稀土荧光粉的制备与用途

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稀土——荧光粉的应用及发展

稀土——荧光粉的应用及发展

稀土——荧光粉的应用及发展稀土——荧光粉的应用及发展荧光粉的概述荧光粉(俗称夜光粉),通常分为光致储能夜光粉和带有放射性的夜光粉两类。

光致储能夜光粉是荧光粉在受到自然光、日光灯光、紫外光等照射后,把光能储存起来,在停止光照射后,在缓慢地以荧光的方式释放出来,所以在夜间或者黑暗处,仍能看到发光,持续时间长达几小时至十几小时。

带有放射性的夜光粉,是在荧光粉中掺入放射性物质,利用放射性物质不断发出的射线激发荧光粉发光,这类夜光粉发光时间很长,但因为有毒有害和环境污染等,所以应用范围小。

荧光粉的历史20世纪初,人们在研究放电发光现象的过程中开发了荧光灯和荧光粉。

当时的荧光灯使用硅酸锌铍荧光粉,发光效率低,并有毒性。

1942年,A.H.麦基格发明卤磷酸钙荧光粉并用在荧光灯内,在照明领域引起了一次革命。

这种粉发光效率高、无毒、价格便宜,一直使用到现在。

70年代初,荷兰科学家从理论上计算出荧光粉的发射光谱,发现荧光粉如由450nm、550nm和610nm三条窄峰组成(三基色[1]),则显色指数和发光效率能同时提高。

1974年,荷兰的范尔斯泰亨等人先后合成了发射峰值分别在上述范围内的三种稀土荧光粉,使灯的发光效率达到85lm/W,显色指数为85,使荧光灯有了新的突破。

稀土三基色荧光粉的特点是发光谱带狭窄,发光能量更为集中,且在短波紫外线激发下稳定性高,高温特性好,更适用于高负载细管荧光灯和各种单端紧凑型荧光灯。

荧光粉的类型灯用荧光粉主要有3类。

第一类用于普通荧光灯和低压汞灯,第二类用于高压汞灯和自镇流荧光灯,第三类用于紫外光源等。

1,荧光灯和低压汞灯用荧光粉有锑、锰激活的卤磷酸钙荧光粉和稀土三基色荧光粉。

锑、锰激活的卤磷酸钙荧光粉是在氟氯磷灰石基质3Ca3(PO4)2·Ca(F,Cl)2中,掺入少量的激活剂锑(Sb)和锰(Mn)以后制成的荧光粉,通常表示式为:3Ca3(PO4)2·Ca(F,Cl)2:Sb,Mn 这种荧光粉的制备方法很多,采用的原料也可以不同,但对原料的纯度要求较高。

稀土掺杂钼酸盐LED荧光粉的制备与发光特性调研报告

稀土掺杂钼酸盐LED荧光粉的制备与发光特性调研报告

稀土掺杂钼酸盐LED荧光粉的制备与发光特性调研报告一、文献综述1.背景:1)稀土元素发光材料的优点是吸收能力强,转换率高,可发射从紫外到红外的光谱,在可见光区域,有很强的发射能力,且物理化学性质稳定。

2)我国作为稀土大国, 已探明储量占世界总储量的80 %。

3)稀土元素具有优异的发光性质,这是由于其离子形式中的4f电子在非相同能级间会发生跃迁产生丰富的吸收及发射光谱;因此稀土元素可以用于制造电光源材料、发光材料和激光材料,其中该发光材料又可以分为光致发光材料、阴极射线发光材料、电致发光材料、液晶后照式光源、高技术用特种发光材料和增感屏。

