稀土发光材料

稀土发光材料 一、研究背景：现在的我们生活在一个美好的时代 ，我们可以观看一场闪闪发光的演唱会，也可以透过彩色电视机看到一个仿真的世界，科技使我们拥有了一个丰富多彩的世界，这些美丽的色彩与发光功能材料密切相关。而这些年来，提到发光材料，几乎离不开稀土，稀土发光也似乎覆盖了整个固体发光的范畴。随着科技的不断进步，稀土发光因为其特殊的功能，受到了很大的关注，对其展开研究也具有独特的意义。 二、材料概述：稀土发光，那稀土是什么，我们先来认识一下稀土元素，（格百度而来）看看他们的电子排布 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fd组态之间的跃迁。具有未充满的价态的变化是引发、调节和转换材料功能特性的重要因素，发光材料的某些功能往往可通过稀土价态的改变来实现。 稀土发光材料优点；与一般元素相比，稀土元素4f电子层构型的特点，使其化合物具有多种荧光特性。+3价稀土离子f-f跃迁呈现尖锐的线状光谱，发光的色纯度高。荧光寿命跨越从纳秒到毫秒6个数量级。吸收激发能量的能力强，转换效率高。物理化学性质稳定，可承受大功率的电子束、高能辐射和强紫外光的作用。 三、目前应用领域： 1稀土灯用荧光粉，三基色荧光粉以铝酸盐，磷酸盐，硼酸盐三大体系。 红粉：铕（Eu3+）激活的氧化钇、有时用Bi3+共掺杂 蓝粉：铕（Eu2+）激活的硅酸盐基质，铕（Eu2+）激活的铝酸盐基质，铕（Eu2+）激活的氯磷酸盐基质，铕（Eu2+）激活的钡镁铝酸盐 绿粉：铽（Tb3+）、铋（Bi3+）和铈（Ce3+）激活的镁铝酸盐，铽（Tb3+）和钆（Gd3+）激活的镁钡铝酸盐。 稀土三基色荧光粉推动了绿色照明的发展，环保，高效。但是，三基色荧光粉价格昂贵。如何降低稀土粉的成本，合理的运用成为今后发展的主题。 2,照明（！）新一代高频环保节能灯管，灯管的特点是涂敷稀土三基色荧光粉为发光体，降低了能耗、减少了汞污染。 （2）碳弧灯，稀土氟化物加入到棒芯中，使弧光强度提高到10倍，同时弧光颜色由浅黄色变为接近日光色。这种碳弧灯用作探照灯以及彩色电影摄像和放映。 （3）在低压汞灯的外壳涂以适当厚度的荧光粉，另外还有铕激活的钒硼酸钇以及卤化硅荧光粉作为高压汞灯的荧光粉。 3稀土长余辉发光材料 稀土激活的硫化物长余辉材料的发光颜色较为丰富，尤其是红色发光是其他基质长余辉材料尚无法实现的。 就有了以下几种红色稀土长余辉发光粉ZnS：Eu2+ ；SrS：Eu2+, Er3+ ；Ca1-xSrxS：Eu2+, Dy3+, Er3+ 稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料是指以碱土金属 (主要是Sr、Ca) 铝酸盐为基质，Eu2+为激活剂，Dy3+和Nd3+等中重稀土的离子为辅助激活剂的发光材料。 在铝酸盐材料中，研究最多、应用最普遍的是SrAl2O4：Eu2+, Dy3+ 黄绿色荧光粉。 稀土长余辉发光材料用于道路交通标志，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，目标明显，可减少意外事故的发生。美国利用发光纤维制造发光织物，制成夜间在道路上执勤人员的衣服。还可以制成发光涂料，发光油墨，发光纤维，发光陶瓷，在建筑装潢方面，可以装饰、美化市内外环境，还可以用于仪器仪表盘的指示。总之，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。 四、国内目前从事稀土发光材料的企业介绍： 1科恒股份：国内稀土发光材料行业的龙头企业，科恒股份于1997年开始从事稀土发光材料的研究、生产和销售，是我国较早从事稀土发光材料研究和生产的企业之一。公司目前已储备及正在研发包括锂电池材料、稀土催化剂等非稀土发光材料业务的产品技术。 2包钢稀土：最近几年，包钢稀土对发光材料的关注也是上升，2012在江苏靖江开动了稀土发光项目，还成立了稀土发光研究院，推动国内绿色照明 3大连路明公司自攻克光一光转换这一世界尖端课题后, 至今已拥有国内外30余项专利, 另外，我国以“ 跃龙” 为代表的灯用稀土荧光粉开发研制生产的一批骨干企链，江苏常熟市江南荧光材料厂、江苏靖江犬彩新材料股份有限公司， 杭州大明荧光材料有限公司、广东江门市科恒实业公司、浙江阳光集团股份有限公司，浙江南混新世纪节能材料厂、常熟市亚太新光源有限公司，产业已逐步形成了规模经济。 五：我国研究进展存在问题和解决方法： （1）我国稀土发光材料产业结构不合理，传统小作坊式，技术实力和生产装备较差的中小生产企业为数众多。所以我们我们应该优化产业结构，积极创新，争取向节能环保方面靠拢。 (2)由于受到生产技术水平有限，国内大部分稀土发光材料企业主要生产中低端稀土发光材料，而在高端稀土发光材料领域，国内少有企业具备相应技术储备。我们可以引进外国的技术，中外合作等等，然后再自我开发，努力研究。 总结：随着人们环保节能意识的加强、国家节能减排战略的实施以及电子信息产业的蓬勃发展，我觉得在未来几年稀土发光材料市场一定会兴起。稀土发光材料在人们的生活和生产中的应用会越来越广泛,新型的稀土发光材料肯定会层出不穷,其奇特的性能也会不断涌现,一定会更多地为人们的生活服务。 参考文献： 张希艳、卢利平《稀土发光材料》，北京：国防工业出版社，2005，3，52-54 祁康成、曹贵川《发光原理与发光材料》，电子科技大学出版社 2012，2, 66-70 李建宇《稀土发光材料及其应用》，化学工业出版社2003,10,140-141 郑子樵、李红英《稀土功能材料》，化学工业出版社2003,9.185-189