长余辉材料的种类性质和应用

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长余辉发光材料

长余辉发光材料

长余辉发光材料长余辉发光材料是一种特殊的发光材料,其发光原理是在受激发后,能够持续发光一段时间,而且发光时间远远超过激发时间。

这种材料具有许多优异的性能,被广泛应用于夜光材料、荧光标识、夜间安全标识等领域。

本文将介绍长余辉发光材料的特性、应用领域以及未来发展趋势。

长余辉发光材料的特性。

长余辉发光材料具有以下特性:1. 长发光时间,长余辉发光材料的发光时间可以持续数小时甚至更长时间,这使得它在夜光材料领域有着广泛的应用前景。

2. 高亮度,长余辉发光材料的发光亮度较高,即使在光线较暗的环境下,也能够清晰地发出光芒。

3. 耐候性强,长余辉发光材料具有较强的耐候性,能够在恶劣的气候条件下保持良好的发光效果。

4. 环保无污染,长余辉发光材料不含有放射性元素,不会对环境造成污染,是一种环保的发光材料。

长余辉发光材料的应用领域。

长余辉发光材料由于其独特的特性,在许多领域都有着广泛的应用,主要包括:1. 夜光材料,长余辉发光材料被广泛应用于夜光钟表、夜光开关、夜光标识等产品中,能够在夜晚提供清晰可见的发光效果,提高产品的实用性和安全性。

2. 荧光标识,长余辉发光材料可以用于制作荧光标识,如逃生指示标识、安全出口标识等,能够在黑暗环境中提供清晰的标识信息,增强安全性。

3. 夜间安全标识,长余辉发光材料还可以应用于夜间安全标识,如交通标识、航空标识等,提高夜间能见度,减少安全隐患。

长余辉发光材料的未来发展趋势。

随着科学技术的不断进步,长余辉发光材料也在不断发展和完善,未来的发展趋势主要包括:1. 提高发光亮度,未来的长余辉发光材料将会不断提高发光亮度,以满足更多领域对高亮度发光材料的需求。

2. 扩大应用领域,长余辉发光材料将会在更多领域得到应用,如军事领域、医疗领域等,拓展其应用范围。

3. 提高耐候性,未来的长余辉发光材料将会进一步提高其耐候性,能够在更恶劣的环境条件下保持稳定的发光效果。

4. 绿色环保,未来的长余辉发光材料将会更加注重环保性能,推出更加环保的发光材料产品,满足社会对绿色环保产品的需求。

长余辉材料的应用

长余辉材料的应用

长余辉材料的应用一、介绍长余辉材料(Persistent Luminescent Materials),也被称为长余辉发光材料或长余辉荧光材料,是一类具有特殊发光特性的材料。

它们可以在光源消失后仍然持续发出光,这种持续时间可以长达几分钟甚至几小时。

长余辉材料被广泛应用于荧光标记、夜光材料和生物成像等领域,具有广阔的应用前景。

二、长余辉材料的原理长余辉发光材料的发光机理可以分为两种类型:短暂激发和连续激发。

1. 短暂激发型长余辉材料短暂激发型长余辉材料在可见光照射或紫外光激发下,可以吸收能量并在光源消失后持续发光。

这种材料的发光原理主要是由于电子在能级间跃迁的过程中,部分电子会滞留在激发态能级上,随后在吸光结束后从激发态能级返回基态能级时放出储存的能量,并以光的形式释放出来。

