照明用稀土发光材料的发展现状与趋势
稀土功能材料研究现状
稀土功能材料研究现状摘要：稀土元素被誉为二十一世纪新材料的宝库，因其在电、光、磁等方面具有独特性质，故在功能材料领域获得了广泛的应用。
文章介绍了稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土催化材料、稀土贮氢材料、稀土超导材料的研究及其应用进展。
关键词：稀土、功能材料、研究现状引言功能材料是以物理性能为主的工程材料的统称，即指在电、磁、声、光、热等方面具有特殊性质，或在其作用下表现出特殊功能的材料[1]。
它是现代高新技术的先导和基础，对它的研究、开发和应用将促进国家的科技发展水平，提高国家的综合经济实力和在高科技领域的竞争力。
被称为新材料“宝库”的稀土元素具有独特的4f电子结构，大的原子磁距，很强的自旋轨道藕合等特性，与其它元素形成稀土配合物时，配位数可在3—12之间变化，并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。
稀土元素具有独特的光学、电学及磁学物理化学性质，使其在功能材料领域获得了广泛的应用。
因此，无论是稀土金属还是其化合物都有良好的应用价值。
本文着重介绍了在工农业生产和科学技术领域中有广泛应用的不同类型的稀土材料。
1、传统领域中的稀土材料1.1稀土在农轻工中的应用早在20世纪五六十年代，稀土就在农业、纺织业、石油化工业等传统领域得到了广泛的应用。
稀土在农业的应用时我国科学独立自主开发的成果，先后被列入国家“六五”和“七五”科技攻关计划。
稀土元素作为微量元素用于农业主要有2个优点：一是作为植物的生长、生理调节剂，使农作物具有高产量、优品质和抗逆性3大特性；二是稀土属低毒、非致癌物质、合理使用稀土对人畜无害，对环境无污染[2]。
如添加稀土元素的硝酸盐化合物作为微量元素化合物施用于农作物可起到生物化学酶或辅助酶的生物功效，具有增产的效果[3]。
在纺织业中，铈组元素（Eu以前的镧系元素）的氯化物或醋酸盐可提高纺织品的耐水性，并使织物具有防腐、防蛀、防酸等性能。
某些稀土化合物还可以作为皮革的着色剂或媒染剂，La,Ce,Nd的一些化合物可用作油漆的干燥剂，增强油漆的耐腐蚀性。
稀土离子
掺杂稀土离子荧光粉发光特性及发展现状稀土是我国的重要战略资源，稀土发光材料在一些方面已得到普遍应用并在新能源和生物医学等方面具有重要的应用前景。
化学元素周期表中镧系元素———镧（Ｌａ）、铈（Ｃｅ）、镨（Ｐｒ）、钕（Ｎｄ）、钷（Ｐｍ）、钐（Ｓｍ）、铕（Ｅｕ）、钆（Ｇｄ）、铽（Ｔｂ）、镝（Ｄｙ）、钬（Ｈｏ）、铒（Ｅｒ）、铥（Ｔｍ）、镱（Ｙｂ）、镥（Ｌｕ），以及与镧系的１５个元素密切相关的两个元素———钪（Ｓｃ）和钇（Ｙ）共17种元素称为稀土元素。
稀土化合物包含至少一种稀土元素的化合物。
它是一种重要的战略资源，特别是高新技术工业的重要原料，如军事装备方面一些精确打击武器、一些汽车零部件和高科技产品，都依赖用稀土金属制造的组件。
据了解，中国是唯一能有效提供全部17种稀土金属的国家，且储量远远超过世界其他国家的总和，是名副其实的“稀土大国”。
由于稀土元素的离子具有特别的电子层结构和丰富的能级数量，使它成为了一个巨大的发光材料宝库。
在人类开发的各种发光材料中，稀土元素发挥着重要作用，稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴。
