第八章稀土發(fā)光材料課件

第八章稀土發(fā)光材料

稀土發(fā)光材料的優(yōu)點(diǎn)：a.吸收能量的能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換效率高；b.可發(fā)射從紫外光到紅外光的光譜，特別是在可見光區(qū)有很強(qiáng)的發(fā)射能力；c.熒光壽命從納秒到毫秒，跨越6個數(shù)量級；d.物理化學(xué)性能穩(wěn)定，能承受大功率的電子束，高能射線和強(qiáng)紫外光子的作用等。應(yīng)用：顯示顯像、新光源、X射線增感屏、核物理和發(fā)射場的探測和記錄、醫(yī)學(xué)放射學(xué)圖像的各種攝像技術(shù)等。1第八章稀土發(fā)光材料稀土發(fā)光材料的優(yōu)點(diǎn)：11.固體發(fā)光基本知識

某一固體化合物受到光子、帶電粒子、電場或電離輻射的激發(fā)，會發(fā)生能量的吸收、存儲、傳遞和轉(zhuǎn)換過程。如果激發(fā)能量轉(zhuǎn)換為可見光區(qū)的電磁輻射，這個物理過程稱為固體的發(fā)光。被激發(fā)和去激發(fā)發(fā)生的過程如下：①價(jià)帶與導(dǎo)帶之間；②價(jià)帶與缺陷能級之間；③缺陷能級與導(dǎo)帶之間；④兩個不同能量的缺陷能級之間。21.固體發(fā)光基本知識2

光輻射的能量：

a.電子在去激發(fā)躍遷過程中，將所吸收的能量釋放出來，轉(zhuǎn)換成光輻射。輻射的光能取決于電子躍遷前后所在能帶(或能級)之間的能量差值。

b.在去激發(fā)躍遷過程中，電子也可能將一部分能量轉(zhuǎn)移給其它原子，這時電子輻射的光能小于躍遷前后電子所在能帶(或能級)的能量差。3光輻射的能量：31.1發(fā)光過程

固體發(fā)光的物理過程示意圖如下：其中，M表示基質(zhì)晶格；A和S為攙雜離子(假設(shè)基質(zhì)晶格M的吸收不產(chǎn)生輻射)。41.1發(fā)光過程固體發(fā)光的物理過程示意圖如下：基質(zhì)晶格M吸收激發(fā)能，傳遞給摻雜離子，使其上升到激發(fā)態(tài)，它返回基態(tài)時可能有以下三種途徑：①以熱的形式把激發(fā)能量釋放給鄰近的晶格，稱為“無輻射弛豫”，也叫熒光猝滅；②以輻射形式釋放激發(fā)能量，稱“發(fā)光”；③S將激發(fā)能傳遞給A（無輻射能量傳遞），即S吸收的全部或部分激發(fā)能由A產(chǎn)生發(fā)射而釋放出來，這種現(xiàn)象稱為“敏化發(fā)光”，A稱為激活劑，S通常被稱為A的敏化劑。5基質(zhì)晶格M吸收激發(fā)能，傳遞給摻雜離子，使其上升到1.2熒光和磷光

激活劑吸收能量后，激發(fā)態(tài)的壽命極短，一般大約僅10-8s就自動地回到基態(tài)而放出光子，這種發(fā)光現(xiàn)象稱為熒光。撤去激發(fā)源后，熒光立即停止。被激發(fā)的物質(zhì)在切斷激發(fā)源后仍能繼續(xù)發(fā)光，這種發(fā)光現(xiàn)象稱為磷光。有時磷光能持續(xù)幾十分鐘甚至數(shù)小時，這種發(fā)光物質(zhì)就是通常所說的長余輝材料。

61.2熒光和磷光61.3發(fā)光材料的發(fā)光性能參數(shù)

（1）發(fā)光效率（η）：材料吸收激發(fā)能量后轉(zhuǎn)化成光發(fā)射，光發(fā)射與吸收之比稱為發(fā)光效率。兩種表示：a.量子效應(yīng)：發(fā)光材料光發(fā)射的量子數(shù)Nˊ與激發(fā)時所吸收的量子數(shù)N吸收的比值；b.能量效應(yīng)：發(fā)光材料發(fā)出光的能量Eˊ