由此可知,其应用于照明、军事、医学、显示等领域,形成了很大的工业生产和消费市场规模,开拓并发展新兴领域。

所以对稀土发光材料的研究特别重要。

2.制备方法与发光机理:1)发光:物质内部以某种方式吸收能量以后,以热辐射以外的光辐射形式发射出多余的能量的过程。

光致发光是用光激发发光材料引起的发光现象。

2)光致发光材料的发光机理主要经历三个过程:激励、能量传输和复合,利用位形坐标图来描述发光中心的吸收和发射过程。

3)光致发光材料的制备方法:高温固相烧结法、沉淀法、燃烧法、溶胶凝胶法、微波合成法、水热法、化学气相沉淀法。

3.性能表征方法:1)利用位形坐标图(如下图1),其中用纵坐标表示晶体中发光中心的势能包括(电子和离子的势能以及相互作用在内的整个体系的能量),横坐标则表示中心离子和周围离子的位形(包括离子之间相对位置等因素在内的一个笼统的位置概念),一般的也可代用粒子间核间距作横坐标。

2)光致发光材料性能的好坏可通过材料的发光的弛豫时间的长久,发光的寿命等来衡量。

图1.发光中心基态的势能图二、实验器材1.实验仪器坩埚、鼓风干燥箱、玛瑙研钵、烧杯、药匙、分子天平、荧光谱分析仪、箱式炉、超声波清洗机2.材料清单无水乙醇、钼酸铵、氧化钇、氧化铕、称量纸三、实验过程•洗涤并干燥:烧杯、药匙、坩埚、研钵•分别称取钼酸铵、氧化钇、氧化铕相应的质量,其质量值分别对应的是:1.5890 g、0.6707 g、0.0106 g,依次放入研钵中•往装有上述药品研钵加入适量的无水乙醇,进行研磨15min-20min•将上述研磨好的药品放入坩埚中,然后将其放入箱式炉,打开箱式炉,并设置程序,在800℃下反应4h•将反应后的药品继续放入研钵继续研磨成粉末;•用荧光谱分析仪测试所制备的粉末,打开荧光光谱仪的电源开关预测10min左右,点亮氙灯(作为光源),光栅(分光);制样(往基台放入少许粉末并压实),填充粉末(2/3),石英片,压均匀,旋紧;放入仪器;打开软件,(横坐标波长,纵坐标强度),测量荧光波长与荧光强度的关系曲线。

