）量子效率q ：是指發(fā)射的光子數(shù)Nf與激發(fā)時吸收的光子數(shù)（或電子數(shù)）Nx之比 。但一般總有能量損失，激發(fā)光光子能量常大于發(fā)射光光子能量。當激發(fā)光

9、波長比發(fā)光波長短很多時，這種能量損失（斯托克斯損失）就很大。如日光燈中激發(fā)光波長為254nm（汞線），發(fā)光的平均波長可以算作是550nm。因此，即使量子效率為1（或100%），但斯托克斯能量損失卻有1/2以上。所以量子效率反映不出來，引入功率效率。功率效率（能量效率）p 13.怎樣換算？是指發(fā)射光的光功率Pf與被吸收的光功率Px（或激發(fā)時輸入的電功率）之比 。 流明效率l ：發(fā)射的光通量L（以流明為單位）與激發(fā)時輸入的電功率或被吸收的其他形式能量總功率Px之比 。 作業(yè)：對于光致發(fā)光來說，如果激發(fā)光是單色或接近單色的，波長為x,發(fā)射光也是單色或接近單色的, 波長為f, 推導量子效率與功率效率的

10、關系。熱釋光，紅外釋光（明白定義內(nèi)涵，知道釋光不是發(fā)光）14.熱致釋光與紅外釋光雙曲線式衰減 ，溫度對之有很大影響，溫度降低到一定的程度，激發(fā)停止后的發(fā)光很快地完全停止。當溫度升高時，發(fā)光又逐漸加強，這種現(xiàn)象稱為加熱發(fā)光或熱致釋光，有時簡稱熱釋光。注意：加熱發(fā)光不是說用熱來激發(fā)發(fā)光，而是用熱來釋放光能，意味著，發(fā)光材料能夠貯存激發(fā)能，當溫度升高以后，將貯存的光能逐漸釋放出來。加熱發(fā)光現(xiàn)象與發(fā)光材料中的電子陷阱相聯(lián)系，因此，利用熱發(fā)光可以了解晶體中定域能級的情況。樣品激發(fā)后，溫度上升，在不同溫度出現(xiàn)熱釋光峰。可證明，余輝越長材料，熱釋光峰溫度越高。有的甚至在室溫衰減完后,加熱到高溫還有熱釋光峰。

11、如：SrS:Ce、Sm150左右。SrS：Eu、Sm 370。這種材料存貯的激發(fā)能可通過紅外線釋放。紅外釋光材料，曾被用來探測紅外線。它們和上轉(zhuǎn)換材料的區(qū)別是，紅外線只能釋放它們本來儲存著的能量而不能直接激發(fā)這種發(fā)光體。SrS:Ce、Sm這類具有高溫熱釋光峰的發(fā)光材料很多，LiF、Li2B4O7:Mn、CaF2:Mn、CaSO4:Mn等，可用作射線的劑量計。有些古代物體，深埋地下，受放射性射線照射，能將輻射能量保存起來，利用加熱發(fā)光，可推斷出埋藏的年代，這也是加熱發(fā)光的一個應用。15.雜質(zhì)類型：激活劑、敏化劑、猝滅劑、惰性雜質(zhì)激活劑：對某種特定的化合物（即發(fā)光材料基質(zhì)）起激活作用，使原來不發(fā)光

12、或發(fā)光很微弱的材料產(chǎn)生發(fā)光。這類雜質(zhì)叫。 （是發(fā)光中心重要組成部分）共激活劑：是與激活劑協(xié)同激活基質(zhì)的雜質(zhì)，加強激活劑引起的發(fā)光。(如起電荷補償作用，使激活劑容易進入基質(zhì)）敏 化 劑：有助于激活劑所引起的發(fā)光，使發(fā)光亮度增加的雜質(zhì)。 （比如吸收激發(fā)能，能量傳遞）惰性雜質(zhì)：對發(fā)光性能影響較小，對亮度和顏色不起直接作用的雜質(zhì)。(如堿金屬，堿土金屬，硅酸鹽，硫酸鹽和鹵素等)猝 滅 劑：損害發(fā)光性能能使發(fā)光亮度降低的雜質(zhì)，也叫毒化劑。16.激活劑在發(fā)光材料中的作用（掌握）絕大多數(shù)情況下，激活劑是材料的關鍵成分；激活劑不但決定材料的光譜，也決定發(fā)光效率和發(fā)光持續(xù)時間；作為激活劑的原子（離子）基本都是金屬

