稀土硅酸盐长余辉发光材料的合成与性质(精)
长余辉材料的种类,性质和应用
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。
稀土长余辉发光材料SrAl2O4Eu2+,Dy3+的制备及性能研究【文献综述】
文献综述稀土长余辉发光材料SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的制备及性能研究一、前言长余辉发光材料属于光致发光材料的一种,发光持续时间较长,最长可达十几个小时,也称蓄光型发光材料、荧光粉等。
由于长余辉发光材料的余辉和温度特性,即使用环境温度变化时材料和制品的发光亮度会相应改变[1],因而,长余辉发光材料除被用做蓄光材料外,还可用作制备传感器的敏感材料。
近年来,长余辉发光材料的应用研究不断进展,范围也迅速扩大,已在消防安全、建筑装饰、涂料油墨、陶瓷器件、交通运输和城乡建设等发挥着照明、指示、装饰等作用.长余辉发光材料的种类与特性1）金属硫化物体系长余辉发光材料。
即传统的、第一代。
典型代表是ZnS∶Cu, Co材料，其发光颜色多样,弱光下吸收速度较快,但余辉时间短,化学性质不稳定,易潮解。
虽然加入放射性元素后可克服以上缺点,可是放射性元素对环境和人体会造成危害,从而极大地限制了它的应用。
2)铝酸盐体系长余辉发光材料。
目前,铝酸盐体系中发光性能比较优异的长余辉发光材料主要是MAl2O4∶Eu3 + , R3 + (Dy3 + , Nd3 +等) ，其发射峰主要是集中在蓝绿光波段,亮度高,余辉时间长,且化学稳定性好[2]。
铝酸盐体系长余辉发光材料的突出优点是余辉性能超群、化学稳定性好和光稳定性好;缺点是遇水不稳定、发光颜色不丰富。
3)硅酸盐体系长余辉发光材料. 化学稳定性好、耐水性强、紫外辐照性稳定、余辉亮度高、余辉时间长、应用特性优异等特点,弥补了铝酸盐体系的不足,将长余辉材料的研究推向了一个新的时代。
目前,获得实际应用的长余辉发光材料主要是传统的硫化物体系长余辉材料和掺有稀土元素的长余辉发光材料。
本文主要综述了稀土掺杂Eu2+,Dy3+的铝酸盐体系长余辉发光材料的制备及发展。
二、稀土长余辉发光材料制备工艺1．高温固相反应法[3-6]高温固相法是合成发光材料中应用最早和最多的一种方法。
固相反应通常取决于材料的晶体结构和缺陷结构，而不仅仅是成分的固有反应性能，固相反应的充要条件是反应物必须相互接触，即反应是通过颗粒间界面进行的。
长余辉发光材料
长余辉发光材料长余辉发光材料的性质长余辉发光材料通常是由发光粉和基材组成的复合材料。
发光粉是长余辉发光材料的核心部分，它是通过掺杂不同的稀土元素或者其他发光物质来实现长余辉发光效果的。
这些发光物质在光照条件下可以吸收光能，然后在光源消失后释放出光能，从而实现长余辉发光效果。
而基材则是用来固定发光粉的材料，通常选择透明的树脂或者塑料作为基材，以便光能可以充分地照射到发光粉上。
长余辉发光材料的制备方法制备长余辉发光材料的关键是选择合适的发光粉和基材，并且要确保它们之间有良好的结合。
一般来说，制备长余辉发光材料的方法可以分为物理法和化学法两种。
物理法是通过将发光粉均匀地分散在基材中，然后通过加热或者压制等方法将它们固定在一起。
这种方法简单易行，但是往往无法达到理想的发光效果。
化学法则是通过化学反应将发光粉和基材牢固地结合在一起。
这种方法可以在分子层面上实现发光粉和基材的结合，从而获得更稳定和持久的长余辉发光效果。
长余辉发光材料的应用领域长余辉发光材料在各种领域中都有着重要的应用价值。
在夜光表盘中，长余辉发光材料可以在夜间持续发光，从而方便人们在暗光环境下查看时间。
在应急标识中，长余辉发光材料可以在灾难发生时提供可靠的疏散指引。
在夜间安全装备中，长余辉发光材料可以为行人和车辆提供有效的夜间警示。
除此之外，长余辉发光材料还可以用于航空航天领域、海洋勘测领域、军事领域等。