测温用稀土荧光粉

测温用稀土荧光粉

测温用稀土荧光粉一、什么是稀土荧光粉?稀土荧光粉是一种特殊的材料,它能够在受到外部激发后发出荧光。

这种材料通常由稀土元素和其他化学元素组成,其中最常见的稀土元素包括钕、铈、镧、铕等。

二、测温用稀土荧光粉的工作原理测温用稀土荧光粉的工作原理基于热致发光现象。

当这种材料受到高温热源的照射时,其内部电子会受到激发并跃迁到高能级状态,然后再回落到低能级状态时会释放出能量并产生荧光。

通过测量这种荧光的强度或颜色变化可以推算出材料所处的温度。

三、测温用稀土荧光粉的优点1. 高灵敏度:相比传统测温方法,使用稀土荧光粉可以获得更高的灵敏度和准确性。

2. 高分辨率:由于该技术采用了数字化信号处理技术,因此可以实现更高分辨率和更细致的温度测量。

3. 非接触式:与传统的热电偶、热电阻等接触式测温方法相比,稀土荧光粉测温可以实现非接触式测量,避免了材料表面受到损伤或污染的风险。

4. 宽温度范围:稀土荧光粉具有较宽的温度范围,可用于高温环境下的测量,例如火花放电、航空发动机等领域。

5. 易于制备:稀土荧光粉制备工艺相对简单,成本较低。

四、测温用稀土荧光粉的应用1. 工业领域:稀土荧光粉可用于钢铁冶炼、玻璃加工、航空航天、汽车制造等领域中的高温测量和控制。

2. 医学领域:稀土荧光粉可应用于体内或体外医学诊断中的体温监测。

3. 环境监测:稀土荧光粉也可应用于环境监测中,例如火山喷发、地震等自然灾害的预测和监测。

五、稀土荧光粉的发展前景随着科技的不断进步,稀土荧光粉的应用领域将会越来越广泛。

目前,研究人员正在探索新型稀土荧光粉材料,以提高其灵敏度、准确性和温度范围。

同时,数字化信号处理技术的发展也将进一步提高该技术的分辨率和可靠性。

因此,可以预见,稀土荧光粉测温技术在未来将有更加广泛的应用前景。

《白光LED用稀土高分子荧光粉的设计、合成及发光性能研究》

《白光LED用稀土高分子荧光粉的设计、合成及发光性能研究》

《白光LED用稀土高分子荧光粉的设计、合成及发光性能研究》篇一摘要:本文旨在研究白光LED用稀土高分子荧光粉的设计、合成及其发光性能。

通过设计合理的荧光粉结构,合成出具有高发光效率、高稳定性的稀土高分子荧光粉,并对其发光性能进行深入研究。

实验结果表明,所合成的稀土高分子荧光粉在白光LED领域具有潜在的应用价值。

一、引言随着LED技术的不断发展,白光LED因其低能耗、长寿命和环保等优点,已成为照明领域的主流光源。

稀土高分子荧光粉作为白光LED的关键材料,其性能直接影响到LED的发光效率、色彩还原性和稳定性。

因此,研究设计高效、稳定的稀土高分子荧光粉具有重要意义。

二、荧光粉设计1. 结构设计:根据白光LED的应用需求,设计出一种以稀土元素为主要激活剂的荧光粉结构。

该结构具有较高的比表面积和良好的化学稳定性,有利于提高发光效率和稳定性。

2. 激活剂选择:选用合适的稀土元素作为激活剂,通过调整稀土元素的种类和浓度,优化荧光粉的发光性能。

三、合成方法1. 原料准备:按照设计要求,准备好所需的稀土元素、高分子基质和其他添加剂。

2. 合成过程:采用高温固相反应法,将原料在高温下进行反应,得到稀土高分子荧光粉。

3. 后期处理:对合成的荧光粉进行研磨、筛分等后期处理,得到符合要求的荧光粉产品。

四、发光性能研究1. 发光效率:通过测量荧光粉的激发光谱和发射光谱,计算其量子产率,评估其发光效率。

2. 色彩稳定性:在不同温度和湿度条件下,测量荧光粉的发光性能,评估其色彩稳定性。

3. 耐候性:通过加速老化试验,评估荧光粉的耐候性能。

4. 实际应用:将合成的稀土高分子荧光粉应用于白光LED中,测试其实际发光效果。

五、实验结果与讨论1. 发光效率:所合成的稀土高分子荧光粉具有较高的量子产率,表现出良好的发光效率。

2. 色彩稳定性:在不同温度和湿度条件下,荧光粉的发光性能保持稳定,表现出良好的色彩稳定性。

3. 耐候性:加速老化试验结果表明,所合成的稀土高分子荧光粉具有较好的耐候性能。

稀土荧光粉的制备与用途

稀土荧光粉的制备与用途

稀土荧光粉的制备与用途摘要:稀土荧光粉作为荧光粉领域的主要类型之一,其工业制备技术成熟,性能优良,应用广泛。

稀土荧光粉主要用于现代照明光源、交通信号灯、汽车状态指示、液晶显示(LCD)的背光源和大屏幕显示等方面。

本文介绍了目前国内外制备稀土荧光粉的各种方法,主要有高温固相反应法、软化学法、物理微波合成法等。

对这些方法的优缺点进行了比较。

最后对荧光粉的发展前景及今后的研究趋势进行了展望。

关键词:种类用途制备方法展望何谓荧光粉?经x射线、紫外线或电子射线等的照射,物质受到激发(吸收外部能量)时就会发光,这种发光的物质称为荧光粉,它是一种使能量转换成光的材料。