稀土发光材料具有发光谱带窄，色纯度高，色彩鲜艳；光吸收能力强，转换效率高；发射波长分布区域宽；荧光寿命从纳秒跨越到毫秒达6个数量级；物理和化学性质稳定，耐高温，可承受大功率电子束、高能辐射和强紫外光的作用等。
目前稀土材料已广泛用于照明、显示、信息、显像、医学放射学图像和辐射场的探测等领域，并形成很大的工业生产和消费市场规模；同时也正在向着其他新型技术领域扩展，成为人类生活中不可缺少的重要组成部分[1]。
而硫化锌作为荧光粉的主要材料与稀土离子掺杂会产生很好的荧光效果。
ZnS是一种应用广泛的半导体材料，主要用于化学化工、国防军工、电子工业等诸多领域。
众所周知，半导体材料纳米化，不仅能使其吸收波长与荧光发射光谱发生蓝移，还能产生光学非线性响应，增强纳米粒子的氧化还原能力，表现出更优异的光电催化活性，势必拓宽其在发光材料、非线性光学材料、光催化材料等方面的应用。
稀土发光材料
稀土发光材料
稀土发光材料是一类具有特殊发光性能的材料，由稀土元素与其他材料组成。
稀土元素是指化学元素周期表中镧系元素和锕系元素，它们在化学性质上具有相似的特点，但在发光性能上却各有特色。
稀土发光材料因其独特的光学性能，在荧光显示、激光器、LED照明、生物标记等领域得到了广泛的应用。
首先，稀土发光材料具有丰富的发光颜色。
由于不同的稀土元素在材料中的能级结构不同，因此可以发射出不同波长的光，从紫外光到红外光均可涵盖。
这使得稀土发光材料在显示和照明领域有着广泛的应用前景，可以满足不同场景下的发光需求。
其次，稀土发光材料具有较高的发光效率。
相比于传统的发光材料，稀土发光材料能够通过稀土元素的能级结构设计，使得光子的产生和发射更加高效。
这不仅提高了光源的亮度，还能够降低能源的消耗，有利于节能减排。
此外，稀土发光材料还具有较长的寿命和稳定的发光性能。
稀土元素的稳定性和化学惰性使得稀土发光材料在长时间使用过程中能够保持较好的发光性能，不易受到外界环境的影响。
这使得稀土发光材料在工业和生物医学领域有着广泛的应用前景，能够满足长期稳定发光的需求。
总的来说，稀土发光材料以其丰富的发光颜色、高效的发光效率和稳定的发光性能，成为了现代光电材料领域的热门研究方向。
在未来，随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，稀土发光材料必将发挥越来越重要的作用，为人类的生活和产业带来更多的便利和可能。
稀土元素在发光材料中的应用及其发光性能研究
稀土元素在发光材料中的应用及其发光性能研究1.引言发光材料是一类在外界激发下能够发出可见光的材料，其在照明、显示、激光、生物医学等领域具有广泛的应用。
稀土元素作为一类特殊的元素，在发光材料中扮演着重要的角色。
本文将探讨稀土元素在发光材料中的应用及其发光性能研究。
2.稀土元素在发光材料中的应用稀土元素具有较高的原子序数和复杂的能级结构，使其在发光材料中具有独特的发光性能。
稀土元素常被用于制备荧光粉、磷光体、荧光玻璃等发光材料。
以镝、钬、铒、钆等为代表的稀土元素在不同的发光材料中展现出不同的发光行为，例如镝离子表现出红色荧光、钬离子表现出蓝色荧光等。
通过调控稀土元素的掺杂浓度、晶体结构等因素，可以实现针对性地调节发光颜色和发光强度，满足不同应用领域的需求。
3.稀土元素发光性能研究稀土元素发光性能的研究是深入了解其在发光材料中的作用机制和性能表现的关键。
研究表明，稀土元素的发光性能受多种因素影响，包括晶体结构、掺杂浓度、激发光源等。
例如，通过增加稀土元素的掺杂浓度，可以提高发光材料的发光效率和色纯度；通过选择合适的晶体结构，可以改善发光材料的光学性能；通过设计合适的激发光源，可以实现更高强度的发光效果。
