稀土發(fā)光材料

基本概念材料的分類稀土發(fā)光材料基本概念一、發(fā)光是把物體吸收的能量轉(zhuǎn)化為光輻射的過程。光輻射有平衡輻射和非平衡輻射兩大類。平衡輻射是熾熱物體的光輻射，所以又較熱輻射。非平衡輻射是在某種外界作用的激發(fā)下，物體偏離原來的熱平衡態(tài)，此時(shí)物體產(chǎn)生的熱輻射稱為非平衡輻射，發(fā)光就是其中的一種?；靖拍钕⊥猎兀合⊥猎厥侵歌|系元素加上同屬ⅢB族的鈧Sc和釔Y，共17種元素。稀土的電子層結(jié)構(gòu)：基本概念稀土發(fā)光的光譜學(xué)性質(zhì)。稀土發(fā)光是由稀土4f電子在不同能級(jí)間躍出而產(chǎn)生的，因激發(fā)方式不同，發(fā)光可區(qū)分為光致發(fā)光、陰極射線發(fā)光、電致發(fā)光、放射性發(fā)光、X射線發(fā)光、摩擦發(fā)光、化學(xué)發(fā)光和生物發(fā)光等。稀土發(fā)光具有吸收能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換效率高，可發(fā)射從紫外線到紅外光的光譜，特別在可見光區(qū)有很強(qiáng)的發(fā)射能力等優(yōu)點(diǎn)。稀土發(fā)光材料已廣泛應(yīng)用在顯示顯像、新光源、X射線增光屏等各個(gè)方面?；靖拍畎l(fā)光材料的性能：1、光譜性能（吸收光譜、反射光譜、激發(fā)光譜、發(fā)光光譜)2、能量傳輸及發(fā)光與淬滅3、斯托克斯定律和反斯托克斯發(fā)光4、發(fā)光效率和發(fā)光的衰減5、熱致釋光與紅外釋光及光子倍增基本概念發(fā)光材料的種類及用途1、種類：在日常德工作中，人們常常按激發(fā)方式將材料進(jìn)行分類，即光致發(fā)光、電致發(fā)光、陰極射線發(fā)光、放射線發(fā)光、摩擦發(fā)光、X射線發(fā)光、化學(xué)發(fā)光、生物發(fā)光?；靖拍?、用途光源：日光燈、高壓汞燈、黑光燈、固體光源顯示：數(shù)字符號(hào)顯示（發(fā)光二極管）、平板圖像顯示（電致發(fā)光模擬顯示）、顯像：黑白電視、彩色電視、飛點(diǎn)掃描、夜視技術(shù)、X光轉(zhuǎn)換器輻照的探測記錄：閃爍晶體發(fā)光材料的分類一、燈用稀土發(fā)光材料光源的性能參數(shù)：光通量、發(fā)光強(qiáng)度、光出射度、亮度、照度、發(fā)光效率、光源的顏色（色表、顯色性）。燈用熒光粉的技術(shù)要求：1、熒光粉的一次特性（吸收光譜、激發(fā)光譜、發(fā)射光譜、量子效率、發(fā)光效率、余暉、溫度特性、粒度）2、熒光粉的二次特性（分散性、穩(wěn)定性、光衰特性）3、熒光燈管用水漿涂粉工藝燈用熒光粉的制備工藝一、原料的選擇與分析二、配料三、混料四、焙燒五、后處理工藝六、洗滌七、燈粉的質(zhì)量評(píng)價(jià)低壓汞燈用稀土熒光粉基本性能要求：（1）對(duì)254nm紫外光輻射具有強(qiáng)的吸收；（2）照明用熒光燈的熒光粉在可見光區(qū)具有理想的光譜能量分布；（3）耐185nm短波紫外輻射，耐離子和電子轟擊，不吸附汞，在燈的整個(gè)壽命期間流明維持特性好；（4）化學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性良好；（5）嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量；（6）制備簡便，高純?cè)蟽r(jià)廉、易得；（7）熒光粉為在加工和工作條件下無毒、無公害的無機(jī)材料，粉體呈白色，晶型完整；粉體粒徑的大小范圍能加以控制，最好是制燈時(shí)無需再研磨，或經(jīng)研磨其發(fā)光效率基本不受影響；在含有機(jī)黏結(jié)劑的溶劑中分散性好，可形成非絮儗的懸浮液。鹵磷酸鹽熒光燈粉的制備1、原料的選擇與分析2、配料3、混料4、焙燒5、粒度分級(jí)6、洗滌7、鹵粉性能改進(jìn)的研究和進(jìn)展三色熒光粉一、紅粉二、藍(lán)粉三、綠粉高壓汞燈用熒光粉基本性能要求：(1)將高壓汞蒸汽放電產(chǎn)生的313nm~365nm的紫外線輻射轉(zhuǎn)換為可見光，熒光粉發(fā)射光譜主要位于紅光區(qū)域，同時(shí)，還需發(fā)射一定的藍(lán)綠色光，以進(jìn)一步改善燈的顯色性和提高燈的光效。