稀土发光材料(Rare Earth Luminescent Materials)是由稀土4f电子在不同能级间跃出而产生的,因激发方式不同,发光可区分为光致发光(photoluminescence)、阴极射线发光(cathodluminescence)、电致发光(electroluminescence)、放射性发光(radiation luminescence)、X射线发光(X-ray luminescence)、摩擦发光(triboluminescence)、化学发光(chemiluminescence)和生物发光(bioluminescence)等。稀土发光具有吸收能力强,转换效率高,可发射从紫外线到红外光的光谱,特别在可见光区有很强的发射能力等优点。稀土发光材料已广泛应用在显示显像、新光源、X射线增光屏等各个方面。
中文名称 | 稀土发光材料 | ⑴光源 | 日光灯Ca5(PO4)3(Cl,F) |
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黑光灯YPO4 | Ce,Th;MgSrBF3 | ⑵显示 | 数字符号显示发光二极管(LED) |
⑴光源:日光灯 Ca5(PO4)3(Cl,F):[Sb3+,Mn2+]; BaMg2Al16O27:Eu2+; MgAl11O16:[Ce3+,Tb3+]; Y2O3:Eu3+
高压汞灯 Y(PV)O4:Eu; YVO4:Eu,Tb
黑光灯YPO4:Ce,Th; MgSrBF3:Eu
固体光源 GaP;GaAs;GaN;InGaN;YAG:Ce
⑵显示:数字符号显示 发光二极管(LED)
平板图像显示 OLED
⑶显像:黑白电视 Gd2O2S:Tb
彩色电视 Y2O3:Eu; Y2O2S:Eu
飞点扫描 Y2SiO5:Ce
X射线成像 (Zn,Cd)S:Ag; CaWO4; BaFCl:Eu2+; La2O2S:Tb3+; Gd2O2S:Tb3+
⑷探测:闪烁晶体 CsI,TlCl
⑸激光:固体激光材料 YAG:Nd3+; YAP:Nd3+; YLF:Nd3+
玻璃激光材料 掺Nd3+硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐玻璃
化学计量激光 PrCl3; NdP5O14; NdLiP4O12; NdKP4O12; NdK3(PO4)2; NdAl3(BO3)4; NdK5(MoO4)4
液体激光 Eu3+激活的苯酰丙酮(BA)、二苯酰甲烷(DBM)、三氟乙酰丙酮(TFA)和苯三氟丙酮(BTFA)等
气体激光 Sm(I),Eu(I),Eu(Ⅱ),Tm(I),Yb(I),Yb(Ⅱ),Yb等金属蒸气
稀土发光材料具有很多优点:发光谱带窄,色纯度高,色彩鲜艳;光吸收能力强,转换效率高;发射波长分布区域宽;荧光寿命从纳秒跨越到毫秒达6个数量级;物理和化学性能稳定,耐高温,可承受大功率电子束、高能辐射和强紫外光的作用。正是这些优异的性能,使稀土化合物成为探寻高新技术材料的主要研究对象。目前,稀土发光材料广泛应用于照明、显示、显像、医学放射图像、辐射场的探测和记录等领域,形成了很大的工业生产和消费市场规模,并正在向其他新兴技术领域扩展。
在稀土功能材料的发展中,尤其以稀土发光材料格外引人注目。稀土因其特殊的电子层结构,而具有一般元素所无法比拟的光谱性质,稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴,只要谈到发光,几乎离不开稀土。稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f5d电子组态,因此有丰富的电子能级和长寿命激发态,能级跃迁通道多达20余万个,可以产生多种多样的辐射吸收和发射,构成广泛的发光和激光材料。随着稀土分离、提纯技术的进步,以及相关技术的促进,稀土发光材料的研究和应用得到显著发展。发光是稀土化合物光、电、磁三大功能中最突出的功能,受到人们极大的关注。就世界和美国24种稀土应用领域的消费分析结果来看,稀土发光材料的产值和价格均位于前列。中国的稀土应用研究中,发光材料占主要地位。
