3章第4节.ppt

LOGO3.5 稀土光致发光材料稀土光致发光材料v定义：定义：用紫外光、可见光或红外激发发光材料而产生用紫外光、可见光或红外激发发光材料而产生的发光现象称为光致发光。的发光现象称为光致发光。v光致发光材料又可分为光致发光材料又可分为荧光灯用发光材料荧光灯用发光材料，长余辉发长余辉发光材料光材料和和上转换发光材料上转换发光材料等。等。v在在20世纪世纪70年代出现了灯用稀土三基色荧光体和紧凑年代出现了灯用稀土三基色荧光体和紧凑型荧光灯以后型荧光灯以后 对光致发光注入了新的生命力。对光致发光注入了新的生命力。v稀土三基色荧光粉是最重要的发光材料，在照明领域稀土三基色荧光粉是最重要的发光材料，在照明领域具有划时代意义的应用。具有划时代意义的应用。LOGO一、紧凑型荧光灯用稀一、紧凑型荧光灯用稀土三基色荧光粉土三基色荧光粉v目前，灯用稀土三基色荧光粉的主要成分是：目前，灯用稀土三基色荧光粉的主要成分是：v蓝光（蓝光（450nm）的）的BaMg2Al16O27：Eu2+v绿光（绿光（543nm）MgAl11O16:Ce3+,Tb3+v红光（红光（611nm）Y2O3:Eu3+LOGOLOGOLOGO二、高压汞灯用稀土荧光粉二、高压汞灯用稀土荧光粉v高压汞灯具有高效率、长寿命和高亮度等优点。高压汞灯具有高效率、长寿命和高亮度等优点。广泛应用于道路、工业厂房、场地及室内照明。广泛应用于道路、工业厂房、场地及室内照明。v不足之处是缺乏红色辐射，照射有色物质时，特不足之处是缺乏红色辐射，照射有色物质时，特别是对红色成分的有色物质照射时，显色性差，别是对红色成分的有色物质照射时，显色性差，颜色会产生畸变。颜色会产生畸变。v因此需要荧光粉来校正高压汞灯的颜色。涂上因此需要荧光粉来校正高压汞灯的颜色。涂上YVO4:Eu3+或或Y(V,P)O4:Eu3+红色荧光体后，不仅红色荧光体后，不仅可提高光效，更重要的是改善显色性，提高了红可提高光效，更重要的是改善显色性，提高了红色笔和显色指数。色笔和显色指数。LOGOLOGO三、其他用途的灯用荧光粉三、其他用途的灯用荧光粉v利用低压汞灯中短波紫外辐射激发荧光体产生另利用低压汞灯中短波紫外辐射激发荧光体产生另一种长波紫外光的原理职称的灯，有的称为黑光一种长波紫外光的原理职称的灯，有的称为黑光灯、保健灯、杀虫灯等。灯、保健灯、杀虫灯等。LOGOLOGOv黑光灯是一种特制的气体放电灯，灯管的结构和电特黑光灯是一种特制的气体放电灯，灯管的结构和电特性与一般照明荧光粉相同，只是管壁内涂的荧光粉不性与一般照明荧光粉相同，只是管壁内涂的荧光粉不同。黑光灯能放射出一种人看不见的紫外线，且对农同。黑光灯能放射出一种人看不见的紫外线，且对农业害虫有很大业害虫有很大。v黑光灯的应用黑光灯的应用 v鉴定者利用它们来检测鉴定者利用它们来检测古董古董的真伪。现在有许多的真伪。现在有许多颜料含有磷，它在黑光灯下就会发光，而大部分古老颜料含有磷，它在黑光灯下就会发光，而大部分古老的颜料则没有含有磷。的颜料则没有含有磷。v维修人员利用它们来找出机器中看不见的裂缝维修人员利用它们来找出机器中看不见的裂缝-通过注入少量荧光染料到燃料供应和用黑光灯照它。通过注入少量荧光染料到燃料供应和用黑光灯照它。LOGOv法律实施官员可以使用它们来鉴别钱的真伪。美法律实施官员可以使用它们来鉴别钱的真伪。美国和许多其它国家都在它们的大面额上用了一条国和许多其它国家都在它们的大面额上用了一条看不见的荧光条，它们只有在黑光灯下才显示出看不见的荧光条，它们只有在黑光灯下才显示出来。来。