荧光粉是由基体,激活剂和溶剂构成的。

作为优质的荧光粉应具有发光亮度高、发光效率高、色纯度好、化学稳定性好、寿命长的特点。

目前荧光粉的品种繁多,用途也较广泛,稀土荧光粉是荧光粉领域中的主要类型之一。

其工业用途成熟,用量较多,性能优良。

17个稀土元素的相继发现经历了漫长的时期。

从发现1787年铈土到1947年发现钷,经历了144年。

到1964年Y2O3:Eu首先被用于制造荧光粉。

CRT (阴极射线)荧光粉是稀土在发光材料中最早的应用,彩电的普及和PC的蓬勃发展使这一经典的新材料高速增长。

彩电和彩显用荧光粉的工艺基本形成于70年代,美国RCA是这一技术的鼻祖。

1974年Philips公司首先合成了稀土绿粉(Ce, Tb)MgAl11O19、蓝粉(Ba, Mg, Eu)3Al16O27和红粉Y2O3:Eu,并将它们按一定比例混合,制成了三基色荧光粉。

由于稀土三基色荧光粉优异的发光特性和节能的特点使它的应用越来越广。

后来稀土发光材料得到了迅猛的发展,大多数稀土元素或多或少地被用于荧光材料的合成,稀土发光材料已成为显示、照明、光电器件等领域中的支撑材料,并不断地有新的稀土荧光粉出现[1][2]。

稀土荧光粉按用途分为:(1)CRT荧光粉。

CRT (阴极射线)荧光粉是稀土在发光材料中最早的应用,彩电的普及和PC的蓬勃发展使这一经典的新材料高速增长,目前仍有7%的年增长率,但也面临着平板显示的挑战。

《白光LED用稀土高分子荧光粉的设计、合成及发光性能研究》范文

《白光LED用稀土高分子荧光粉的设计、合成及发光性能研究》范文

《白光LED用稀土高分子荧光粉的设计、合成及发光性能研究》篇一一、引言随着LED照明技术的不断发展,白光LED以其高效、节能、环保等优势成为现代照明领域的热点研究内容。

其中,稀土高分子荧光粉作为LED的关键材料之一,对LED的发光性能具有重要影响。

本文旨在探讨白光LED用稀土高分子荧光粉的设计、合成及发光性能研究,为提高LED的光效及稳定性提供理论支持。

二、稀土高分子荧光粉的设计1. 目标性能确定根据白光LED的应用需求,设计出具有高量子效率、高稳定性及优异色彩还原性的稀土高分子荧光粉。

2. 材料选择选用适当的稀土元素(如Eu、Tb等)及高分子基质材料(如聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯等),通过合理配比,实现荧光粉的优化设计。