與吸收的能量E之比。（2）發(fā)光強(qiáng)度：一定面積發(fā)光表面沿法線方向所產(chǎn)生的光強(qiáng)（通常是相對亮度）（燭光/m2或Cd/m2）。（3）發(fā)光光譜：發(fā)光材料的發(fā)光強(qiáng)度隨波長或能量的分布曲線，是發(fā)光材料的獨(dú)特性質(zhì)。三種類型：線譜；帶譜；既有線譜，又有帶譜。E(ν)=E(ν0)exp[-α(ν-νo)2](νo峰值頻率)71.3發(fā)光材料的發(fā)光性能參數(shù)（1）發(fā)光效率（η）：材料吸收（4）吸收光譜：其反映了光照射到發(fā)光材料上，其激發(fā)光波長和材料所吸收的能量的關(guān)系，表示為：I(λ)=Io(λ)e-KλX(有反射與散射)式中：I(λ)：為光通過厚度為x的材料層后的發(fā)光強(qiáng)度；Io(λ)：波長為λ的光照射到材料時的發(fā)光強(qiáng)度；Kλ：吸收系數(shù)。（5）激發(fā)光譜：在發(fā)光材料的發(fā)光光譜中，某一譜帶或譜線的發(fā)光強(qiáng)度隨激發(fā)光波長改變而變化的曲線。（6）發(fā)光衰減：發(fā)光材料在光激發(fā)停止后，仍可持續(xù)發(fā)光，但發(fā)光強(qiáng)度逐漸減弱，直到完全消失的過程。8（4）吸收光譜：其反映了光照射到發(fā)光材料上，其激發(fā)光波長和材2.稀土的電子層結(jié)構(gòu)和光譜學(xué)性質(zhì)

發(fā)光的本質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)換，稀土之所以具有優(yōu)異的發(fā)光性能，就在于它具有優(yōu)異的能量轉(zhuǎn)換功能，而這又是由其特殊的電子層結(jié)構(gòu)決定的。92.稀土的電子層結(jié)構(gòu)和光譜學(xué)性質(zhì)發(fā)光的本質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)換稀土元素基態(tài)原子的電于層構(gòu)型Sc

ls22s22p63s23p63d14s2

Yls22s22p63s23p63d104s24p64d15s2

Ln（La----Lu）

ls22s22p63s23p63d104s24p64d104f0~145s25p65d0~16s2

10稀土元素基態(tài)原子的電于層構(gòu)型102.1稀土的能級及其躍遷的基本原理表：三價(jià)鑭系離子的基態(tài)光譜項(xiàng)的量子數(shù)L，S，J及旋軌偶合系數(shù)ζ4f和基態(tài)與最近的另一J多重態(tài)最小的能量差△112.1稀土的能級及其躍遷的基本原理11RE3+f電子LSJ△(cm-1)ζ4f(cm-1)La0000Ce131/25/22200640Pr25142150750Nd363/29/21900900Pm462416001070Sm555/25/210001200Eu63303501320Gd707/27/21620Tb833620001700Dy955/215/233001900Ho1062852002160Er1163/215/265002440Tm1251683002640Yb1331/27/2103002880Lu1400012RE3+f電子LSJ△(cm-1)ζ4f(cm-1)La001313鑭系原子和離子的電子組態(tài)具有如下特征：A.在中性原子中，La（4f0）,Gd（4f7）,Lu（4f14)）一個5d電子，即m=1；此外，鈰原子也有一個5d電子子，其他鑭系原子的m都為0.B.鑭系4f電子在空間上受外層的充滿電子5s25p6殼層所屏蔽，故受外界的電場，磁場和配位場等影響較小。C.Y3+，La3+，Lu3+都具有密閉的殼層，因此他們都是無色的離子，具有光學(xué)惰性，很適合作為發(fā)光和激光材料的基質(zhì)。14鑭系原子和離子的電子組態(tài)具有如下特征：A.在中性原子中，LaD.Gd以前的fn（n=0-6）與Gd以后的f（14-n）元素為一對共軛元素，為具有類似的光譜項(xiàng)；只是重鑭系的自旋軌道偶合系數(shù)ζ4f大于輕鑭系，致使Gd以后的f（14-n）的J重態(tài)的能級之間的間隔△(cm-1)大于Gd以前。E.△(cm-1)值：Yb3+大于Tm3+、Er3+、Ho3+：用Yb3+作為敏化原子，能傳遞給激發(fā)離子Tm3+、Er3+、Ho3+，或以用Yb3+、Tm3+、Er3+敏化Ho3+的能級的依據(jù)，可用于研究上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，。15D.Gd以前的fn（n=0-6）與Gd以后的f（14-n）a.f-f躍遷△l=0原屬禁戒躍遷。原因：4f組態(tài)與相反宇稱的組態(tài)g或d發(fā)生混合，或?qū)ΨQ性偏離反演中心。特點(diǎn)：強(qiáng)度較弱、線狀、壽命較長。b.d-f躍遷鑭系離子除了f-f躍遷外，三價(jià)Ce、Pr、Tb和二價(jià)Eu、、Sm、Tm、Dy、Nd等離子還有d-f躍遷，這種△l=1的躍遷是允許躍遷。特點(diǎn)：寬光譜，短壽命，強(qiáng)度較強(qiáng)，并受晶場影響較大等。