稀土化合物的发光是基于它们的4f电子在f-f组态之内或f-d组态之间的跃迁。具有未充满的4f壳层的稀土原子或离子,其光谱大约有30 000条可观察到的谱线,它们可以发射从紫外光、可见光到红外光区的各种波长的电磁辐射。稀土离子丰富的能级和4f电子的跃迁特性,使稀土成为巨大的发光宝库,从中可发掘出更多新型的发光材料。
稀土发光材料的应用会给光源带来环保节能、色彩显色性能好及长寿命的作用,有利于推动照明显示领域产品的更新换代。目前,我国稀土发光材料行业紧跟国际稀土发光材料研发和应用的发展潮流,与下游产业之间建立了良好的市场互动机制,成为节能照明和电子信息产业发展过程中不可或缺的基础材料。除上述领域外,稀土发光材料还被广泛应用于促进植物生长、紫外消毒、医疗保健、夜光显示和模拟自然光的全光谱光源等特种光源和器材的生产,应用领域不断得到拓展。
稀土发光材料主要有三种制备方法,它们是: 1.气相法:包括气体冷凝法、真空蒸发法、溅射法、化学气相沉积法(CVD)、等离子体法、化学气相输运法等。 2.固相法:包括高温固相合成法、自蔓延燃烧合成法(S...
稀土材料是比较新的夜光粉。 还有比较早的(国内比较晚),氚光产品,既氢的同位素,他本身不发光,但他衰变产生的辐射可以让某些发光体发光,比如比较老的硫化物(硫化锌等)或新点的稀土材料粉。 ...
能够以某种方式吸收能量,将其转化成光辐射(非平衡辐射)物质叫做发光材料。 发光材料的发光方式是多种多样的,主要类型有:光致发光、阴极射线发光、电致发光、热释发光、光释发光、辐射发光等。 无机材料 无...
气体冷凝法;真空蒸发法;溅射法;化学气相沉积法(CVD);等离子体法;化学气相输运法等。
高温固相合成法;自蔓延燃烧合成法(SHS);室温和低热固相反应法;低温燃烧合成法;冲击波化学合成法;机械合金化法等。
沉淀法;均相沉淀法;共沉淀法;化合物沉淀法;熔盐法;水热氧化法;水热沉淀法;水热晶化法;水热合成法;水热脱水法;水热阳极氧化法;胶溶法;相转变法;气溶胶法;喷雾热解法;包裹沉淀法;溶胶-凝胶法;微乳液法;微波合成法等。
中国拥有发展稀土应用的得天独厚的资源优势,在现已查明的世界稀土资源中,80%的稀土资源在中国,并且品种齐全。从1986年起,中国稀土产量已经跃居世界第一位,使中国从稀土资源大国变成稀土生产大国。目前,无论是储量、产量,还是出口量,中国在世界稀土市场上占有举足轻重的地位。在中国稀土事业迅速发展的同时,应该清醒的看到,中国在稀土深加工方面,在稀土功能材料的开发和应用技术方面并不站在世界前列,与世界先进水平还有相当大的差距,需要我们奋起迎头赶上。目前中国稀土资源利用的特点是,一方面出口原料和粗产品;另一方面却在进口产品和精制品。因此,在中国开展稀土精细加工和稀土功能材料的研究,具有独特的意义。这是中国21世纪化学化工的重大课题,而稀土发光材料的研究将是它的一个主攻方向。
48 2009年第 24卷第 8期CHINA COATINGS 摘要:对发光材料的分类以及国外发光材料的动态做了详细说明。 还就当前国内发光材料的开发 动态和最新研究成果结合实例做了具体介绍, 并分析了发光材料和发光涂料作为绿色功能性材料将拥 有巨大的市场。 关键词:发光材料;新能源;LED;光电产业;发光涂料 中图分类号:TQ630 文献标识码:B 文章编号:1006-2556(2009)08-0048-04 Abstract: This paper introduces the categories of luminescent materials and the overseas status of luminescent material development. It also narrates the development trend of do