在太空环境中，长余辉发光材料可以为航天器提供可靠的标识和警示。
在海洋环境中，长余辉发光材料可以为潜水员提供可靠的夜间照明。
在军事领域中，长余辉发光材料可以为士兵提供有效的夜间标识和警示。
总结长余辉发光材料是一种具有特殊发光特性的材料，它可以在光源消失后仍然持续发光一段时间。
这种材料在夜光表盘、应急标识、夜间安全装备等领域中有着重要的应用价值。
制备长余辉发光材料的关键是选择合适的发光粉和基材，并且确保它们之间有良好的结合。
长余辉发光材料的发光原理是通过吸收光能并在光源消失后释放出光能，其发光时间可以长达数小时甚至数天。
长余辉材料的种类,性质和应用汇总
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。
硅酸盐长余辉材料的制备及研究的开题报告
硅酸盐长余辉材料的制备及研究的开题报告
1. 研究背景和意义
硅酸盐长余辉材料是一种广泛应用于荧光材料、LED材料、半导体照明等领域的材料。
长余辉是指物质在外界刺激作用下，其荧光发射能够在刺激停止后仍然持续一段时间。
硅酸盐长余辉材料能够在室温下长时间存储能量，释放荧光的时间也相对较长。
因此，硅酸盐长余辉材料是一种非常理想的荧光材料和发光材料。
当前，国内外研究硅酸盐长余辉材料的应用和性质已经有了一定的研究成果，但制备方法和材料性能还有很大的提升空间。
本研究旨在通过制备硅酸盐长余辉材料，并对其结构、发光特性和性能进行深入研究，为硅酸盐长余辉材料的应用提供更为可靠的基础。
2. 研究内容和方法
本研究将采用溶胶-凝胶法来制备硅酸盐长余辉材料。
该方法可以通过简单易得的化学试剂来制备出具有高纯度和良好形貌的硅酸盐长余辉材料。
具体步骤包括：溶胶制备、凝胶制备、烘干和煅烧等。
制备出的硅酸盐长余辉材料将通过扫描电镜、X射线衍射仪、荧光光谱仪、紫外-可见吸收光谱仪等进行结构、形貌、荧光特性和性能等方面的表征。
其中，荧光特性将主要通过测量激发光和显示光之间的时间差异，以及电子激发产生的荧光衰减速率来确定硅酸盐长余辉材料的荧光特性。
3. 预期研究成果和意义
预计通过本研究，可以制备出高纯度和形貌良好的硅酸盐长余辉材料，并对其多方面性质进行深入研究。
这将有助于推动硅酸盐长余辉材料的应用研究，并为发展下一代高效发光材料提供技术支撑。
同时，本研究还将为国内外相关研究提供一定的指导，以促进长余辉材料领域的进一步发展。
长余辉稀土发光材料
长余辉稀土发光材料说到长余辉稀土发光材料，大家肯定不太熟悉吧？其实它可不是什么神秘的外星物品，而是一种用稀土元素做的，能在黑暗中持续发光的特殊材料。
想象一下，如果你晚上关了灯，房间里那些发光的东西就像是小星星一样，慢慢亮起，跟你说“嘿，我在这里呢”。
这就是长余辉材料的魅力所在——它可以在你不注意的时候，安安静静地在黑暗中发挥作用。
是不是听起来就很酷？你可能会想，嘿，发光的材料不就得电吗？错！这些长余辉材料可不需要电力，它们就像是给自己“充电”了一样，吸收了光线后，可以在没有任何外力作用下持续发光，时间长得让你觉得它们好像拥有了某种“魔力”。
嗯，没错，它们就像是吃了“定心丸”，你一关灯，它们就能默默地发光很久。
有时候我们走到街头，看到那些路标、地面上的指示线，虽然白天啥都没看见，但一到晚上，它们立马“闪亮登场”。
这些发光的材料就是靠的长余辉效应在“发光”呢。
讲真，这种材料的工作原理也挺神奇的。
长余辉效果其实就像是一个小小的“能量储存柜”。
你给它一点光，它就吸收，把这些光储存起来。
等到外面的光没了，它便会慢慢释放这些光，时间长到足以让你从一个屋子走到另一个屋子。
你可以把它理解成一个随时待命的小太阳，白天吸收能量，晚上悄悄放出来，一点都不显山不露水，却非常实用。
这类材料的一个大优点是，不用担心它会浪费电或者对环境造成污染。
你想，平时的路标、紧急出口标志、甚至有些玩具，白天完全看不出来有什么特别的，但一到晚上，你会突然发现，哇，它们居然可以这么长时间地亮着。