13、。如：過渡金屬、稀土金屬、及少數(shù)重金屬如Sb銻ti、Bi、Sn錫 、Tl等。（一）躍遷與譜線寬度 均勻線寬 和 非均勻?qū)捇せ顒┨幵诠腆w中，對于一個自由離子或原子，一個躍遷對應一條譜線，即對應某一特定波長。但通常所見的光譜（包括稀土離子的線譜），是有一定寬度的。實際上，光譜線不可能無限狹窄，即使環(huán)境溫度為絕對零度。由于原子、離子或分子在非零溫度下的無規(guī)振動，發(fā)射光受Doppler效應影響而發(fā)生波長微小變化不可避免。因此不論氣體、液體或固體，任何譜線都有一個隨溫度變化的均勻線寬；對于固體，需考慮一些其它原因產(chǎn)生的寬化。如激活劑離子所處格位的環(huán)境影響，同種激活劑所受到的晶格影響有細微差別，也會造成

14、譜線寬化，在發(fā)光術語中，這叫做非均勻?qū)捇＃ù送?，還有晶格振動、電子躍遷耦合等影響）晶格離子的電場對激活劑離子有作用，這種作用就是對發(fā)光離子產(chǎn)生微擾的來源之一。對s2電子組態(tài)（是指離子的最外層是兩個s電子）離子來說，晶格對它們的影響是很大的，所以它們的發(fā)光光譜都是寬的譜帶。（二）絕緣體與半導體發(fā)光“主角”的習慣叫法 （知道就行了） 絕緣體發(fā)光 和 半導體發(fā)光 是無機材料光發(fā)射過程的兩大類。絕緣體發(fā)光材料照明、顯示顯像； 以肉眼為對象；禁帶寬度多在3ev以上，對可見光透明；利用的是發(fā)光中心的發(fā)光；發(fā)光與所摻雜質(zhì)離子本身的能級躍遷有直接聯(lián)系；習慣上叫“激活劑” 。半導體發(fā)光材料禁帶寬度多在1.5e

15、v以下；利用的是復合發(fā)光；發(fā)光與所摻雜質(zhì)離子本身的能級躍遷無直接聯(lián)系；不叫“激活劑”，而叫“雜質(zhì)(摻雜)”，施主或受主。但，半導體發(fā)光材料也有例外在含有稀土離子的發(fā)光二極管中，發(fā)射的光具有稀土離子的全部光譜特征。說明它是由稀土離子發(fā)出的，半導體材料本身只有極小的干擾。因此這種“雜質(zhì)”完全可以叫做“激活劑”。（三）分立中心發(fā)光和復合發(fā)光 （難）絕緣體發(fā)光 和 半導體發(fā)光 是無機材料光發(fā)射過程的兩大類。蘇聯(lián)學者把它們分別叫做 分立中心發(fā)光 和 復合發(fā)光。分立中心發(fā)光 發(fā)射來自晶體中相對孤立的原子, 離子（包括離子團 如WO42）。 基質(zhì)晶格雖然能影響發(fā)光中心的能級（如改變能級位置、降低能級簡并度、

16、改變能級之間躍遷幾率等等），但這些影響基本屬于微擾，光發(fā)射的主體仍然是這些中心。 一般，分立中心發(fā)光遵循指數(shù)式衰減規(guī)律。 分立的發(fā)光中心可直接被激發(fā)也可通過基質(zhì)或敏化劑得到能量。當中心被直接激發(fā)時，電子一般不離開中心，因此發(fā)光不伴隨光電導。通過對晶格作用大小的理論估算，能夠把自由離子的能級和它們在晶體中的發(fā)光光譜對應起來。復合發(fā)光是指 導帶電子 和 價帶空穴 復合產(chǎn)生的光發(fā)射?；|(zhì)本身吸收光，激發(fā)必定產(chǎn)生載流子，因而伴隨著光電導。衰減規(guī)律復雜，可遠遠偏離指數(shù)式。固然也需要摻雜，但雜質(zhì)并不是發(fā)射主體；參與發(fā)光的是整個晶體，很難把自由雜質(zhì)離子的能級和固體發(fā)射的光譜對應起來。即：決定材料發(fā)光光譜的是