此外，稀土元素的能级结构和跃迁规律也对发光性能起着决定性的作用，深入研究这些规律对于提升发光材料性能具有重要意义。
4.稀土元素的应用案例稀土元素在发光材料中的应用案例丰富多样，涉及照明、显示、激光等多个领域。
以镝为例，其在LED照明中的应用已经成为主流。
镝离子作为红色荧光发射剂，可以实现LED的白光变色效果，提高照明品质；钆和铒等稀土元素在激光器件中的应用也取得了显著的效果，为激光技术的发展提供了关键支持。
随着稀土元素在发光材料中的研究不断深入，其应用领域将进一步拓展，为科技发展和产业升级注入新动力。
5.结论稀土元素在发光材料中的应用及其发光性能研究具有重要意义，对于推动发光材料技术的发展具有深远影响。
稀土新材料助力绿色照明产业快速发展
Ｌ Ｄ Ｂ ｃｌ ｈｉ ｎ ｗｕＸＧ Ｃ ｎ ｏ ［ ］ ＳＤ Ｅ ａｋｉ ｔ ｇ ｉ ｇ ｎ Ａ Ｌ Ｄ Ｍｏ ｉ ｒ Ｃ ． Ｉ ｔ
２ ０３，Ｓｙ ｐｏ ｉ ０ ｍ ｓｕｍ ｇｅ ｔＴｅ ｈ Ｐａ ｒ ５，２ ０３： ２３ Ｄｉ ｓ ｃ ｐｅ ｓ ３ ０ １ Ｏ一
这 些能 量 ， 而起 到 了在 暗环 境下指 示 照明 的 目的 ， 从 而且 这种 材料 可重 复使 用 。
稀 土作 为荧 光灯 的发 光材 料 ， 节 能 性 的光 源 ， 点 是光 效 好 、 色好 、 是 特 光 寿命 长 。 比 白炽 灯 可节 电 ７ ５
～
８ ， Ｏ 每年 至少 节 约 １ ～２ ５ Ｏ亿度 电 。稀土荧 光粉 用量 每年 超过 ７ ％ 的增 长 ， 中投影 电视 、 光 灯 、 Ｃ ０ 其 荧 ＬＤ
境保 护 、 业 、 农 磁性 材料 、 器仪 表 、 车 、 天 、 仪 汽 航 军工 等领 域 。
笔者 从 ２ １ ０ ０中 国 国际稀土 资源 及其新 材 料应用 展览 会获 悉 ； 稀土荧 光 材料 、 电光 源材 料 、 长余辉 稀土 发
光材 料及 其他 混合 稀 土在 照 明行 业 的不 断运用 ， 照 明产 品性 能更 好 、 使 质量 更佳 。
Ｓｅ ｉ ａ ｃｕｒ ｏｔ ｓ １ ２ ３． ｍ ｎ ｒ Ｌｅ ｔ ｅＮ ｅ １， ００
间距 排列 的基 础上 ， 通过 Ｌ Ｄ 的亮 度 分布 函数 可 以 Ｅ 从理 论上 计 算 出在 现 有 的 等 距 离 排 列 下 的 亮 度 分 布 ， 与实 际测 得 的亮度 分 布进行 对 比 ， 而证 明我 并 从 们可 以从 理论 上 计 算 出 Ｌ Ｄ 的排 列 。通 过仿 真 计 Ｅ 算得 出非 均匀性 Ｌ Ｄ排列方 案 ， Ｅ 在这种排列 方式下 ，
稀土材料发光
稀土材料发光
稀土材料是一类特殊的材料，它们具有独特的物理和化学性质，其中一种显著
的特点就是发光。
稀土材料发光的现象一直以来都备受科学家们的关注，因为这种发光现象不仅在实际应用中具有重要意义，而且也对我们理解物质的性质和行为有着深远的影响。
稀土材料发光的原理主要是由于稀土元素的内层电子结构的特殊性。
稀土元素
的4f电子层处于较低的能级，因此在激发条件下，这些电子会跃迁到更高的能级，而在返回基态时就会释放出能量，产生发光现象。
这种发光现象可以用于制备各种发光材料，如荧光粉、发光二极管等，广泛应用于照明、显示、荧光标记等领域。
稀土材料发光的应用领域非常广泛，其中最为人熟知的就是在LED照明领域
的应用。
由于稀土材料发光具有高效、稳定、长寿命等优点，因此在LED照明中