2. 连续激发型长余辉材料连续激发型长余辉材料可以在不间断的激发下持续发光,具有更长的持续时间。

这种类型的材料一般由具有双态能级结构的元素或化合物构成。

在外界光源的作用下,材料中的某些电子会被激发到高能态能级上,然后通过非辐射跃迁返回基态能级,并在这个过程中发出长余辉。

三、长余辉材料的应用领域长余辉材料具有持久的发光特性,因此在多个领域有着广泛的应用。

1. 荧光标记长余辉材料可以被用作荧光标记剂,用于生物分子探针、细胞成像和药物跟踪等应用。

由于长余辉材料的发光时间较长,可以提高荧光标记的灵敏度和检测的准确性。

2. 夜光材料长余辉材料在夜光材料中有着广泛的应用。

通过吸收日光或人工光源的能量,长余辉材料可以在夜晚持续发光,提供光照。

夜光长余辉材料广泛用于夜行车道、夜光指示标和消防安全装置等领域。

3. 生物成像长余辉材料在医学成像领域有着潜在的应用。

利用长余辉材料的特性,可以实现对生物组织的追踪和观察,为疾病诊断和治疗提供有力的支持。

4. 安全标识长余辉材料广泛应用于安全标识和紧急照明系统中。

它们可以在停电或紧急情况下持续发光,为人们提供足够的照明和安全指示。

长余辉发光材料

长余辉发光材料

材料制备
• 1高温固相法 采用高温固相反应法制备长余辉材料是 较为传统的方法,此方法应用较广。一般 来讲,固相反应的一般操作是以固态粉末 为原料。将达到要求纯度的原料按一定比 例称量,并加入一定量助熔剂充分混和磨 匀,然后在一定的条件下(温度、气氛、时 间等)进行灼烧。
• 2溶胶-凝胶法 溶胶凝胶法是利用特定的材料前驱体在一定 条件下水解形成溶胶,然后经溶剂挥发及加热处 理,使溶胶转变成网络状结构的凝胶,再进过适 当的后处理工艺形成纳米材料的一种方法,用于 制备纳米材料的基本工艺过程如下: 原料——>可分散体系——>溶胶——>凝胶——> 纳米材料 利用溶胶凝胶技术制备发光材料主要是是采 用金属醇盐的方法,即以金属醇盐作为原料进过 水解反应,聚合反应得到溶胶和凝胶。
• 硅酸盐基 采用硅酸盐为基质的长余 Nhomakorabea材料,由于硅酸 盐具有良好的化学稳定性和热稳定性,同时原料 SiO2廉价、易得,近些年来越来越受人们重视, 并且这种硅酸盐材料广泛应用于照明及显示领域。 自从1975年日本首先开发出硅酸盐长余辉材料 Zn2SiO4:Mn,As(砷),其余辉时间为30min。此 后,多种硅酸盐的长余辉材料也相继被开发。
长余辉发光材料
概念
• 长余辉发光材料简称长余辉材料,又被称 为蓄光型发光材料、夜光材料,其本质上 是一种光致发光材料,它是一类吸收能量 如可见光,紫外光,X-ray等,并在激发停 止后仍可继续发出光的物质,他能将能量 储存在能陷里,是一种具有应用前景的材 料。
发展史
• 长余辉材料是研究与应用最早的材料之一,许多天然矿石 本省就具有长余辉发光特性,并用于制作各种物品,如 “夜光杯”、“夜明珠”等(图1)。真正有文字记载的 可能是在我国宋朝的宋太宗时期(公元976—997年)所 记载的用“长余辉颜料”绘制的“牛画”,画中的牛到夜 晚还能见到,其原因是此画中的牛是用牡蛎制成的发光颜 料所画,西方最早的记载此类发光材料的是在1603年一位 意大利修鞋匠焙烧当地矿石炼金时,得到了一些在黑夜中 发红光的材料,以后分析得知,该矿石内含有硫酸钡,经 过还原焙烧后部分变成了硫化钡长余辉材料。从此以后, 1764年英国人用牡蛎和硫磺混合烧制出蓝白色发光材料, 即硫化钙长余辉发光材料。