17、整個晶體的能譜而不是離散的雜質(zhì)離子能級。17.高溫固相法 （全看） 以固態(tài)物質(zhì)為初始原料，固體顆粒直接參與化學反應。固相反應的原料和產(chǎn)物都是固體，原料是以微米級顆粒狀態(tài)相互接觸、混合。1. 反應機理反應過程分為成核和生長兩部分。通常，產(chǎn)物和原料的結(jié)構有很大不同，成核很困難。因為在成核過程中，原料的晶格結(jié)構和原子排列必須作出很大調(diào)整，甚至重新排列。顯然，這種調(diào)整和重排要消耗很多能量。因而，固相反應只能在高溫下發(fā)生，且一般反應速度很慢。如果體系存在氣相和液相，往往能夠幫助物質(zhì)輸運，在固相反應中起到重要作用，因此在固相反應法制備發(fā)光材料時往往加入適量助熔劑。助熔劑：起幫助熔化和熔媒作用的物質(zhì)，使激活

18、劑容量進入基質(zhì)，并促進基質(zhì)形成微小晶體。*為什么固相法中加入助熔劑利于反應進行？因為在固相灼燒過程中，蒸發(fā)-凝聚、擴散和粘滯流動是傳質(zhì)的主要機制，助熔劑的加入，可大大提高系統(tǒng)的高溫粘滯流動性。*助熔劑是否越多越好？助熔劑過量時，由于樣品產(chǎn)生玻璃化現(xiàn)象，一定程度破壞了結(jié)晶和發(fā)光中心結(jié)構，也會使樣品的發(fā)光亮度降低。常用助熔劑材料有鹵化物、堿金屬和堿土金屬的鹽類。用量為基質(zhì)的525%。2. 一般過程配料：分析純碳酸鹽和金屬氧化物及不同種類和配比的高純稀土氧化物，并加入適量助熔劑，按化學計量比精確配料。 配料方法一般分干法、濕法、半干濕法。灼燒：把配好的爐料在一定環(huán)境氣氛、一定溫度下加熱處理一定時間，

19、使原來不發(fā)光的爐料變成發(fā)光材料。灼燒過程的主要作用：基質(zhì)組份間發(fā)生化學反應，形成一定基質(zhì)晶格；激活劑進入基質(zhì)，處于晶格間隙或原子格位。 灼燒是形成發(fā)光中心的關鍵步驟，灼燒條件（濕度、氣氛、時間等）就直接影響著發(fā)光性能的好壞。3. 影響因素（1）灼燒溫度主要依賴于基質(zhì)特性，取決于組份的熔點，擴散速度和結(jié)晶能力。組份間的擴散速度、結(jié)晶能力越小需要的溫度越高。一般以基質(zhì)組份中最高熔點的2/3為宜，但助熔劑的選擇也有影響，最后由實驗確定最佳溫度。發(fā)光體基質(zhì)的晶型結(jié)構主要取決于溫度。例如：NaYF4從六角晶體（a相）變成立方晶體（相）的相變溫度是691，灼燒溫度不同就具有兩種不同的晶相結(jié)構，發(fā)光性能差別

20、很大。3. 影響因素（2）灼燒時間灼燒時間長短取決于爐料反應速度、爐料多少。影響反應速度的主要因素是溫度（溫度的改變引起活化分子數(shù)改變）；其次是表面間的接觸面，要求爐料的顆粒細、混合均勻，并有適當?shù)膲毫?。當其他條件一定時，反應速度與顆粒半徑的平方成反比。3. 影響因素（3）環(huán)境氣氛環(huán)境氣氛對發(fā)光性能的影響很大。 通常必須防止爐絲金屬蒸氣使發(fā)光體“中毒” 。 根據(jù)基質(zhì)和激活劑的性質(zhì)選定保護氣氛。有的用N2, He, Ar等惰性氣體； 有的用還原性氣氛H2，H2S，S等； 也有需要氧化性氣氛的。例如：Sb,Mn激活的鹵磷酸鈣鎘燈粉： 要想得到綠色材料就在氧化性氣氛中灼燒； 要想得到橙黃色光材料則在