这种材料的光亮不是那种刺眼的光，而是温柔又柔和的，仿佛给你带来一丝安慰，告诉你：“别怕，我在这儿。
”这些长余辉材料的应用，真的是多到让人有点想象不到。
除了常见的安全标识，它们还在很多其他领域找到了自己的位置。
比如说在一些紧急情况下，救援队员可以通过这些发光的标志快速找到路线。
你也可以在一些特殊场合，比如夜跑或者夜间露营时，给自己的装备加点儿“光”。
简直是科技和生活完美结合的产物，不得不佩服发明家们的脑洞。
稀土超长余辉材料的制备实验报告
①高温固相法，高温固相法操作方便，成本相对较低，但它存在合成温度高、单相化合物难以得到，且晶粒粗大以及经磨细后会使发光亮度大幅度下降等缺点。
②溶胶-凝胶法，溶胶-凝胶法的优点是合成产物纯度高，化学组成均匀，合成温度低，可以控制颗粒尺寸，而且产物的颗粒度比较均匀。选用合适的工艺参数，可制成纳米磷光体。但该方法操作复杂且成本高。
（2）温度特性：发光材料在使用或加工过程中，会随温度的变化使发光亮度有一定改变。因使用环境温度变化而引起材料发光亮度的改变可称为动态温度特性。
（3）采用较合理的物料配比，使用纯度高的原料，防止被污染，加入助熔剂也有利于增加发光粉体的余辉强度和余辉持续时间，采用隔绝空气骤冷的冷却工艺对提高发光性能均有利。
长余辉时间的长短取决于陷阱能级中的电子数量及其返回激发态能级的速率，长余辉的强度则取决于陷阱能级中的电子在单位时间内返回激发态能级速率。铝酸锶铕中镝的加入对延长发光体余辉时间十分有利。
2.影响发光材料性能的主要因素有哪些？如何保证和提高其性能？
粉末粒度、基质结构、原料纯度、温度、助熔剂等对铝酸盐发光材料长余辉性能有影响，而且杂质猝灭也是影响其余辉特性的重要因素。
指导老师
Instrcutor田一光
附图1：XRD谱图
附图2：紫外灯照射下的发光图
附图3：荧光谱图
③共沉淀法，化学共沉淀法制备的粉体具有组成均匀，纯度高，颗粒细小等优点，已经逐步应用于发光材料的粉料制备。共沉淀法制备发光材料时不仅要选定合适的沉淀剂，而且要控制沉淀时的pH值。同时指出不同的合成方法对磷光体的性能也有影响。
④微波法：主要优点是，微波合成可改进合成材料的结构和性能；微波加热样品后，可以使样品在周围的低温环境中实现较快速降温；能够改善劳动环境和劳动条件；微波煅烧可以有效节省能源。
稀土长余辉发光材料M(Ca,Ba)OAl2O4：Eu 2+,Dy 3+的制备及性能研究
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好 ，烧结温度较普通高温固相法低。本文采用硼酸覆盖法制备了发光性能 良好 的铝酸盐光致发光材料 ， 并
对影响发光性能的因素进行 了分析。此方法对深入研究发光材料的发光及合成机提供了依据。 ． １ ， Ｎ ，Ｅ ：， ９ ９ ，Ｄ ２， ９ ９ ） ａ Ｏ（ Ｒ） Ｃ ， Ｒ） （ ） ｕ （ ． ％） ｙ （ ． ％ ，为原料 ，按照化学配比在行 Ａ ，Ｂ Ａ ，Ａ ０ ４ ０９ ９ ０９９ 星球磨机中球磨 ，获得的生料 ， 生料覆盖 ｝Ｂ ， ．． ｂ Ｏ（ Ｒ） Ａ 在高温电阻炉中 １７ ￣碳粉还原气氛下烧结 １０ ｉ， １５Ｃ ５ｍｎ
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收稿 日期 ：２ －９ １ ￣７－ —０ ０
基金项目：黑龙江省研究生创新基金项 ｔ 编号 ：ｇｓｘ０７ Ｏ ８ｈ ） － Ｉ（ ｊ ２０ － ２４ ｌ ｃ ｊ
作 者简介 ：王金 满 （ ９２ ，男 ，硕 士研 究生 ，研 究方 向为锅 酸盐 基稀 土发 光材 料 ，Ｅ ａｌ ｉｇｌ １８＠１６ｃｒ １８ 一） ｍ ｉ ｎ９ Ｊ９ ２ ２． ｎ ：ｋ ｏ。
器有限公司的激光粒度分析仪 Ｌ ８０ 进行粒度测定 。 Ｓ ０３
２ 结果与讨论
２１ Ｘ ． ＲＤ组成相 分 析