长余辉发光材料

长余辉发光材料
2)在长波光作用下,发光体释出的光叫做光致释 光。所得光和叫做光释光和(闪光光和)。
4、长余辉发光的应用
(1)传统的“夜光粉” 长余辉发光材料由于撤除光照后在黑暗中能较长时
间的发光,所以人们将这种材料通俗地称为“夜光粉”。 传统的夜光粉有两大类:硫化物型和放射线激发型。硫 化物型包括ZnS、CaS等,这类材料化学性能相对而言不 太稳定,在水分和紫外线的作用下容易水解或光解。
②一些电子在受激时落入陷阱中心被束缚光照撤除后 , 受环境温度的扰动,束缚于陷阱的电子跳出陷阱落到 基态,释放的能量激发发光中心形成发光。
③束缚于陷阱的电子逐渐跳出陷阱,因此发光表现为 一个长时间的过程,即形成了长的余辉。
3、光能的释放
光能的释放(发光过程)
发光的形式有两种:
1)升高温度时,发光体释出的光叫热释光。其发 光强度对温度的关系叫做热释光曲线。所得光 和(总光能)叫做热释光和。
2、发光原理
发光的衰减有赖于电子进入导带后的行为陷阱在发 光的弛豫过程中起非常重要的作用
—俘获电子 —热骚动的作用下放出电子 —可能同时存在多种陷阱 —发光的衰减是多种衰减过程的总和
基本发光原理是:
①在材料制备的过程中,掺杂的元素在基质中形成发 光中心和陷阱中心,当受到外界光激发时,发光中心 的基态电子跃迁到激发态,当这些电子从激发态跃迁 回基态时,形成发光。
5.4燃烧法
该法是针对高温固相法制备中的材 料粒径较大, 经球磨后晶形遭受破 坏, 而使发光亮度大幅度下降的缺 点而提出的。1990 年印度学者 首 次报道了用该法合成的长余辉发光 材料。
5.5共沉淀法
共沉淀法与高温固相法相比, 优点是可制备出活性 大、颗粒细和分布均匀的坯料, 并且可以优化材料 结构和降低烧结温度。沉淀法是指在包含一种或 多种离子的可溶性盐溶液中, 加入沉淀剂( 如OH- 、 C2O42- 、CO32-等) 或在一定温度下使溶液发生水解 后, 形成的不溶性氢氧化物、水合氧化物或盐类从 溶液中析出,并将溶剂和溶液中原有的阴离子洗去, 经热分解或脱水得到所需的氧化物粉料的方法。 共沉淀法是指含多种阳离子的溶液中加入沉淀剂 后, 所有离子完全沉淀的方法, 它又可分为单相共 沉淀法和混合物共沉淀法。