21、氮氣中灼燒。18.低溫燃燒合成法 ( LCS )：相對于SHS提出的低溫型燃燒合成技術。點火溫度低，燃燒火焰溫度也相對較低，因此，與燃燒溫度通常高于2000的SHS相比，這種方法被稱為“低溫燃燒合成”。3. 燃料理論用量的計算金屬硝酸鹽與燃料配比根據(jù)熱化學理論確定：計算原料的總還原價和總氧化價 注意：以完全燃燒產(chǎn)物化合價計算完全燃燒產(chǎn)物CO2，H2O，N2 C+4 ，H+1，O-2，N0；類推：目標產(chǎn)物CaO、Al2O3、ZrO2中 Ca+2， Al+3， Zr+4例1：LCS法合成ZrO2，用熱化學理論計算燃料的理論需要量。 已知：所用的原料為 ZrO(NO3)2·2H2O 和 尿

22、素 CO(NH2)2 （結(jié)晶水不影響硝酸鹽總化學價的計算）ZrO(NO3)2·2H2O = -10， 氧化劑尿素CO(NH2)2 = +6， 還原劑nZrO(NO3)2·2H2O : nCO(NH2)2 = 610 （即 1：1.67） 例2（多組分配料）：LCS法合成CaAl2O4 ，用熱化學理論計算燃料的理論需要量。已知：原料為 Al(NO3)3·9H2O 、 Ca(NO3)2·4H2O 和 CO(NH2)2 Al(NO3)3·9H2O = -15， 氧化劑；Ca(NO3)2·4H2O = -10，氧化劑； 因此：總氧化價=(-1

23、5) ×2 + (-10) = -40 還原價 = +6n Al(NO3)3·9H2On Ca(NO3)2·4H2On CO(NH2)2 = 6(2：1)40 =216.67 注意：由于燃燒反應快速而劇烈，又釋放大量氣體，熱量損失較多，所以燃料應適當過量以提供足夠的熱量，這樣有利于發(fā)光材料產(chǎn)物晶相的生成和產(chǎn)物發(fā)光亮度的提高。4. 燃料用量的影響隨用量增多，有兩個互為相反作用共同影響性能，即“燃料放氣” 和 “燃料放熱” 特性。兩因素共同作用，互相競爭。（1）對顆粒尺寸的影響“燃料放氣”特性：用量增多，燃燒所釋放氣體量增多，反應物質(zhì)被氣流分散的程度提高，即液滴分散地

24、更小，液滴干燥后剩下的非揮發(fā)成分更少，因此產(chǎn)物的顆粒尺寸也就越?。弧叭剂戏艧帷碧匦裕河昧吭龆?，燃燒所釋放熱量增多，溫度更高，晶粒團聚生長速度更快，因此產(chǎn)物的顆粒尺寸也就越大。（2）對發(fā)光性能的影響“燃料放氣”特性：燃料用量增多，氣流更猛烈，晶粒發(fā)育所需的物質(zhì)聚集程度降低，產(chǎn)物的表面缺陷增多，即晶粒發(fā)育不完善，因此產(chǎn)物的發(fā)光性能變差?！叭剂戏艧帷碧匦裕喝剂嫌昧吭龆?，燃燒釋放熱量更多，溫度更高，晶粒發(fā)育得更為完善，因此產(chǎn)物的發(fā)光性能更好。19. Sol-Gel法基本特點較低的反應溫度，一般為室溫或稍高溫度，大多數(shù)有機活性分子可以引入此體系中并保持其物理和化學性質(zhì)。由于反應是從溶液開始，各組分的比例

25、易得到控制，且達到分子水平上的均勻。 由于沒有了球磨工藝，能避免雜質(zhì)的引入，可保證終產(chǎn)品的純度。 可根據(jù)需要，在反應不同階段，制取薄膜、纖維或塊狀等功能材料。20.Sol-Gel法制備發(fā)光材料的一般特點降低燒結(jié)溫度。既節(jié)省能源，又能避免由于高溫燒結(jié)而從反應器外部引入有害雜質(zhì)。(原因)反應從溶液開始，達分子水平均勻，且納米微粒尺寸小、表面能高，因此晶化溫度比高溫固相法低很多。 反應從溶液體系開始，因而激活離子能較均勻分布在基質(zhì)晶格中，利于找到發(fā)光體發(fā)光強度最大時的激活離子最低濃度。 納米粉或超微粉，粒度小、尺寸均勻、分散性好。21.水熱合成法優(yōu)點合成溫度低、條件溫和、含氧量小、缺陷不明顯、體系穩(wěn)