3. 结构设计设计具有高效能量传递路径的荧光粉结构,以提高荧光粉的光吸收及发光效率。

三、稀土高分子荧光粉的合成1. 合成方法采用共沉淀法、溶胶-凝胶法等化学合成方法,将稀土元素与高分子基质材料相结合,形成具有优异发光性能的荧光粉。

2. 合成过程严格控制反应温度、浓度及时间等参数,确保合成出的荧光粉具有优良的均一性及纯度。

3. 合成优化针对合成过程中可能出现的问题,如杂质污染、粒度分布不均等,采取相应的措施进行优化处理。

四、发光性能研究1. 光学性能测试利用光谱仪、发光测试仪等设备,对合成的稀土高分子荧光粉进行光谱分析、量子效率测试及色彩还原性测试等。

2. 发光机理分析结合理论计算与实验数据,分析荧光粉的发光机理,包括能量传递路径、能级分布等。

3. 稳定性测试对荧光粉进行长期稳定性测试,考察其在高温、高湿等条件下的性能变化情况。

五、结果与讨论1. 发光性能结果经过测试与分析,发现合成的稀土高分子荧光粉具有高量子效率、优异色彩还原性及良好的稳定性。

其发光性能与国内外同类产品相比具有明显优势。

2. 发光机理探讨通过对发光机理的分析,发现该荧光粉具有高效能量传递路径,能够实现从基质到稀土离子的有效能量传递,从而提高发光效率。

《白光LED用稀土高分子荧光粉的设计、合成及发光性能研究》

《白光LED用稀土高分子荧光粉的设计、合成及发光性能研究》

《白光LED用稀土高分子荧光粉的设计、合成及发光性能研究》篇一摘要:本文旨在研究白光LED(发光二极管)中稀土高分子荧光粉的设计、合成以及发光性能。

本文通过优化荧光粉的成分设计,结合合成过程中的技术优化,提高了荧光粉的发光效率和稳定性。

经过详细研究,实验数据证明了新型稀土高分子荧光粉在白光LED领域具有较好的应用前景。

一、引言白光LED以其节能、高效和长寿命的优点在照明领域中获得了广泛应用。

稀土元素作为制造高效率荧光粉的关键材料,在白光LED中发挥着重要作用。

近年来,随着科技的发展,稀土高分子荧光粉因其良好的物理和化学性能,逐渐成为研究的热点。

本文将重点研究稀土高分子荧光粉的设计、合成及发光性能。

二、荧光粉的成分设计本阶段主要通过实验设计和理论分析相结合的方法,确定了适合白光LED的稀土元素和高分子材料配比。

在保持白光色温的同时,尽可能地降低LED的光色参数。

我们首先根据相关理论预测了稀土离子在固态下可能的能量转移和颜色特性,再通过量子化学计算软件辅助优化荧光粉的结构。

通过多轮筛选和优化实验,我们最终确定了最优的配方组合。

三、合成方法与工艺优化本阶段采用先进的溶液法和溶胶凝胶法,在温度、时间等工艺参数上进行优化,实现了稀土高分子荧光粉的高效合成。

通过对比不同合成方法对荧光粉性能的影响,我们发现溶胶凝胶法在控制颗粒大小和分布上具有显著优势,能有效地提高荧光粉的发光效率。

此外,我们通过对工艺条件的控制,成功地实现了批量生产的稳定性和可靠性。

四、发光性能研究在成功合成稀土高分子荧光粉后,我们对其发光性能进行了深入研究。

通过测量和分析其激发光谱、发射光谱等数据,我们发现新型荧光粉具有较高的量子效率和良好的热稳定性。

此外,我们还研究了荧光粉在不同温度下的发光性能变化,并对其色坐标、色温等参数进行了测量和评估。

实验结果表明,新型稀土高分子荧光粉在白光LED中具有优异的发光性能。

五、结论本研究通过设计、合成及发光性能研究,成功开发出适用于白光LED的稀土高分子荧光粉。

稀土材料在荧光材料中的应用研究

稀土材料在荧光材料中的应用研究

稀土材料在荧光材料中的应用研究摘要稀土材料在荧光材料中的应用研究近年来受到了广泛关注。

稀土元素具有特殊的电子结构和发光性质,使其在光电子学、荧光显示、荧光标记、激光等领域具有广泛的应用潜力。

本文主要讨论了稀土材料在荧光材料中的应用研究的进展和趋势,并分析了其在不同领域中的应用现状和存在的问题。

1. 研究背景随着科学技术的发展和应用的不断拓展,荧光材料在光电子学和生物医学等领域中的应用日益广泛。

而稀土元素由于其特殊的电子结构和禁带宽度的宽窄可调性,使其成为了研究荧光材料的重要组成部分。

2. 稀土材料的特性稀土材料是指具有稀土元素的化合物材料,其中稀土元素包括镧系元素和钪系元素。