无机磷光长余辉材料

无机磷光长余辉材料

无机磷光长余辉材料
从化学角度来看,无机磷光长余辉材料通常是由氧化物、硫化物或氟化物等化合物构成的。

这些化合物中掺杂了稀土元素或其他特定的活性离子,通过能级结构的调控,实现了长余辉效应。

这些材料的制备方法多种多样,包括固相法、溶胶-凝胶法和沉淀法等,每种方法都会对材料的性能和结构产生影响。

从应用角度来看,无机磷光长余辉材料被广泛应用于夜光产品和安全标识中。

例如,夜光表盘可以在光照条件下吸收能量,在暗处持续发光,为人们提供时间的参考。

安全标识则可以在灾难发生时提供照明和指引,帮助人们疏散和逃生。

此外,这种材料还可以应用于环境监测、生物成像和光学通信等领域。

总的来说,无机磷光长余辉材料具有独特的发光性能和广泛的应用前景,对于提高夜间能见度和应急情况下的安全性起着重要作用。

未来随着材料科学和工程技术的发展,相信这类材料在更多领域会有更加广泛的应用和创新。

长余辉发光材料

长余辉发光材料

长余辉发光材料长余辉发光材料是一种具有特殊发光效果的材料,它可以在光源消失后仍然持续发光一段时间。

这种材料在夜间或低光环境下具有很好的应用前景,可以被广泛应用于夜光表面、安全标识、装饰艺术等领域。

长余辉发光材料的发光原理是通过吸收光能,然后在光源消失后释放出光能,从而实现持续发光的效果。

长余辉发光材料的应用范围非常广泛,它可以应用于建筑物的夜光装饰、交通标识、航空航天领域、军事领域等。

在建筑物的夜光装饰中,长余辉发光材料可以作为夜光涂料,涂刷在建筑物的外墙或装饰物上,不仅可以美化建筑物的外观,还可以在夜间提供照明效果,起到节能环保的作用。

在交通标识方面,长余辉发光材料可以应用于道路标线、交通标牌等,提高夜间交通的安全性。

在航空航天领域和军事领域,长余辉发光材料可以用于夜间导航、标识和照明。

长余辉发光材料的发光效果和持久性是评价其质量的重要指标。

优质的长余辉发光材料应具有高亮度、长发光时间、稳定的发光效果和耐久性。

通过不断的研究和开发,科学家们已经开发出了各种各样的长余辉发光材料,包括无机型和有机型两大类。

无机型长余辉发光材料具有耐候性好、光稳定性高、发光亮度高等特点,适用于室外环境;有机型长余辉发光材料则具有柔韧性好、加工性强、色彩丰富等特点,适用于室内环境。

随着科技的不断进步和人们对环保节能的重视,长余辉发光材料将会有更广阔的应用前景。

未来,长余辉发光材料有望在建筑、交通、航空航天、军事等领域得到更广泛的应用,为人们的生活和工作带来更多便利和安全保障。

总的来说,长余辉发光材料作为一种新型材料,具有独特的发光效果和广泛的应用前景。

它不仅可以满足人们对于美观、节能、环保的需求,还可以在夜间提供照明和安全保障。

相信随着科学技术的不断发展,长余辉发光材料将会有更多的创新和突破,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。

长余辉发光材料的应用

长余辉发光材料的应用

长余辉发光材料的应用
长余辉发光材料是一种特殊的材料,可以在光源关闭后继续发光一段时间。

长余辉发光材料的应用非常广泛,其中一些典型应用包括:
1.紧急疏散标识
长余辉发光材料可以应用于安全标识和紧急疏散标识,例如灭火器、安全门、应急出口等,在灯光照明故障或停电情况下仍然能够清晰地指示出来,防止因灯光故障或停电而导致的紧急情况中的安全隐患。

2.航空航天领域
在航空航天领域,长余辉发光材料可以应用于指示仪器、仪表与救生设备上。

在黑暗中,使用这种发光材料,可以让仪器、仪表与救生设备等设备在黑暗中一目了然,提高安全性和适应性。

3.建筑、装饰和艺术设计领域
在建筑、装饰和艺术设计领域,长余辉发光材料可以应用于创建独特的、灵活性高的照明效果,营造出神秘、奇异、梦幻的氛围,替代传统的照明方式,并且耗能低,具有环保性。

4.防伪领域
在防伪领域,长余辉发光材料可以利用其在黑暗中发光的特性,与安全标识、身份证件等材料结合使用,从而可以有效地增强防伪性能。

5.玩具、文具等消费品领域
在玩具、文具等消费品领域,长余辉发光材料可以通过与彩色材料的结合,制成发光笔、发光贴纸、发光飞盘等,充分发挥消费品的潜力,丰富人们的生活和娱乐方式。

总之,长余辉发光材料具有广泛而优越的应用前景,可以在很多不同的领域中为人们的生产、生活和娱乐提供更加安全、适宜、环保等方面的服务。

长余辉材料

长余辉材料

2、材料制备
目前长余辉发光材料的合成方法主要有高温固相法、化学共沉淀法、溶胶凝胶法、微波合 成法、燃烧法、水热(溶剂)合成法等。其中高温固相法是发光材料行业中传统的也是目
前最主要的制备方法,生产工艺比较成熟,但是焙烧温度高(1100~1400℃),反应时间长
(2~3h),产品冷却需要较长的时间,产物的硬度大,要得到适于应用的粉末状材料,就必
长余辉材料
长余辉发光材料简称长余辉材料,又称夜光材料。它是一类吸收太阳或人工光源所产 生的光发出可见光,而且在激发停止后仍可继续发光的物质。具有利用阳光或灯光储光, 夜晚或在黑暗处发光的特点,是一种储能、节能的发光材料。长余辉材料不消耗电能,但 能把吸收的自然光储存起来,在较暗的环境中呈现出明亮可辨的可见光,具有照明功能, 可以起到指示照明的作用,是一种“绿色”光源材料。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 12h 以上,具有白昼蓄光、夜间发射的长期循环蓄光、发光的特点, 有着广泛的应用前景。
余辉时间,对人体和环境有危害,而在铝酸盐体系中这是不需要的。 但铝酸盐长余辉材料也具有如下缺点:发光颜色单调,合成温度高,发射光谱主要集
中在 440—520nm 范围之间;遇水不稳定。
(3)硅酸盐基
采用硅酸盐为基质的长余辉材料,由于硅酸盐具有良好的化学稳定性和热稳定性,同 时原料 SiO2 廉价、易得,近些年来越来越受人们重视,并且这种硅酸盐材料广泛应用于照 明及显示领域。自从 1975 年日本首先开发出硅酸盐长余辉材料 Zn2SiO4:Mn,As,其余辉 时间为 30min。
须球磨,耗时耗能,且粉体发光亮度衰减严重。
3、长余辉发光材料分类
(1)硫化物体系 发蓝紫光的 CaS:Bi,发黄光的 ZnCd:Cu。硫化物系列发光材料主要包括硫化锌、硫化
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长余辉材料的种类,性质和应用摘要:长余辉发光材料又称蓄光型发光材料,是一种重要的发光材料,在陶瓷、消防、传感、涂料、纺织、高分子中都发挥着重要的作用。