F.稀土離子的f-f躍遷，f-d躍遷和電荷遷移帶16a.f-f躍遷F.稀土離子的f-f躍遷，f-d躍遷和c.電荷遷移帶當(dāng)電子從配體（氧或鹵素）的充滿的分子軌道躍遷至稀土離子內(nèi)部的部分填充的4f殼層時，在光譜上產(chǎn)生較寬的電荷遷移帶，其半寬度可達(dá)3-4kK，譜線位置隨環(huán)境的改變位移較大，目前已知Sm、Eu、Tm、Yb等三價(jià)離子和Ce、Pr、Tb、Dy、Nd等四價(jià)離子具有電荷遷移帶。d.由于f-f躍遷窄譜線，強(qiáng)度弱，不利于吸收激發(fā)光能，發(fā)光效率不高。可利用d-f躍遷和電荷遷移帶吸收光譜以提高對激發(fā)光能吸收，然后將這部分能量傳遞給稀土激活離子，是提高稀土離子發(fā)光效率的重要途徑。17c.電荷遷移帶172.1固體的發(fā)光

某一固體化合物受到光子、帶電粒子、電場或電離輻射的激發(fā)，會發(fā)生能量的吸收、存儲、傳遞和轉(zhuǎn)換過程。如果激發(fā)能量轉(zhuǎn)換為可見光區(qū)的電磁輻射，這個物理過程稱為固體的發(fā)光。發(fā)光材料由基質(zhì)和激活劑組成，在一些材料中，還攙入其它雜質(zhì)離子來改善發(fā)光性能。基質(zhì)：作為材料主體的化合物；激活劑：作為發(fā)光中心的少量攙雜離子。發(fā)光：一種宏觀現(xiàn)象，但它和晶體內(nèi)部的缺陷結(jié)構(gòu)、能帶結(jié)構(gòu)、能量傳遞、載流子遷移等微觀性質(zhì)和過程密切相關(guān)。

182.1固體的發(fā)光18

⑴固體發(fā)光與晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)晶體中的能帶有價(jià)帶、導(dǎo)帶、禁帶。但是，在實(shí)際晶體中，可能存在雜質(zhì)原子或晶格缺陷，局部地破壞了晶體內(nèi)部的規(guī)則排列，從而產(chǎn)生一些特殊的能級，稱為缺陷能級。作為發(fā)光材料的晶體，往往有目的地?fù)诫s其它雜質(zhì)離子以構(gòu)成缺陷能級，它們對晶體的發(fā)光起著關(guān)鍵作用。發(fā)光是去激發(fā)的一種方式。晶體中電子的被激發(fā)和去激發(fā)互為逆過程。

被激發(fā)和去激發(fā)可能在價(jià)帶、導(dǎo)帶和缺陷能級中任意兩個之間進(jìn)行。1919⑵稀土元素的價(jià)態(tài)

其中，橫坐標(biāo)為原子序數(shù)，

縱坐標(biāo)線的長短表示價(jià)態(tài)變化傾向的相對大小。20⑵稀土元素的價(jià)態(tài)其中，橫坐標(biāo)為原子序數(shù)，20⑶稀土離子的發(fā)光特點(diǎn)+3價(jià)稀土離子的發(fā)光特點(diǎn)①具有f-f躍遷的發(fā)光材料的發(fā)射光譜呈線狀，色純度高；