v法医科学家使用它们来分析案发现场。为了套取法医科学家使用它们来分析案发现场。为了套取指纹，举例说，它们通常在黑光灯下撒上荧光染指纹，举例说，它们通常在黑光灯下撒上荧光染料。这样就可以更加容易套取料。这样就可以更加容易套取指纹指纹。v黑光诱虫灯是由黑光灯管及其配件，防雨罩、挡黑光诱虫灯是由黑光灯管及其配件，防雨罩、挡虫板组合而成。使用时在灯下放置一个盛有杀虫虫板组合而成。使用时在灯下放置一个盛有杀虫药剂的收集器，把诱来的害虫杀死。药剂的收集器，把诱来的害虫杀死。LOGO保保健健灯灯LOGOv荧光体的种类很多，但多数是荧光体的种类很多，但多数是Eu2+，Ce3+，Pb2+和和Gd3+分别激活的磷酸盐、硅酸盐和硼酸盐，发射分别激活的磷酸盐、硅酸盐和硼酸盐，发射波长从长波紫外光到蓝紫光。这些灯可用于杀菌、波长从长波紫外光到蓝紫光。这些灯可用于杀菌、保健理疗、诱捕害虫、复印和光化学等方面保健理疗、诱捕害虫、复印和光化学等方面。v复印荧光粉复印荧光粉LOGOLOGO五、稀土长余辉发光材五、稀土长余辉发光材料料长余辉发光材料简称长余辉材料，又称夜光材料。他是长余辉发光材料简称长余辉材料，又称夜光材料。他是一类吸收了激发光能（一类吸收了激发光能（e.g.太阳能）并储存起来，光太阳能）并储存起来，光激停止后，再把储存的能量以光的形式慢慢释放出来，激停止后，再把储存的能量以光的形式慢慢释放出来，并可持续几个甚至十几个消失的发光材料。他是一种储并可持续几个甚至十几个消失的发光材料。他是一种储能、节能的发光材料，它不消耗电能，但能把吸收的天能、节能的发光材料，它不消耗电能，但能把吸收的天然光等储存起来，在夜晚或较暗的环境中呈现明亮可辨然光等储存起来，在夜晚或较暗的环境中呈现明亮可辨的可见光，具有照明功能，可以起到指示照明和装饰照的可见光，具有照明功能，可以起到指示照明和装饰照明的作用，是一种明的作用，是一种“绿色光源材料绿色光源材料”。LOGOLOGOLOGOv尤其是稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料的余辉尤其是稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料的余辉时间可达时间可达12h以上，具有白昼蓄光、夜间发射的长以上，具有白昼蓄光、夜间发射的长期循环蓄光、发光的特点，具有广阔的应用前景。期循环蓄光、发光的特点，具有广阔的应用前景。v1.稀土激活的硫化物长余辉材料稀土激活的硫化物长余辉材料1866年年Sidot 首先制备出了黄绿色光的首先制备出了黄绿色光的ZnS:Cu长余辉发光材料。长期以来，硫化物系列长余辉材长余辉发光材料。长期以来，硫化物系列长余辉材料的研究最多，应用也最为广泛。料的研究最多，应用也最为广泛。LOGOv稀土长余辉发光材料开辟了崭新的天地，主要是稀土长余辉发光材料开辟了崭新的天地，主要是以稀土（主要是以稀土（主要是Eu2+）作为激活剂，或添加）作为激活剂，或添加Dy3+、Er3+等稀土离子或等稀土离子或Cu2+（copper）等非稀土离子作）等非稀土离子作为助激活剂。为助激活剂。vZnS:Eu2+、CaBaS:Cu+,Eu2+、CaSrS:Eu2+、CaSrS:Eu2+，Dy3+、CaSrS:Eu2+，Dy3+,Er3+、MgSrS:Eu2+等。等。LOGOv稀土硫化物长余辉发光材料的优点是体色鲜艳，稀土硫化物长余辉发光材料的优点是体色鲜艳，弱光下吸收光速度快，且发光颜色多样，可覆盖弱光下吸收光速度快，且发光颜色多样，可覆盖从蓝色到红色的发光区域；它们的亮度和余辉时从蓝色到红色的发光区域；它们的亮度和余辉时间为传统硫化物材料的几倍。