26、定等。22.微波合成法特點優(yōu)點優(yōu)點：受熱均勻、省時節(jié)能、熱慣性小。缺點：原料大多數(shù)極少吸收微波。必須采取一定措施才能有效利用微波。 合理選擇和利用是關鍵。23.什么是氣體放電？通常，氣體不導電。在特定條件下(強電場、光輻射、粒子束轟擊、高溫加熱等)，氣體分子電離，產(chǎn)生自由移動的帶電粒子，在電場作用下形成電流。電流通過氣體的現(xiàn)象稱為氣體放電。24. 氣體放電為什么伴隨輻射效應？在電離氣體中，存在各種中性粒子和帶電粒子，它們間存在著復雜的相互作用，帶電粒子不斷地從電場中獲得能量，并通過各種相互作用把能量傳遞給其他粒子。激發(fā)粒子自發(fā)返回基態(tài) 電離氣體中正、負粒子復合 發(fā)出電磁輻射帶電粒子在離子場中減

27、速25.低壓汞燈高壓汞燈特點應用（一） 低壓汞燈 充氣特點：汞蒸氣壓極小。例：38mm 汞0.8Pa 400Pa惰氣（二） 低壓汞燈 放電特點：放電中汞被激發(fā)，返基態(tài)時發(fā)出紫外線。85 254nm 12185nm 3較大紫外光或可見光因而不涂熒光粉的汞燈的光效很低，只有25 1m/W，不能直接作為照明光源。（三） 低壓汞燈 應用：加透紫外玻璃外殼 制成紫外光源內(nèi)壁涂熒光粉 制成低壓水銀熒光燈(熒光燈）熒光燈特點：發(fā)光效率高、亮度分布均勻、發(fā)光柔和、熱輻射小、壽命長、可以調(diào)整光色。（一） 高壓汞燈 充氣特點：為低壓汞燈數(shù)千倍，通常 0.2 1 MPa。（二） 高壓汞燈 放電特點：低壓汞燈：85

28、254nm 12185nm 3較大紫外光或可見光365.6nm（近50%）407.9nm、435.8nm、546.1nm、577579nm差異原因原子密度高，原子間相互作用大 壓力加寬、碰撞加寬、多普勒效應等現(xiàn)象，以致可見光區(qū)特征譜線明顯。也存在254nm和185nm紫外輻射，但輻射能量大，易被吸收而產(chǎn)生二次激發(fā)，也產(chǎn)生可見光。（三） 高壓汞燈 應用：紫外光源照明光源：較高光效，發(fā)光體小，亮度高，適于室內(nèi)外照明、道路照明、建筑物照明等熒光燈 加熒光粉，以改善光色 紅光成分太少，占總可見輻射1，與日光中紅光比例（約12）相差甚遠。 光色顯藍綠，顯色指數(shù)低，不能呈現(xiàn)原有顏色，明顯失真。 彌補：外殼

29、內(nèi)壁涂以365nm紫外激發(fā)下能產(chǎn)生紅光的熒光粉，改善光色、提高光效。熒光高壓汞燈。 26.三基色原理：只要熒光粉發(fā)出的可見輻射位于幾個特殊的窄發(fā)射帶，通過適當選擇窄發(fā)射帶的波長和調(diào)整這些發(fā)射帶強度的比例，選取適當?shù)臒晒夥郏涂梢垣@得自然界所有可以想到的顏色，就可以獲得既有高光效（100lm/W）又有好顯色性（CRI值為8085）的熒光燈。26. 稀土金屬鹵化物燈用熒光粉產(chǎn)生：最初只是為了提高高壓汞燈的紅色輻射成分，改善燈的光色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在高壓汞燈中添加某些金屬鹵化物，能夠提高光效和改善光色。由于放電物質(zhì)是金屬鹵化物金屬鹵化物燈。特點：具有功率范圍大、光效高、顯色性好、壽命長等優(yōu)點。27. 為什