②熒光壽命長；③由于4f軌道處于內(nèi)層，材料的發(fā)光顏色基本不隨基質(zhì)的不同而改變；④光譜形狀很少隨溫度而變，溫度猝滅小，濃度猝滅小。21⑶稀土離子的發(fā)光特點(diǎn)21

在+3價(jià)稀土離子中，Y3+和La3+無4f電子，Lu3+的4f亞層為全充滿的，都具有密閉的殼層，因此它們屬于光學(xué)惰性的，適用于作基質(zhì)材料。從Ce3+到Y(jié)b3+，電子依次填充在4f軌道，從f1到f13，其電子層中都具有未成對電子，其躍遷可產(chǎn)生發(fā)光，這些離子適于作為發(fā)光材料的激活離子。22在+3價(jià)稀土離子中，Y3+和La3+無4f電子，Lu3+

非正常價(jià)態(tài)稀土離子的光譜特性

價(jià)態(tài)的變化是引發(fā)、調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換材料功能特性的重要因素，發(fā)光材料的某些功能往往可通過稀土價(jià)態(tài)的改變來實(shí)現(xiàn)。①+2價(jià)態(tài)稀土離子的光譜特性②+4價(jià)態(tài)稀土離子的光譜特性23非正常價(jià)態(tài)稀土離子的光譜特性23①+2價(jià)態(tài)稀土離子的光譜特性

+2價(jià)態(tài)稀土離子(RE2+)有兩種電子層構(gòu)型：4fn-15d1和4fn。4fn-15dl構(gòu)型的特點(diǎn)是5d軌道裸露于外層，受外部場的影響顯著。4fn-15dl→4fn(即d-f躍遷)的躍遷發(fā)射呈寬帶，強(qiáng)度較高，熒光壽命短，發(fā)射光譜隨基質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)的改變而發(fā)生明顯變化。與RE3+相比，RE2+的激發(fā)態(tài)能級間隔被壓縮，最終導(dǎo)致最低激發(fā)態(tài)能量降低，譜線紅移。24①+2價(jià)態(tài)稀土離子的光譜特性24②+4價(jià)態(tài)稀土離子的光譜特性

+4價(jià)態(tài)稀土離子和與其相鄰的前一個+3價(jià)稀土離子具有相同的4f電子數(shù)目。例如，Ce4+和La3+，Pr4+和Ce3+，Tb4+和Gd3+等。+4價(jià)態(tài)稀土離子的電荷遷移帶能量較低，吸收峰往往移到可見光區(qū)。如Ce4+與Ce3+的混價(jià)電荷遷移躍遷形成的吸收峰已延伸到450nm附近，Tb4+的吸收峰在430nm附近。25②+4價(jià)態(tài)稀土離子的光譜特性25⑷稀土發(fā)光材料的分類①稀土離子作為激活劑以稀土離子作為激活劑的發(fā)光體是稀土發(fā)光材料中的最主要的一類，根據(jù)基質(zhì)材料的不同又可分為兩種情況：

材料基質(zhì)為稀土化合物；如Y2O3：Eu3+；

材料基質(zhì)為非稀土化合物；如SrAl2O4：Eu2+。可以作為激活劑的稀土離子主要是Gd3+兩側(cè)的Sm3+、Eu3+、Eu2+、Tb3+、Dy3+。其中應(yīng)用最多的是Eu3+和Tb3+。

26⑷稀土發(fā)光材料的分類26Tb3+是常見的綠色發(fā)光材料的激活離子。另外，Pr3+、Nd3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Y3+可作為上轉(zhuǎn)換材料的激活劑或敏化劑。可以通過選擇基質(zhì)的化學(xué)組成，添加適當(dāng)?shù)年栯x子或陰離子，改變晶場對Eu2+的影響，制備出特定波長的新型熒光體，提高熒光體的發(fā)光效率，故這類發(fā)光材料具有廣泛的應(yīng)用。

27Tb3+是常見的綠色發(fā)光材料的激活離子。27②稀土化合物作為基質(zhì)材料常見的可作為基質(zhì)材料的稀土化合物有Y2O3、La2O3和Gd2O3等，也可以稀土與過渡元素共同構(gòu)成的化合物作為基質(zhì)材料(如YVO4)。28②稀土化合物作為基質(zhì)材料28⑸三基色原理