发光学与发光材料 论 文 论文题目 : 白光 LED 用荧光粉的研究进展 院 系 应用物理与材料学院 专 业 应用物理 学 号 11060112 学生姓名 郭 梓 浩 指导教师 张梅 博士 完成日期 2014 年 5月 10日 摘要 出于节约能源的需求,以 LED 为代表的半导体照明器件在 近年来得到了飞速的发展,并且己经发展成为下一代通用照明应用的 有力候选者。白光 LED 被称作第四代照明光源,有着庞大的市场。综 述了目前国内外白光 LED 用荧光粉的几种制备方法,总结了它们的优 缺点,概述了白光 LED 用荧光粉的激发光谱和发射光谱的特性,并指 出了白光 LED 用荧光粉发展中需要解决的问题。 关键词 白光 LED 荧光粉 激发光谱 发射光谱 The research progress of white LED with phosphors Abstract Demand fo
序言
前言
第1章 发光材料的基础知识
第2章 稀土离子的光谱特性
第3章 气体放电灯用稀土发光材料
第4章 稀土长余辉发光材料
第5章 白光LED用稀土荧光粉
第6章 真空紫外激发的稀土发光材料
第7章 阴极射线用稀土发光材料
第8章 X射线发光材料
第9章 稀土闪烁材料
第10章 电致发光用稀土发光材料
第11章 稀土配合物发光材料
第12章 稀土多光子发光材料:上转换与量子切割
第13章 低维稀土发光材料
第14章 稀土发光材料的制备化学
附录
发光材料在现代生产、生活中起着极其重要的作用。稀土发光材料已成为发光材料的主流,并在众多领域处于主导地位,显示出稀土发光材料无可比拟的优势。本书是针对当前稀土发光材料的发展趋势,结合作者数十年来在此领域研究的积累,归纳总结而成的。本书在阐述稀土与发光材料知识的基础上,较系统而全面地介绍用于气体放电灯、长余辉、白光LED、真空紫外、阴极射线、X射线、闪烁体、电致发光、多光子、低维等各种稀土发光材料的基础与应用,以及稀土发光材料的制备。全书共分十四章,并设附录。
第一章 稀土发光材料基本知识
第一节 稀土发光材料
第二节 光与颜色
第二章 灯用发光材料
第一节 气体放电光源与稀土发光材料
第二节 光源的性能和荧光粉的技术要求
第三节 低压汞灯用稀土荧光粉
第四节 高压汞灯用稀土荧光粉
第五节 荧光粉的涂敷
第六节 稀土金属化卤化物灯发光材料
第三章 长余辉发光材料
第一节 长余辉发光材料的技术进展
第二节 稀土激活的硫化物长余辉材料
第三节 稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料
第四节 稀土激活的硅酸盐长余辉材料
第五节 稀土长余辉发光材料的应用
第四章 稀土有机配合物发光材料
第一节 稀土有机配合物的光致发光
第二节 金属离子的引入对稀土配合物发光的影响
第三节 稀土聚合物发光材料
第四节 稀土搀杂型发光配合物
第五节 发光稀土配合物的应用
第六节 稀土配合物发光材料研究中的新兴技术
第五章 阴极射线显示技术与稀土荧光粉
第一节 信息显示技术及其器件
第二节 阴极射线管显示技术与稀土荧光粉
第三节 几种稀土CRT荧光粉
第六章 平板显示技术中的稀土发光材料
第一节 场发射显示材料
第二节 等离子体显示材料
第三节 无机电致发光材料
第四节 稀土配合物有机电致发光材料
第二章 稀土发光材料与X射线影响技术
第一节 稀土X射线增感屏
第二节 用于CT探测器的稀土荧光体
第三节 X射线影像存储与再现技术和光激励发光材料
第八章 其他稀土发光材料
第一节 稀土闪烁体
第二节 上转换发光材料