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稀土硅酸盐长余辉发光材料的合成与性质
20世纪90年代制备出的铝酸盐体系长余辉发光材料因其优良的发光性能而倍受关注。
然而,该体系耐水性差,限制了其应用。
为此,近年来又开发出化学性质更稳定的硅酸盐体系长余辉发光材料,但其发光性能有待进一步提高,仍有许多理论问题亟待解决。
目前,长余辉发光材料多用高温固相法制备,该法具有反应不完全,灼烧温度高,反应时间长,产物晶粒大,硬度高,粉碎后发光强度明显降低等诸多缺点,限制了其应用。
因而,开发新的合成方法受到越来越多人的关注。
本论文以稀土焦硅酸盐长余辉材料为研究对象,探索出合成该类材料的一种新方法一凝胶燃烧法。
与高温固相法相比,该法具有离子分散均匀,合成温度低,操作简单,晶粒度小等优点。
借助KRD, SEM,荧光光谱等现代测试手段,对合成产物进行了分析和表征,得出以下成果和结论：(1)研究发现溶液的pH值,水浴温度,起火温度,H3B03用量,尿素用量等对材料的物相结构、形貌粒度、发光性能等有着显著的影响,通过一系列实验确定了最佳工艺条件。
(2)在最佳工艺条件下,对Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+)进行了系列稀土离子Ln3+的共掺杂。
研究发现：Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Ln~(3+)(Ln=La,Ce,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm)的晶体结构均为四方晶系结构；其激发、发射光谱的峰形、峰位基本无变化,主激发峰位于402nm,次激发峰位于415nm,与高温固相法和溶胶-凝胶法制得的
Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)的激发峰相比,出现了明显的红移现象；发射光谱也为一宽带,最大发射峰位于468nm附近,是典型的Eu~(2+)的4f5d-4f跃迁导致的。
共掺杂稀土离子Ln~(3+)的种类对材料发光强度、余辉性能有着明显的影响,其中Dy~(3+)是最理想的共掺杂离
子,Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)的发光亮度最高、余辉时间最长,可达5h 以上；而Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Sm~(3+)的发光亮度最低、余辉时间最短,不到1 min。
(3)在Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)基质中,掺入不同量的
Ca~(2+),制得Sr_(2-x)Ca_xMgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)(x=0,0.5,1,1.5,2)系列样品。
研究发现：此系列样品的晶体结构均属四方晶系,但晶胞参数随
Ca~(2+)的增加而减小。
激发和发射光谱均为宽带连续谱,最大激发峰位于
400nm左右,随着Ca~(2+)含量的增加,Sr_(2-
x)Ca_xMgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)(x=0,0.5,1,1.5,2)的发射峰位依次为
468nm,483nm,500nm,512nm,520nm,发光颜色依次呈现蓝,蓝绿,绿,黄绿,黄色；初始亮度逐渐降低,余辉时间逐渐缩短。
(4)用“位型坐标”模型合理解释了
M_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Ln~(3+)(M=Sr, Ca)长余辉发光行为。
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