稀土元素的特性表现为荧光效应,它们能够吸收能量并发射出可见光或近红外光。

稀土材料的发光颜色和光谱特性可以通过控制合成的方法和添加的杂质等因素进行调控。

3. 稀土材料在荧光显示中的应用稀土材料在荧光显示中的应用是其近年来的研究热点之一。

通过合适的掺杂和调控,稀土材料可以实现多色荧光显示效果,并具有较高的发光效率和长的发光寿命。

此外,稀土材料还具有较宽的光谱范围和较高的色纯度,使得其在液晶显示器、有机发光二极管(OLED)等领域中得到广泛应用。

4. 稀土材料在荧光标记中的应用稀土材料在荧光标记中的应用也是其重要的应用领域之一。

利用稀土材料可以实现对物质表面的标记和追踪,如生物医学领域中对细胞、分子以及基因的标记。

稀土材料不仅具有较高的抗光灭活性和较长的发光寿命,还能够实现多色发光,从而满足不同标记需求。

5. 稀土材料在激光中的应用稀土材料在激光器件中的应用也取得了重要进展。

因其独特的电子结构,稀土材料能够实现较高的光放大因子,从而实现激光器件的放大和激发功能。

此外,稀土材料还可以实现多波长和调级激光的发射,使其在光通信、激光雷达等领域具有广阔的应用前景。

6. 稀土材料在环境保护中的应用除了在光电子学和生物医学领域中的应用,稀土材料还可以用于环境保护。

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稀土荧光粉的制备与用途摘要:稀土荧光粉作为荧光粉领域的主要类型之一,其工业制备技术成熟,性能优良,应用广泛。

稀土荧光粉主要用于现代照明光源、交通信号灯、汽车状态指示、液晶显示(LCD)的背光源和大屏幕显示等方面。

本文介绍了目前国内外制备稀土荧光粉的各种方法,主要有高温固相反应法、软化学法、物理微波合成法等。

对这些方法的优缺点进行了比较。

最后对荧光粉的发展前景及今后的研究趋势进行了展望。

关键词:种类用途制备方法展望何谓荧光粉?经x射线、紫外线或电子射线等的照射,物质受到激发(吸收外部能量)时就会发光,这种发光的物质称为荧光粉,它是一种使能量转换成光的材料。

荧光粉是由基体,激活剂和溶剂构成的。

作为优质的荧光粉应具有发光亮度高、发光效率高、色纯度好、化学稳定性好、寿命长的特点。

目前荧光粉的品种繁多,用途也较广泛,稀土荧光粉是荧光粉领域中的主要类型之一。

其工业用途成熟,用量较多,性能优良。

17个稀土元素的相继发现经历了漫长的时期。

从发现1787年铈土到1947年发现钷,经历了144年。

到1964年Y2O3:Eu首先被用于制造荧光粉。

CRT (阴极射线)荧光粉是稀土在发光材料中最早的应用,彩电的普及和PC的蓬勃发展使这一经典的新材料高速增长。

彩电和彩显用荧光粉的工艺基本形成于70年代,美国RCA是这一技术的鼻祖。

1974年Philips公司首先合成了稀土绿粉(Ce, Tb)MgAl11O19、蓝粉(Ba, Mg, Eu)3Al16O27和红粉Y2O3:Eu,并将它们按一定比例混合,制成了三基色荧光粉。

由于稀土三基色荧光粉优异的发光特性和节能的特点使它的应用越来越广。

后来稀土发光材料得到了迅猛的发展,大多数稀土元素或多或少地被用于荧光材料的合成,稀土发光材料已成为显示、照明、光电器件等领域中的支撑材料,并不断地有新的稀土荧光粉出现[1][2]。

稀土荧光粉按用途分为:(1)CRT荧光粉。

CRT (阴极射线)荧光粉是稀土在发光材料中最早的应用,彩电的普及和PC的蓬勃发展使这一经典的新材料高速增长,目前仍有7%的年增长率,但也面临着平板显示的挑战。

彩电和彩显用荧光粉的工艺基本形成于70年代,美国RCA是这一技术的鼻祖,但日本的Nichia,Kassei等公司为这一领域持续注入了新的技术内容,使荧光屏的亮度、对比度、清晰度、F1光可读性、寿命等指标有了极大的提高。

日本公司几乎垄断CRT荧光粉的技术,他们是行业技术标准和使用方法的制定者。

(2)灯用荧光粉。

1974年Philips公司首先合成了稀土绿粉(Ce, Tb)MgAl11O19、蓝粉(Ba, Mg, Eu)3Al16O27和红粉Y2O3:Eu,并将它们按一定比例混合,制成了三基色荧光粉。