(2)溫度淬滅性良好，亮度淬滅溫度不低于200℃(3)光穩(wěn)定性好(4)化學(xué)穩(wěn)定性好(5)外觀白色、無毒、無公害(6)制備工藝簡單，原料易得，價(jià)格便宜稀土金屬鹵化物燈用熒光粉稀土金屬鹵化物燈的分類及發(fā)光特性：鈧鈉系列鏑鉈系列鈧鉈銦系列錫系列稀土金屬鹵化物燈的特殊性一、電弧收縮現(xiàn)象二、管壁負(fù)載三、電源電壓稀土電致發(fā)光材料無機(jī)電致發(fā)光材料：無機(jī)電致發(fā)光材料是指發(fā)光層以及介質(zhì)均為無機(jī)材料的電致激勵(lì)發(fā)光現(xiàn)象。發(fā)光機(jī)理：電致發(fā)光包含激發(fā)、能量輸運(yùn)和復(fù)合發(fā)光三個(gè)主要過程；發(fā)光材料：粉末電致發(fā)光材料（硫化物系電致發(fā)光材料、金屬氧化物系發(fā)光材料）、薄膜電致發(fā)光材料有機(jī)電致發(fā)光材料：有機(jī)電致發(fā)光是一種主動(dòng)發(fā)光型FPD。它是指發(fā)光層為有機(jī)材料，而且屬于在電場作用下（載流子注入）結(jié)型的激光所產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象。有機(jī)電致發(fā)光材料主要有金屬螯合物、有機(jī)小分子染料和有機(jī)聚合物，他們各具特色，互為補(bǔ)充。稀土長余輝發(fā)光材料稀土長余輝發(fā)光材料是一種新型環(huán)保節(jié)能材料，它能在吸收太陽光或燈光的能量后，將部分能量儲(chǔ)存起來，然后緩慢地把儲(chǔ)存的能量以可見光的形式釋放出來，在光源撤除后仍然可以長時(shí)間發(fā)出可見光。長余輝材料不消耗電能，但能把吸收的天然光等儲(chǔ)存起來，在較暗的環(huán)境中呈現(xiàn)出明亮可辨的可見光，具有照明功能，可起到指示照明和裝飾照明的作用，是一種“綠色”光源材料。尤其是稀土激活的堿土鋁酸鹽長余輝材料的余輝時(shí)間可達(dá)12h以上，具有白晝蓄光、夜間發(fā)射的長期循環(huán)蓄光、發(fā)光的特點(diǎn)，有著廣泛的應(yīng)用前景。稀土長余輝發(fā)光材料的應(yīng)用將長余輝材料制成發(fā)光涂料、發(fā)光油墨、發(fā)光塑料、發(fā)光纖維、發(fā)光紙張、發(fā)光玻璃、發(fā)光陶瓷、發(fā)光搪瓷和發(fā)光混凝土……可用于安全應(yīng)急、交通運(yùn)輸、建筑裝潢、儀表、電氣開關(guān)顯示以及日用消費(fèi)品裝飾等諸多方面。長余輝材料還可用于儀器儀表盤、鐘表表盤的指示，日用消費(fèi)品裝飾，如發(fā)光工藝品、發(fā)光玩具、發(fā)光漁具等。德國利用發(fā)光油墨印刷夜光報(bào)紙，在無照明的情況下仍然可以閱讀。稀土光激勵(lì)發(fā)光材料材料收到X射線、陰極射線或高能紫外線等的輻射時(shí)，可將一部分輻射能儲(chǔ)存起來，當(dāng)再用可見光、紅外光、低能紫外光或熱等激勵(lì)時(shí)，材料又可將儲(chǔ)存的能量以熒光的形式釋放出來，這種現(xiàn)象稱為光激勵(lì)現(xiàn)象，具有這種發(fā)光行為的材料稱為光激勵(lì)發(fā)光材料。制備方法一、高溫固相法碳粉氣氛還原法碳粉直接還原法H2氣氛還原法H2S氣氛還原二、微波合成法光激勵(lì)發(fā)光材料的應(yīng)用一、輻射劑量測定二、IR成像及上轉(zhuǎn)換三、高密光儲(chǔ)存四、X射線影像成像稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料光致發(fā)光材料中，先吸收長波然后輻射出短波的材料稱為上轉(zhuǎn)換材料，這種材料的上轉(zhuǎn)換現(xiàn)象是反Strokes效應(yīng)的，即輻射的能量大于所吸收的能量。上轉(zhuǎn)換材料的發(fā)展歷史第一階段是從發(fā)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換現(xiàn)象到上轉(zhuǎn)換產(chǎn)生機(jī)制的研究，建立了三種最基本的上轉(zhuǎn)換機(jī)制，即基態(tài)吸收/激發(fā)態(tài)吸收、基態(tài)吸收/交叉弛像、雪崩交叉弛像機(jī)制。第二階段是各種上