①將適當(dāng)選擇的三種基色(紅、綠、藍(lán))按不同比例合成，可引起不同的彩色感覺；②合成的彩色光的亮度決定于三基色亮度之和，其色度決定于三基色成分的比例；③三種基色彼此獨(dú)立，任一種基色不能由其他兩種基色配出。29⑸三基色原理293.主要稀土發(fā)光材料介紹3.1陰極射線發(fā)光材料303.主要稀土發(fā)光材料介紹30熒光體ηCR,%ηL,Lm/WRthτ,msRexE1/2,mJ/cm2藍(lán)色ZnS：Ag20130.890.01~0.070.232綠色(Zn,Cd)S:CuY3Al5O12:TbY3(Al,Ca)5O12:TbY2SiO5:TbLaOBr:TbInBO3:TbGd2O2S:Tb1689910811853542414542481.001.000.970.940.981.000.800.01~0.0533217.50.70.120.610.820.880.700.760.512207095254510紅色Y2O2S:EuY2O3:Eu13725220.680.910.520.400.59812彩色電視用籃、綠、紅熒光體性能31熒光體ηCR,%ηL,Lm/WRthτ,msRexE1/2,ηCR：能量轉(zhuǎn)換效率=hγ發(fā)光·N發(fā)光/hγ吸收·N吸收；ηL：室溫低電流密度CR激發(fā)下的流明效率；Rth：100℃的能量轉(zhuǎn)換效率與室溫下的比值；τ：衰減時間；Rex：高密度激發(fā)下的線性參數(shù)：10mJ/cm2時效率與低密度下效率之比；E1/2：線性范圍半值效率與低激發(fā)密度下效率之比，τ越小，其值就越大。紅光：Eu3+（5D0→7F2）626nm；綠光：Tb3+（5D4→7F2

）545nm；注：Eu3+（5D1，5D2→7F2）產(chǎn)生的綠光與藍(lán)光影響色度，Eu3+濃度越大，綠藍(lán)光淬滅。32ηCR：能量轉(zhuǎn)換效率=hγ發(fā)光·N發(fā)光/hγ吸收·N吸收；溫度淬滅：在高速電子的轟擊下，使由熒光體構(gòu)成的熒光屏的溫度上升，當(dāng)溫度上升到一定的程度后，發(fā)光強(qiáng)度將下降，這種現(xiàn)象稱溫度淬滅。33溫度淬滅：在高速電子的轟擊下，使由熒光體構(gòu)成的熒光屏的溫度上

3.2光致發(fā)光－燈用發(fā)光材料

稀土發(fā)光材料的一大應(yīng)用領(lǐng)域便是電光源，燈用熒光粉的產(chǎn)量在所有熒光粉中占據(jù)首位。⑴電光源主要分為兩大類：①熱輻射發(fā)光光源；②氣體放電發(fā)光光源。與熱輻射光源相比，氣體放電光源具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，a.不受燈絲熔點(diǎn)的限制；b.輻射光譜可以選擇；c.發(fā)光效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過熱輻射光源；d.壽命長，可達(dá)幾萬小時；e.而且在使用壽命期間光輸出的維持性能好。343.2光致發(fā)光－燈用發(fā)光材料34⑵氣體放電和氣體放電光源在特定條件下(例如強(qiáng)電場，光輻射、粒子轟擊和高溫加熱等)，氣體分子將發(fā)生電離，產(chǎn)生可自由移動的帶電粒子，在電場作用下形成電流。這種電流通過氣體的現(xiàn)象稱為氣體放電。在電離氣體中，存在著各種中性粒子和帶電粒子，它們之間存在著復(fù)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。當(dāng)這些激發(fā)粒子自發(fā)返回基態(tài)時，發(fā)出電磁輻射。35⑵氣體放電和氣體放電光源35

此外，電離氣體中正、負(fù)粒子的復(fù)合，帶電粒子在離子場中的減速，也都會產(chǎn)生輻射。因而，氣體放電總是伴隨著輻射效應(yīng)，利用這一原理制成的光源稱為氣體放電光源。36此外，電離氣體中正、負(fù)粒子的復(fù)合，帶電粒子在離子場中的減⑶稀土發(fā)光材料在氣體放電光源領(lǐng)域的應(yīng)用范圍37⑶稀土發(fā)光材料在氣體放電光源領(lǐng)域的應(yīng)用范圍37⑷低壓汞燈