本文简述长余辉发光材料的种类、性质,介绍长余辉发光材料的研究进展和最新研究成果,剖析长余辉发光材料发光机理,对长余辉发光材料的应用有着积极的研究参考作用。

关键词:长余辉发光材料;发光机理;基本规律长余辉发光材料简称长余辉材料,又被称为蓄光型发光材料、夜光材料,其本质上是一种光致发光材料。

发光是物质将某种方式吸收的能量转化为光辐射的过程。

发光材料是在各种形式能量激发下能发光的固体物质。

长余辉发光材料是指在光源激发停止后发出被人眼察觉的光的时间在20min 以上的发光材料。

[1]长余辉发光材料是常见的发光材料,应用非常广泛,如环卫工人的工作服,发光涂料、发光塑料、发光玻璃和发光陶瓷等夜光产品,背光显示、甚至应用于生物医学检测探针,对我们日常生活也发挥着非常重要的作用。

余辉其实就是在撤去光源后发出的光,这种现象在我们古代的时候就有发现,比如说夜光杯或是夜明珠在夜间发出的夜光,但那时候人们并没有对这种现象进行深入的研究。

直到20 世纪初,第二次世界大战军事和防空的需要,进一步促进了这种功能材料的研究和应用。

在1866 年,法国化学家Theodore Sidot 初次成功制备了ZnS:Cu,该晶体经过激发光源后,能发出较长的余辉。

这种晶体的成功制备是长余辉发光材料的一个里程碑,大大地激发着科研人员进一步研究长余辉发光材料,也就是从20 世纪初,长余辉得到了迅猛的发展。

[2]1.长余辉材料的种类1.1硫化物长余辉发光材料长余辉材料的第一代是硫化物,如碱土硫化物、硫化锌等。

最具代表性的是发光颜色为黄绿色的ZnS:Cu系列、发光颜色为蓝色的CaS:Bi系列和发光颜色为红色的CaS:Eu系列。

硫化物长余辉发光材料的突出优点是体色鲜艳、发光颜色多样、弱光下吸光速度快;但是硫化物长余辉材料存在着明显的缺点,如余辉亮度低、余辉时间短、化学稳定性差、易潮解,不能用于室外:而且生产过程对环境污染大。

其最大缺点是不耐紫外线,在紫外线照射下会逐渐发黑,极大地限制了其使用范围。

经逐步完善,在加入Co、Er等激活剂后,该材料的余辉时间由原来的200min延长至约500min,但放射性元素的加入对人身健康和环境都造成危害因此材料的使用受到极大的限制。

[1] 1.2铝酸盐长余辉发光材料自从1993年Matsuzawa等合成了共掺Dy的SrAl2O4:Eu研究发现其余辉衰减时间长达2000min。

随后,人们有相继开发了一系列稀土激活的铝酸盐长余辉材料,如蓝色CaAl2O4:Eu,Nd和蓝绿色Sr4Al14O25:Eu,Dy。

铝酸盐的长余辉材料,其激活剂主要是Eu,余晖发光颜色主要集中于蓝绿光波长范围。

时至今日,虽然铝酸盐的耐水性不是很好,铝酸盐体系长余辉材SrAl2O4:Eu,DySr4Al14O25:Eu,Dy仍以获得了巨大的商业应用,是现阶段主要的长余辉材料的研究和应用关注材料。

1.3硅酸盐长余辉发光材料采用硅酸盐为基质的长余辉材料,由于硅酸盐具有良好的化学稳定性和热稳定性,同时原料SiO2廉价、易得,近些年来越来越受人们重视,并且这种硅酸盐材料广泛应用于照明及显示领域。

