燈用熒光粉講座課件

燈用熒光粉

Phosphorsforlamps

----熒光粉系列講座之四通士達(dá)新材料韓鈞祥教授12/5/2023講授內(nèi)容前言燈用熒光粉的歷史典型的燈用熒光粉——鹵粉鹵粉和三基色粉的比較今后燈用熒光粉的研究方向12/5/2023前言燈的種類：白熾燈金屬鹵化物燈——汞燈——高壓、低壓鈉燈——高壓、低壓LED燈其他燈必須用熒光粉的燈為低壓汞燈（殺菌燈除外）可用可不用熒光粉的燈為高壓汞燈，LED燈12/5/2023燈用熒光粉的歷史

1938年~非稀土三基色熒光粉R—CdB2O4：MnG—ZnSiO4：MnB—CaWO4非稀土二組分熒光粉Y（a）—（Zn，Be）2SiO4：MnB—MgWO412/5/2023燈用熒光粉的歷史1942年~鹵粉3Ca3(PO4)2Ca(F,Cl)2：Sb，MnCa10(PO4)6(F,Cl)2：Sb，MnCa5(PO4)3(F,Cl)：Sb，Mn50年代工業(yè)化12/5/2023燈用熒光粉的歷史1974年~稀土三基色熒光粉R—YOEG—CATLAP(變化較大)B—BAM(變化最大：基質(zhì)Al16--—Al10；激活劑從單到雙)12/5/20231996年~LED熒光粉①460nm激發(fā)的熒光粉Y—YAG，硅酸鹽R—不成熟②<460nm波長(zhǎng)激發(fā)的熒光粉燈用熒光粉的歷史12/5/2023其他特殊熒光粉（起始時(shí)間各異）UV—BaSi2O5：Pb；SrB4O7:Eu2+IR—ROXYEY—YAG:Ce（提高Ra）燈用熒光粉的歷史12/5/2023典型的燈用熒光粉——鹵粉

這是燈用熒光粉中歷史最長(zhǎng)、產(chǎn)量最大的產(chǎn)品，至今仍在應(yīng)用和研究。作為一個(gè)熒光粉者，尤其是燈用熒光粉來(lái)說(shuō)，對(duì)鹵粉是應(yīng)該全面了解的。

12/5/2023鹵粉--鹵粉的制造

原材料（CaCl2，（NH4）2HPO4等）的凈化（用S”沉淀、用絡(luò)合劑—C吸附清除微量雜質(zhì)）基質(zhì)原料CaHPO4的合成——要求晶型、形貌、粒度大小。這是最關(guān)鍵的一步。需要掌握溶液濃度、沉淀溫度、速度、脫水溫度、時(shí)間等。配料與混合（以干法為主）——V型等12/5/2023灼燒（中性氣氛，~1200℃）后處理：a.破碎——腭式等b.磨細(xì)c.分級(jí)——過(guò)篩（325目）；水透d.洗滌（水、酸洗、EDTA等）鹵粉--鹵粉的制造

12/5/2023在同一種結(jié)構(gòu)（磷灰石）的情況下，可以調(diào)配出許多產(chǎn)品照明用產(chǎn)品——暖白色、冷白色、日光色等燈用熒光粉衍生出其他單色產(chǎn)品：A鹵藍(lán)粉（不加Mn2+的鹵粉）λmax=480nmB稀土鹵藍(lán)粉Sr5(PO4)3Cl：Eu2+C其他稀土鹵粉鹵粉--鹵粉的品種12/5/2023重視基質(zhì)原料的研究鹵粉的機(jī)制原料是CaHPO4，它的形貌、粒度大小決定最終產(chǎn)品的形貌、大小，這一規(guī)律對(duì)研究其他熒光粉（如三基色熒光粉）也是適用的。鹵粉--鹵粉研究給人們的啟示

12/5/2023能量傳遞機(jī)理的應(yīng)用在鹵粉中，有兩個(gè)激活劑——第一激活劑（也叫敏化劑）是Sb3+；第二激活劑（也叫激活劑）是Mn2+，Sb3+吸收254nm能量，一方面發(fā)出自己能有的480nm光譜，另一方面把部分能量傳遞給Mn2+，發(fā)出主峰為580nm左右的Mn2+光譜，這種傳遞機(jī)理在稀土熒光粉中也得到了很多應(yīng)用，其離子對(duì)有：Eu2+—Mn2+Ce3+—Mn2+Ce3+—Tb3+其中Ce3+發(fā)出的光一般是不可見(jiàn)的。鹵粉--鹵粉研究給人們的啟示

12/5/2023基質(zhì)晶格變化對(duì)發(fā)射光譜的影響在鹵粉中，調(diào)整基質(zhì)晶格中的陽(yáng)離子、陰離子或者陰陽(yáng)離子都對(duì)熒光粉的發(fā)射光譜有重要影響，如用Sr2+、Ba2+代Ca2+，或者調(diào)整F-,Cl-等鹵離子的比例，都對(duì)Sb3+，尤其是Mn2+的發(fā)射產(chǎn)生影響。這種影響體現(xiàn)在f→d躍遷的稀土熒光分鐘尤為明顯：鹵粉--鹵粉研究給人們的啟示

12/5/2023①在YAG：Ce熒光粉中，變更Y和Al，Ce3+的發(fā)射峰值位置和強(qiáng)度有很大的變化；②在SrSiO4：Eu熒光粉中，變更Sr和Si，Eu2+的發(fā)射峰值位置和強(qiáng)度有很大變化；③在BAM：Eu熒光粉中，變更Ba，Mg，Al，Eu2+的發(fā)射峰值位置和強(qiáng)度也有很大變化。鹵粉--鹵粉研究給人們的啟示

12/5/2023灼燒條件的控制在鹵粉中，如果灼燒條件（溫度，氣氛等）控制不好，結(jié)晶就不好，Mn2+→Mn4+，Sb3+→Sb5+，這樣發(fā)光效率就會(huì)下降。同樣，在稀土熒光粉中，如何得證Eu，Ce，Tb的價(jià)態(tài)，也是得證最終產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵條件之一。鹵粉--鹵粉研究給人們的啟示

12/5/2023制造鹵粉的設(shè)備及測(cè)試儀器

總之，鹵粉研究的方法，成果，設(shè)備，儀器等，對(duì)現(xiàn)代熒光粉的研究有極其重要的借鑒作用。鹵粉--鹵粉研究給人們的啟示

12/5/2023鹵粉和三基色粉的比較

鹵粉三基色粉光效高高顯色性低高色差小大光通維持率低高價(jià)格便宜貴*價(jià)格由原材料、設(shè)備、能耗等決定。12/5/2023鹵粉和三基色粉的比較—鹵粉為了克服Ra低的缺點(diǎn)，常在鹵粉中加入稀土紅粉；為了克服光通維持率低的缺點(diǎn)：A加Cd（有毒）B表面處理C繼續(xù)研究（無(wú)根本性突破）12/5/2023為了克服自己價(jià)格貴的缺點(diǎn)：

A降低貴重稀土Eu，Tb的含量；B降低粉的粒度，以便減少涂粉；C和鹵粉搭配使用（如先涂鹵粉，再涂三基色粉）；D回收粉；E其他方法，如先涂Al2O3粉，或者混入Al2O3粉等。鹵粉和三基色粉的比較—三基色粉12/5/2023為了克服色差大的缺點(diǎn)：A改進(jìn)藍(lán)，綠粉，尤其是藍(lán)粉性能；B研究三種粉的顆粒級(jí)配；C涂粉工藝的改進(jìn)。