利用汞蒸氣放電的燈統(tǒng)稱為汞燈。按蒸氣壓的不同，汞燈分為低壓汞燈和高壓汞燈，若在這兩種燈的外殼內(nèi)壁涂以熒光粉，就稱為低壓水銀熒光燈和高壓水銀熒光燈。1949年出現(xiàn)了性能優(yōu)異的錳、銻激活的鹵磷酸鈣熒光粉(鹵粉)，其量子效率較高，穩(wěn)定性好，原料易得，價(jià)格便宜，而且可以通過調(diào)整配方比例獲得冷白、暖白和日光色的輸出，這些突出的優(yōu)點(diǎn)使它一直沿用至今。38⑷低壓汞燈38

汞燈發(fā)光原理（發(fā)光效率和顯色性差）電子轟擊Hg使其激發(fā)→受激Hg放出紫外線(25.07nm,185nm)→紫外線使Sb3+,Mn2+

激發(fā)→處于激發(fā)態(tài)的Sb3+和Mn2+返回基態(tài)時發(fā)出光(Sb3+為490nm,Mn2+為185nm)，二者的光譜范圍都較寬，幾乎遍及整個可見光譜范圍→一種白色光。39汞燈發(fā)光原理（發(fā)光效率和顯色性差）39稀土三基色熒光燈

（1977年獲得美國重大技術(shù)發(fā)明獎）發(fā)藍(lán)光(峰值450nm)的銪激活的多鋁酸鋇鎂(BaMg2Al16O27：Eu2+)發(fā)綠光(峰值543nm)的鈰、鋱激活的多鋁酸鎂(MgAl11O19：Ce3+,Tb3+)發(fā)紅光(峰值611nm)的銪激活的氧化釔(Y2O3：Eu3+)三種成分按一定比例混合，可以制成色溫為2500～6500K的任意光色的熒光燈，光效達(dá)80lm/w以上，平均顯色指數(shù)達(dá)85。

40稀土三基色熒光燈40

紅色熒光粉的制備(1)將Y2O3和Eu2O3按一定比例混合后溶于6mol/L鹽酸，濾去不溶物，加熱近沸，以溫度約95℃的15％草酸進(jìn)行沉淀。(2)熱漬2-3h后過濾，洗滌沉淀至近中性，烘干。在850-900℃加熱，使之分解為(Y,Eu)2O3的混合物。(3)將混合物置于坩堝中，在1250-1300℃下灼燒3-5h，經(jīng)選粉、過篩，得成品。41紅色熒光粉的制備41⑸高壓汞燈

高壓汞燈是最早的高壓氣體放電光源。

低壓汞燈中汞蒸氣壓極小，不足133Pa；而高壓汞燈的汞蒸氣壓為低壓汞燈的數(shù)千倍，普通高壓汞燈的蒸氣壓大約在0.2～1MPa。

低壓汞放電主要產(chǎn)生254nm和185nm紫外輻射，可見光輻射很微弱；在高壓汞燈中，原子密度高，原子間相互作用大，造成所謂壓力加寬、碰撞加寬等現(xiàn)象，以致汞在可見光區(qū)的特征譜線404.9mn(紫)、435.8nm(藍(lán))、546.1nm(綠)、577.0～579.Onm(黃)等非常明顯。42⑸高壓汞燈42在高壓汞燈的可見光輻射中，紅光成分太少，僅占總可見輻射的1％，與日光中的紅光比例(約12％)相差甚遠(yuǎn)。因此，高壓汞燈的光色顯藍(lán)綠，顯色指數(shù)低，僅為25，被照物體不能很好地呈現(xiàn)原有的顏色，明顯失真，不宜用于對照明要求較高的場所。

高壓汞燈熒光粉YVO4：Eu3+；Y(V,P)O4：Eu3+；Y2(V,B)2O8：Eu3+；(Y,Eu,Bi)(VO4)(BO3)(PO4)

