第七章 稀土发光材料.ppt

*⑷稀土发光材料的分类①稀土离子作为激活剂在基质中，作为发光中心而掺入的离子称为激活剂。第30页，共76页，星期日，2025年，2月5日*以稀土离子作为激活剂的发光体是稀土发光材料中的最主要的一类，根据基质材料的不同又可分为两种情况：?材料基质为稀土化合物；如Y2O3：Eu3+；?材料基质为非稀土化合物；如SrAl2O4：Eu2+。第31页，共76页，星期日，2025年，2月5日*可以作为激活剂的稀土离子主要是Gd3+两侧的Sm3+、Eu3+、Eu2+、Tb3+、Dy3+。其中应用最多的是Eu3+和Tb3+。第32页，共76页，星期日，2025年，2月5日*Tb3+是常见的绿色发光材料的激活离子。另外，Pr3+、Nd3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Y3+可作为上转换材料的激活剂或敏化剂。第33页，共76页，星期日，2025年，2月5日*可以通过选择基质的化学组成，添加适当的阳离子或阴离子，改变晶场对Eu2+的影响，制备出特定波长的新型荧光体，提高荧光体的发光效率，故这类发光材料具有广泛的应用。第34页，共76页，星期日，2025年，2月5日*②稀土化合物作为基质材料常见的可作为基质材料的稀土化合物有Y2O3、La2O3和Gd2O3等，也可以稀土与过渡元素共同构成的化合物作为基质材料(如YVO4)。第35页，共76页，星期日，2025年，2月5日*⑸三基色原理①将适当选择的三种基色(红、绿、蓝)按不同比例合成，可引起不同的彩色感觉；第36页，共76页，星期日，2025年，2月5日*②合成的彩色光的亮度决定于三基色亮度之和，其色度决定于三基色成分的比例；③三种基色彼此独立，任一种基色不能由其他两种基色配出。第37页，共76页，星期日，2025年，2月5日*3.灯用发光材料稀土发光材料的一大应用领域便是电光源，灯用荧光粉的产量在所有荧光粉中占据首位。⑴电光源主要分为两大类：①热辐射发光光源；②气体放电发光光源。第38页，共76页，星期日，2025年，2月5日*与热辐射光源相比，气体放电光源具有显著的优点，例如，不受灯丝熔点的限制；辐射光谱可以选择；发光效率远远超过热辐射光源；寿命长，可达几万小时；而且在使用寿命期间光输出的维持性能好。第39页，共76页，星期日，2025年，2月5日*⑵气体放电和气体放电光源在特定条件下(例如强电场，光辐射、粒子轰击和高温加热等)，气体分子将发生电离，产生可自由移动的带电粒子，在电场作用下形成电流。这种电流通过气体的现象称为气体放电。第40页，共76页，星期日，2025年，2月5日*在电离气体中，存在着各种中性粒子和带电粒子，它们之间存在着复杂的相互作用，带电粒子不断地从电场中获得能量，并通过各种相互作用把能量传递给其他粒子。当这些激发粒子自发返回基态时，发出电磁辐射。第41页，共76页，星期日，2025年，2月5日*此外，电离气体中正、负粒子的复合，带电粒子在离子场中的减速，也都会产生辐射。因而，气体放电总是伴随着辐射效应，利用这一原理制成的光源称为气体放电光源。第42页，共76页，星期日，2025年，2月5日*⑶稀土发光材料在气体放电光源领域的应用范围第43页，共76页，星期日，2025年，2月5日*⑷低压汞灯利用汞蒸气放电的灯统称为汞灯。按蒸气压的不同，汞灯分为低压汞灯和高压汞灯，若在这两种灯的外壳内壁涂以荧光粉，就称为低压水银荧光灯和高压水银荧光灯。第44页，共76页，星期日，2025年，2月5日*1949年出现了性能优异的锰、锑激活的卤磷酸钙荧光粉(卤粉)，其量子效率较高，稳定性好，原料易得，价格便宜，而且可以通过调整配方比例获得冷白、暖白和日光色的输出，这些突出的优点使它一直沿用至今。第45页，共76页，星期日，2025年，2月5日*?汞灯发光原理（发光效率和显色性差）电子轰击Hg使其激发→受激Hg放出紫外线(25.07nm,185nm)→紫外线使Sb3+,Mn2+激发→处于激发态的Sb3+和Mn2+返回基态时发出光(Sb3+为490nm,Mn2+为185nm)，二者的光谱范围都较宽，几乎遍及整个可见光谱范围→一种白色光。第46页，共76页，星期日，2025年，2月5日*?稀土三基色荧光灯（1977年获得美国重大技术发明奖）发蓝光(峰值450nm)的铕激活的多铝酸钡镁(BaMg2Al16O27：Eu2+)发绿光(峰值543nm)的铈、铽激