30、么要充入金屬鹵化物(而非金屬?)作為發(fā)光物質(zhì)？ 金屬鹵化物的蒸氣壓高相同溫度下幾乎都比相應的金屬高得多（鹵化鈉除外）。如果充金屬，金屬原子濃度太低，不能產(chǎn)生有效輻射。反應惰性金屬鹵化物（除氟化物外）在高溫下不與石英玻璃發(fā)生反應，可避免金屬單質(zhì)對石英玻璃的腐蝕作用。 28.金屬鹵化物燈的放電輻射過程 燈點燃后，放電開始進行，這時燈只發(fā)出暗淡的光。隨放電繼續(xù)進行，所產(chǎn)生的熱量使玻璃外殼溫度逐漸升高，在管壁工作溫度達到1000K左右，金屬鹵化物迅速蒸發(fā)，因濃度梯度而向電弧中心擴散。金屬鹵化物擴散到電弧高溫中心（約40006000K）后，分解為金屬原子和鹵素原子，金屬原子在放電過程中受激而發(fā)射該金屬的

31、特征光譜。與此同時，由于在電弧中心的金屬原子和鹵素原子濃度較高，它們又會向管壁擴散，管壁區(qū)域的溫度遠低于放電中心，金屬原子和鹵素原子相遇，又重新化合成鹵化物。生成的鹵化物會再向放電中心擴散。29金屬鹵化物燈中充汞的目的 （簡寫）充入汞的目的是使燈容易啟燃，因為金屬鹵化物比汞難于蒸發(fā)。剛啟動時，猶如高壓汞燈；啟動后，隨金屬鹵化物的蒸發(fā)，放電輻射主導地位才轉(zhuǎn)移到金屬原子。有些金屬鹵化物燈也可不充汞。30.應用中，光色（色表）+ 顯色性 表征光源顏色 光色（色表）：光源的顏色簡稱為光色。即人眼直接觀察光源時所看到的顏色。若所觀察到的顏色與日光相同，則認為光源的色表好；若與日光差異很大，則色表不好。光

32、源的發(fā)光顏色 與 某溫度黑體的發(fā)光顏色 相同或接近時，或光源的發(fā)光光譜 與 某溫度黑體發(fā)光光譜 相同或接近時，這一黑體的溫度 就可定義為 該光源的色溫。相關色溫 ：當光源所發(fā)出的光的顏色 與 黑體在某一溫度下輻射的顏色 接近時，黑體的溫度就稱為該光源的 相關色溫，單位為K。31顯色性：光源對物體真實顏色的呈現(xiàn)程度。顯色指數(shù)：物體由光源照明和由標準光源照明時，知覺色符合程度的度量就稱作該光源的顯色指數(shù)。用 Ra 表示。若光源顯色性和標準光源相同，Ra為100（最大）；若光源顯色性越差，顯色指數(shù)Ra 值越小。31.長余輝發(fā)光材料的應用：主要用于隱蔽照明和緊急照明槍瞄、指示標志等。例如戰(zhàn)時，可做成敵

33、向燈火管制時的指示標志，基本不會被敵人飛機發(fā)現(xiàn)。越南抗擊美帝國主義侵略時，就應用了這種材料。夜光涂料。用于飛機上，代替有放射性物質(zhì)的夜光涂料。起飛前紫外激發(fā)涂有長余輝材料的儀表盤，能在幾十分鐘內(nèi)保持最低限度的亮度，可以滿足現(xiàn)代殲滅機飛行時的需要。發(fā)電廠應急指示。重要場所，若機器夜間發(fā)生故障暫時不能運轉(zhuǎn)，而涂有長余輝發(fā)光材料的重要部件還能被看見，對搶修工作是極其有利的。日常生活。高速公路、廣告牌、公共汽車站牌、地下通道、緊急出口、電燈開關、插座、鐘表字盤等。32.長余輝發(fā)光機理機理復雜，又缺乏直接實驗手段進行測量。目前被廣泛采用發(fā)光模型：空穴轉(zhuǎn)移發(fā)光模型 氧空位模型 位形坐標模型等各模型只是在一定程度上幫助解釋實驗現(xiàn)象。普遍認可的