43在高壓汞燈的可見光輻射中，紅光成分太少，僅占總可見輻射的4.長余輝發(fā)光材料

長余輝發(fā)光材料簡稱長余輝材料，又稱夜光材料。它是一類吸收太陽光或人工光源所產(chǎn)生的光發(fā)出可見光，且在激發(fā)停止后仍可繼續(xù)發(fā)光的物質(zhì)。是一種儲能、節(jié)能的發(fā)光材料?？善鸬街甘菊彰骱脱b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)，有著廣泛應(yīng)用前景。最近，稀土激活的鋁酸鹽和硫化物成為長余輝材料的主體，代表了長余輝材料研究發(fā)展趨勢。444.長余輝發(fā)光材料44⑴稀土激活的硫化物長余輝材料

硫化物長余輝材料的基質(zhì)主要是鋅和堿土金屬硫化物。稀土激活的硫化物長余輝材料的發(fā)光顏色較為豐富，尤其是紅色發(fā)光是其他基質(zhì)長余輝材料尚無法實(shí)現(xiàn)的。

ZnS：Eu2+；SrS：Eu2+,Er3+；Ca1-xSrxS：Eu2+,Dy3+,Er3+

。45⑴稀土激活的硫化物長余輝材料45⑵稀土激活的堿土鋁酸鹽長余輝材料稀土激活的堿土鋁酸鹽長余輝材料是指以堿土金屬(主要是Sr、Ca)鋁酸鹽為基質(zhì)，Eu2+為激活劑，Dy3+和Nd3+等中重稀土的離子為輔助激活劑的發(fā)光材料。稀土激活的堿土鋁酸鹽長余輝材料主要有SrAl2O4：Eu2+SrAl2O4：Eu2+,Dy3+Sr4Al14O25：Eu2+,Dy3+

CaAl2O4：Eu2+,Nd3+等。46⑵稀土激活的堿土鋁酸鹽長余輝材料稀土激活的堿土鋁酸鹽長余

它們發(fā)射從藍(lán)色到綠色的光，峰值分布在440--520nm范圍，發(fā)光亮度高，余輝時間長，有文獻(xiàn)報(bào)道，樣品在暗室中放置50h后仍可見清晰的發(fā)光。

在鋁酸鹽材料中，研究最多、應(yīng)用最普遍的是SrAl2O4：Eu2+,Dy3+

黃綠色熒光粉。由日亞公司開發(fā)的藍(lán)綠色熒光粉Sr4Al14O25：Eu2+，Dy3+，其發(fā)射主峰在490nm，與人眼暗視覺峰值接近，具有目前最長的余輝時間，為SrAl2O4：Eu2+,Dy3+的兩倍。

47它們發(fā)射從藍(lán)色到綠色的光，峰值分布在440--520nm范(3)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。長余輝材料及其制品用于安全應(yīng)急方面，如消防安全設(shè)施、器材的標(biāo)志，救生器材標(biāo)志、緊急疏散標(biāo)志、應(yīng)急指示照明和軍事設(shè)施的隱蔽照明。48(3)稀土長余輝發(fā)光材料的應(yīng)用48

如日本將發(fā)光涂料用于某些特殊場合的應(yīng)急指示照明。據(jù)報(bào)道，在美國“9.11”事件中長余輝發(fā)光標(biāo)志在人員疏散過程中起了重要的作用。利用含長余輝材料的纖維制造的發(fā)光織物，可以制成消防服、救生衣等，用于緊急情況。在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，長余輝材料用于道路交通標(biāo)志，如路標(biāo)、護(hù)欄、地鐵出口、臨時防護(hù)線等；在飛機(jī)、船舶、火車及汽車上涂以長余輝標(biāo)志，目標(biāo)明顯，可減少意外事故的發(fā)生。美國利用發(fā)光纖維制造發(fā)光織物，制成夜間在道路上執(zhí)勤人員的衣服。

49如日本將發(fā)光涂料用于某些特殊場合的應(yīng)急指示照明。49

長余輝材料用在建筑裝潢方面，可以裝飾、美化室內(nèi)外環(huán)境，簡便醒目，節(jié)約電能。英國一家公司將發(fā)光油漆涂于樓道，白晝儲光，夜間釋放光能，長期循環(huán)以節(jié)省照明用電。還可用于廣告裝飾、夜間或黑暗環(huán)境需要顯示部位的指示，如暗室座位號碼、電源開關(guān)顯示。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