自从1975年日本首先开发出硅酸盐长余辉材料Zn2SiO4:Mn,As,其余辉时间为30min。

此后,多种硅酸盐的长余辉材料也相继被开发,如Sr2MgSi2O7:Eu,Dy、Ca2MgSi2O7:Eu,Dy、MgSiO3:Mn,Eu,Dy。

硅酸盐基质长余辉材料中的主要激活剂为Eu2+,其发光颜色仍集中于蓝绿光,虽然也有红光的硅酸盐长余辉材料报道。

余辉性能较好的是Eu和Dy共掺杂的Sr2MgSi2O7和Ca2MgSi2O7,其余辉持续时间大于20h。

此外,在Mn, Eu,Dy三元素共掺杂的MgSiO3中观察到了红色长余辉现象。

硅酸盐体系长余辉材料在耐水性方面具有铝酸盐体系无法比拟的优势,但其性能较铝酸盐差。

[2]1.4稀土长余辉发光材料20世纪90 年代以来, 为了发展更优良的长余辉发光材料, 人们尝试使用稀土, 成功开发了二价铕和其他稀土离子掺杂的绿色、蓝绿色及蓝色长余辉发光材料。

目前商用的蓝色长余辉发光材料是铕、镝激发的铝酸钙(CaAl2O4∶Eu , Dy), 绿色长余辉发光材料是铕、镝激发的铝酸锶(SrAl2O4∶Eu , Dy), 其发光强度、余辉亮度及余辉时间均超过传统的碱土金属硫化物发光材料, 而且在空气中的化学稳定性比硫化物优良, 但缺点是浸泡在水中容易发生分解。

[3]1.5其他除了上述的几大类长余辉材料外,还有Pr掺杂的钛酸盐CaTiO3: Pr, Al。

截止目前,长余辉发光现象在氧化体系中被广泛研究,值得注意的是,含氯氧化物Ca8Zn ( SiO4 ) 4Cl2:Eu,含氮化物Ca2Si5N8:Eu 中也有长余辉现象。

基质形态的不同,对长余辉材料的发光性能和应用特性有着不同的影响。

近年来出现了对于玻璃、单晶[4~6]、薄膜[7]和陶瓷[8~10]等不同形态的长余辉材料。

玻璃均匀、透明、稳定性好、各向同性、易于制成各种不同形状的产品, 如玻璃纤维和大尺寸玻璃板,而且玻璃中可以掺杂较高浓度的稀土激活离子,所以玻璃就成为稀土长余辉发光材料的良好基质材料。

同时,现代信息产业中许多关键的光电子元件,如放大器件、存储显示器件等都是由具有特殊光学功能的玻璃制成。

因此,对长余辉玻璃的研究,不但从弱光照明、指示和工艺品等长余辉材料的传统应用的角度考虑是必要的,而且对于探寻新型光电材料有着巨大的潜在价值。

长余辉发光玻璃有望应用于激光、光学放大器、光通讯、光存储、光显示等诸多领域。

1998 年Qiu 等[11,12]首先报道了Eu2+,Dy3+共掺杂的碱土硼铝酸盐玻璃和硅铝酸盐玻璃的长余辉现象。

苏锵等人[13]研制出了硼硅锌红色、绿色、黄色稀土长余辉玻璃,用光源照射10 min 后,红色稀土长余辉玻璃的余辉时间可达10 h 左右, 而绿色和黄色稀土长余辉玻璃的余辉时间更是长达72 h。

目前研究长余辉玻璃的主要有日本的K.Hirao[14],邱建荣等[11,12],Hosono等[15],国内的中科院长春应化所[13]、长春理工大学[16]、暨南大学[17]等。

对于不同基质形态长余辉发光材料的研究,不仅可以扩展长余辉材料的传统应用,还能为寻找新型的光电材料和器件提供可能。

2.长余辉材料制备方法目前长余辉发光材料的合成方法主要有高温固相法[18]、化学共沉淀法[19]、溶胶凝胶法[20]、微波合成法[21]、燃烧法[22]、水热(溶剂)合成法[23]、微乳液法、喷雾热解法、爆轰法等。