由于稀土三基色荧光粉优异的发光特性和节能的特点使它的应用越来越广。

(3)等离子平板显示(PDP)用荧光粉。

在众多的平板显示技术中,PDP是中大屏幕(30-50寸)的首选,也是唯一达到商品化的平板显示技术。

随着产品合格率的提高,售价已在3~5万元(40-42英寸),年销售增长达50%。

目前世界上制造PDP的厂家不多,主要是日本Fujitsu、Mitsubishi、Panasonic、Pioneer、NEC、Hitachi,美国Photonic Image、Plasmaco、Rogers,韩国Samsung,法国Thomson,荷兰Philips。

PDP 制造技术基本为日本垄断,荧光粉的配浆技术则由DuPont垄断。

长余辉荧光粉。

近年来,长余辉荧光粉发展很快,除了新的荧光粉不断出现外,由于荧光粉理论和制造技术的发展,许多传统的荧光粉又被赋予了新的应用特性。

同时,应用市场的不断扩大,也促使这一领域的研究十分活跃。

(4)光转换材料。

光转换材料是吸收太阳光中于植物生长不利的紫外光,再转换为有利植物生产的可见光,主要是400~480nm的蓝光和600~680nm的红光,从而促进作物的光合作用,达到作为增产早熟的目的。

常见的有稀土有机配合物光转换剂和稀土无机发光材料光转换剂,如TTA—TOPO:Eu ,364nm紫外线激发下发红光,稀土(Eu、Tb)螯合物光转换剂;CaS:Eu、C1、CaS:Cu、Eu。

(5)电致发光(EL)荧光粉。

电致发光是将电能直接转化为光能,它的特点是工作电压低、能量转换效率高、体积小、重量轻、工作范围宽、响应速度快,可做成全固体化的器件。

稀土掺杂的ZnS,CaS和SrS薄膜电致发光器件在平面显示中崭露头角。

(6)场致发射显示(FED)用荧光粉。

FED是有可能与PDP和LCD相竞争的平板显示,它的画面质量和分辨率优于CRT,响应速度快(≤20us),而功耗仅是LCD的1/3,平板显示的厚度和重量也仅为LCD的1/2,其应用前景引人关注[1]。