间为传统硫化物材料的几倍。LOGOLOGO2.稀土激活的碱土铝酸盐稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料长余辉材料v这是近年来研究最多和应用最广的又一类长余辉这是近年来研究最多和应用最广的又一类长余辉发光材料。发光材料。v与硫化物长余辉相比：与硫化物长余辉相比：发光效率高、余辉时间长（超过发光效率高、余辉时间长（超过2000min）、化学性能稳定、无放射性污染、化学性能稳定、无放射性污染主要缺点：主要缺点：发光颜色单调、发射光谱集中在发光颜色单调、发射光谱集中在440-520nm，遇水不稳定。，遇水不稳定。LOGOv目前，研究主要集中在稀土离子激活的目前，研究主要集中在稀土离子激活的CaO-Al2O3体系和体系和SrO-Al2O3体系体系.激活剂为激活剂为Eu2O3、Dy2O3、Nd2O3等稀土氧化物，助溶剂为等稀土氧化物，助溶剂为B2O3。LOGOLOGO日亚公司开发的蓝绿色荧光粉，余辉时间是日亚公司开发的蓝绿色荧光粉，余辉时间是SrAl2O4：（：（Eu2+，Dy3+的的2倍，热稳定性高倍，热稳定性高20%LOGOv黄绿光黄绿光 SrAl2O4：（：（Eu2+，Dy3+）v蓝绿光蓝绿光 Sr4Al14O25：（：（Eu2+，Dy3+）v蓝紫光蓝紫光 CaAl2O4：（：（Eu2+，Nd3+）LOGOLOGO3.稀土激活的硅酸盐稀土激活的硅酸盐长余辉材料长余辉材料v以硅酸盐为基质的长余辉发光材料由于具有良好以硅酸盐为基质的长余辉发光材料由于具有良好的化学稳定性和热稳定性，且其原料的化学稳定性和热稳定性，且其原料SiO2廉价、廉价、易得，一直受人们的重视。易得，一直受人们的重视。LOGOLOGOv4.稀土长余辉发光材料的应用稀土长余辉发光材料的应用v稀土长余辉发光材料所涉及到的应用领域相当广稀土长余辉发光材料所涉及到的应用领域相当广泛，归纳起来有以下几个方面。泛，归纳起来有以下几个方面。va.安全应急方面安全应急方面 主要用于消防安全设施、器材的主要用于消防安全设施、器材的标志，救生器材、紧急疏散标志、应急指示照明和标志，救生器材、紧急疏散标志、应急指示照明和军事设施的隐蔽照明。还可利用长余辉材料的纤维军事设施的隐蔽照明。还可利用长余辉材料的纤维制造发光织物，可以制成消防服、救生衣等，用于制造发光织物，可以制成消防服、救生衣等，用于紧急情况。紧急情况。LOGOLOGOvb.用作指示标志用作指示标志 在交通运输领域，长余辉材料用于在交通运输领域，长余辉材料用于道路交通标志，如路标、护栏、地铁出口、临时防护道路交通标志，如路标、护栏、地铁出口、临时防护线等；在飞机、船舶、火车及汽车上涂以长余辉标志，线等；在飞机、船舶、火车及汽车上涂以长余辉标志，目标明显，可减少以外事故的发生。目标明显，可减少以外事故的发生。LOGOvc.建筑装潢方面建筑装潢方面 可以装饰、美化室内外环境，可以装饰、美化室内外环境，简便醒目、节约电源。还可用于广告装饰，夜简便醒目、节约电源。还可用于广告装饰，夜间或黑暗环境需要显示部位的标志，如暗室座间或黑暗环境需要显示部位的标志，如暗室座位号码、电源开关显示。位号码、电源开关显示。vd.仪器仪表方面仪器仪表方面 可以用于一起、仪表及钟表可以用于一起、仪表及钟表盘的指示，日用消耗聘的装饰，如发光工艺品，盘的指示，日用消耗聘的装饰，如发光工艺品，发光玩具、发光渔具等。发光玩具、发光渔具等。LOGOLOGO