2.1高温固相法采用高温固相反应法制备长余辉材料是较为传统的方法,此方法应用较广。

一般来讲,固相反应的一般操作是以固态粉末为原料。

将达到要求纯度的原料按一定比例称量,并加入一定量助熔剂充分混和磨匀,然后在一定的条件下(温度、气氛、时间等)进行灼烧。

按发光材料的化学计量比精确配方,置于高温电阻炉内在一定的保护气氛围或还原氛围中900℃~1450℃灼烧2h-5h即成。

灼烧工艺、助溶剂和掺杂离子的种类及配比率等都对长余辉发光材料的结构和发光性能都有着显著地影响。

[24]由于高温固相法的反应条件控制、还原剂使用、助熔剂选择和原料配制方面都日趋优化,生产工艺成熟,因而被得到广泛应用。

例如:硫化物体系的红色长余辉材料是将碱土金属碳酸盐、硫粉,并选取合适的稀土氧化物以及助熔剂混匀焙烧得到,也有直接利用碱土金属硫酸盐与稀土氧化物、助熔剂混匀焙烧的工艺。

[25]2.2溶胶-凝胶法针对高温固相法灼烧温度高、制备分发光材料粒子较粗,经球磨后的材料的晶型易受到破坏的缺点,人们又开发了许多其他的方法。

其中溶胶凝胶法作为一种湿化学方法在材料科学界引起了广泛的注意。

这种方法最早起源于18世纪,这种方法的应用已经十分广泛。

溶胶凝胶法是利用特定的材料前驱体在一定条件下水解形成溶胶,然后经溶剂挥发及加热处理,使溶胶转变成网络状结构的凝胶,再进过适当的后处理工艺形成纳米材料的一种方法,用于制备纳米材料的基本工艺过程如下:原料——>可分散体系——>溶胶——>凝胶——>纳米材料利用溶胶凝胶技术制备发光材料主要是是采用金属醇盐的方法,即以金属醇盐作为原料进过水解反应,聚合反应得到溶胶和凝胶。

Zhang Dong及其合作者利用溶胶凝胶法制备了ZnAl2O4:Mn材料,其烧结温度较传统方法低100至200℃。

[26]近些年来,无机盐络合物的方法制备溶胶凝胶逐渐受到了人们的重视,这其中主要是采用Pechin方法制备,利用柠檬酸与乙二醇发生酯化反应制备溶胶,此方法实验快捷简单,成本较金属醇盐方法低。

2.3燃烧法燃烧法是指通过前驱物的燃烧合成材料的一种方法。

当反应物达到放热反应的点火温度时,以某种方法点燃,随后的反应即有放出的热量维持,燃烧产物就是拟制备的材料。

该方法的主要原理是将反应原料制成相应的硝酸盐,加入作为燃料的尿素(还原剂),在一定温度下加热几分钟,经剧烈的氧化还原反应,溢出大量的气体,进而燃烧,几十秒后得到蓬松状的泡沫状材料,不接团易粉碎。

此方法具有相当的适用性,燃烧过程产生的气体还可作为保护气。

一般操作是如下,以Zn2SiO4:Mn(上标2+)荧光粉合成为例,将Zn(NO3)2·6H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O和Si(C2H5O)4为初始原料按化学比例混合,加入适当的尿素做燃烧剂,溶解后,迅速移入已经升温至600℃左右的马弗炉里,随着水分的挥发,几分钟后,作为氧化剂的硝酸盐和作为还原剂的尿素发生反应,进而燃烧数分钟,经900℃以上热处理后即得到产物。

[27]产物取出后,冷却研磨即得到产品。

使用此方法时能大大降低炉温,是一种高效节能的方法。

2.4其他方法除了上述几种方法用于余辉料制备方法外,还有水热合成法、微波辅助合成法、化学沉淀法等。

通过采用这些新型合成技术的采用,科研结果表明提高材料的发光性能上取得突破,也可能获得传统制备技术所无法得到的发光材料,从而得到新的发光材料的种类,进一步拓宽来长余辉材料的研究应用领域。

[25]3.长余辉材料的发光机理长余辉发光材料为什么能够存储光能,它是怎么存储怎么释放的呢?这个问题一直都是长余辉研究者面对的难题,因为这里面涉及到了长余辉发光材料的发光机理。

对于长余辉的发光机理,很早就有人提出疑问,只是由于长余辉材料的多样性,加上材料中所存在陷阱的复杂性和现阶缺乏有效的段测试手段,长余辉发光材料的机理研究一直取不到较大的进步,到现阶段为止[2]针对长余辉发光材料的发光机理,研究人员提出了各种不同的理论模型。

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