要想获得优异性能的荧光粉,对制备工艺的研究是关键。

下面介绍目前国内外制备稀土荧光粉的各种方法。

1.高温固相反应法高温固相反应法是发光材料的一种传统的合成方法。

固相反应法制备发光材料,主要经过配料和煅烧两个过程。

煅烧过程的主要作用是使原料各组分间发生化学反应,形成具有一定晶格结构的基质,并使激活剂进入基质,处于基质晶格的间隙或置换晶格原子。

显然,煅烧是形成发光中心的关键步骤。

煅烧条件(温度、气氛、时问等)直接影响着发光性能的优劣。

丁云峰等[3]以稀土氯化物、苯甲酸、六亚甲基四胺为原料,采用固相反应法合成苯甲酸铕与苯甲酸铽配合物。

2 软化学法2.1 溶胶一凝胶法溶胶一凝胶法是一种新兴的湿化学合成方法,利用这种方法制备稀土发光材料在近十几年内取得了巨大进展。

黄飞等[4]采用溶胶一凝胶法合成了Y3A15O12:Tb绿色荧光粉。

2.2 高分子网络凝胶法随着科技的进步,发光材料由单一组分的化合物转向多组分的复合材料,组分越来越复杂,于是产生了一种新的合成方法——高分子网络凝胶法。

贺香红[5]用高分子网络凝胶法制得Sr2CeO4纳米荧光粉。

2.3 沉淀法共沉淀反应是将两种以上金属离子从同一溶液中同时共沉淀下来,将沉淀分离后,在适当温度下焙烧生成产物。

共沉淀法分为正向加料和反向加料两种方式,正向加料是将沉淀剂加入到盐溶液中,反向加料是将盐溶液加入到沉淀剂中。

在同时存在两种以上阳离子时,反向加料能够获得均匀程度更好的沉淀物。

赖华生等[6]将一定化学计量比的Y2O3(纯度≥99.99%),Tm2O3(纯度≥99.99%),V2O5(分析纯)溶于盐酸,配成溶液,加热至70~80℃恒温。

在搅拌条件下缓慢滴入由分析纯NH3-H2O,H2O2和(NH4)2HPO4配制成的沉淀剂,得到乳黄色沉淀。

沉淀物用热去离子水洗涤数次,过滤分离后在130℃烘干12 h,再经900~1 200℃焙烧2 h,最终获得体色纯白的Y(P,V)O4:Tm3+荧光粉。

2.4 水热法水热法也是近几年无机发光材料的新的合成方法。

康振晋[7] 利用水热法分别以Li2CO3,Y2O3,NH4HF2,Tb2O3和Eu2O3为原料合成了LiYF4,LiYF4:Tb3+和YF3,NH4Y3F10,NH4Y3Fl0:Eu3+荧光粉。

3.物理微波合成法微波合成法是近几年发展起来的交叉学科的一种新合成方法。

目前将微波合成技术运用到稀土发光材料已经成为当今的科研热点之一。

宋羽等[8]运用微波合成法制得了(Y,Gd)BO3:Eu3+红色纳米荧光粉。

4.喷雾热解法喷雾热解法制备过程如下:先以水、乙醇或其他溶剂将反应原料配成溶液,再通过喷雾装置将反应液雾化并导入反应器中,在那里将前驱体溶液的雾滴干燥,反应物发生热分解或燃烧等化学反应,从而得到与初始反应物完全不同的具有全新化学组成的超细微粒产物。

喷雾热解过程一般分为两个阶段:第一个阶段是溶剂从液滴表面蒸发,类似于直接加热蒸发。

随着溶剂的蒸发,溶质出现过饱和状态,从而在液滴内部析出细微的固相,再逐渐扩展到液滴的四周,最后覆盖液滴的整个表面,形成一层固相壳层;液滴干燥的第二个阶段比较复杂,包括形成气孔、断裂、膨胀、皱缩和晶粒“发毛”生长。

戚发鑫[9]采用喷雾热解法制备了非团聚、球形YAG:Ce3+荧光粉。

展望许多学者采用多种物理化学方法制备出了具有不同尺寸、不同结构和不同组成的荧光粉,并系统地研究了他们的发光性能。

但是对于荧光粉的发光性质发生变化的机理特别是纳米级的荧光粉还不是很清楚,没有一个确定的结论,需进一步地深入研究。

另外,如何在低温下合成颗粒小、结晶好、分散均匀并且发光性能好的荧光粉仍是材料研究者未来的努力方向。

我国稀土资源丰富,各种稀土元素俱全,对于推动我国稀土荧光材料产业的发展是一大优势,国外任何一个稀土工业发达国家是不可比拟的,我们更需要加速对它的研究。

以我们不断提高的实力,相信稀土材料和稀土荧光粉的研究可以不断超越。

参考文献[1] 刘跃稀土荧光粉生产及应用进展[J]产业聚焦2009(6)[2]赵文卿,关荣锋,王杏稀土荧光粉的制备技术研究与展望无机盐工业2008,40(10)[3]丁云峰,余锡宾,熊娟室温固相法合成苯甲酸铕与苯甲酸铽荧光粉[J]稀土2003,24(4):18—21.[4] 黄飞,董丽敏,吴泽,等.Sol—Sel法制备Y3AIO Tb及烧结行为的研究[J]哈尔滨理工大学学报,2004,9(6):50—53.[5] 贺香红.高分子网络凝胶法合成纳米sr2ceo4荧光体及其发光性能研究[J]稀有金属,2006,30(5):645—648.[6] 赖华生,陈宝玖,许武,等.共沉淀法制备Y(P,V) rrm 荧光粉及其光致发光[J]发光学报,2005,26(2):205—210.[7] 康振晋,氟化物的水热合成及其VUV发光性能[J]延边大学学报(自然科学版),2002,28(3):180—184.[8] 宋羽,王永钱,袁曦明.微波在纳米稀土发光材料制备中的应用[J] 化工新型材料,2006,34(3):12—13.[9] 戚发鑫.喷雾热解法制备稀土钇铝石榴石荧光粉[D].南京:南京工业大学,2006。

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