得到了广泛的应用。
同时，稀土材料发光还被应用于显示屏、荧光标记、生物医学成像等领域，为这些领域的发展提供了重要的支持。
除了在实际应用中的重要性外，稀土材料发光还对我们理解物质的性质和行为
有着深远的影响。
通过研究稀土材料发光的机理，我们可以深入了解物质的能级结构、电子跃迁规律等，为我们认识和探索物质世界提供了重要的线索。
总的来说，稀土材料发光是一种重要的物质现象，它不仅在实际应用中具有重
要意义，而且对我们认识物质的性质和行为有着深远的影响。
随着科学技术的不断发展，相信稀土材料发光的研究和应用将会有更加广阔的发展前景。
光之魂——我国灯用稀土三基色荧光粉行业发展的机遇与挑战
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维普资讯
总第２６ ０８ ８ 期２ ０ 年
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稀土 三基色 荧光粉 各２ ０ ６ 吨左 右 。 我 国灯 用 稀 土 三 基 色 荧 光 粉
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稀土材料在半导体技术中的应用与发展趋势
稀土材料在半导体技术中的应用与发展趋势引言半导体技术是现代信息技术的基础，广泛应用于电子产品、通信设备、能源和照明等领域。
稀土材料作为一类特殊的化学元素，具有优异的光电性能和磁性能，因此在半导体技术中有着重要的应用。
本文将讨论稀土材料在半导体技术中的应用，并探讨其发展趋势。
稀土材料的基本特性稀土材料是指由15个稀土元素组成的化合物，它们具有特殊的的电子结构和磁相互作用。
稀土材料具有以下基本特性：1.光电性能：稀土材料具有丰富的能级结构，可以发射和吸收特定波长的光，因此可以用于光电器件的制造。
2.磁性能：部分稀土材料具有强磁性，可以用于磁性存储和传感器等领域。
3.导电性能：稀土材料的离域电子结构决定了其良好的导电性能，可以应用于导电薄膜和传导材料等领域。
稀土材料在半导体技术中的应用稀土材料在半导体技术中有着广泛的应用，本节将着重介绍其在光电器件和磁性存储方面的应用。
光电器件中的应用稀土材料在光电器件中的应用主要体现在发光二极管（LED）、激光器和光电探测器等方面。
LED稀土材料可以作为发射层的材料，通过改变稀土的种类和掺杂浓度可以发射不同波长的光。
稀土材料能够发射可见光和红外光，因此可以用于制造白光LED和红外LED，广泛应用于照明和通信等领域。
激光器稀土材料在激光器中作为激活剂被广泛应用。
稀土材料能够产生高纯度、高效率的激光光源，不仅可用于科学研究，还应用于医学、材料加工和通信等领域。
光电探测器稀土材料在光电探测器中作为敏感材料具有重要应用。
稀土材料对特定波长的光具有高度敏感性，能够将光信号转化为电信号，因此可以用于制造高性能的光电探测器。
磁性存储中的应用稀土材料在磁性存储器件中具有重要的应用。
稀土材料具有强磁性，可以用于制造高密度的磁性存储器设备，如硬盘驱动器和磁卡等。
稀土材料在半导体技术中的发展趋势稀土材料在半导体技术中的应用正不断发展和创新，其发展趋势主要体现在以下几个方面：1.多功能化：稀土材料在半导体技术中的应用不仅局限于光电和磁性领域，还扩展到了能源、催化剂和生物医学等领域。
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照明用稀土发光材料的发展现状与趋势(之一)
发光(荧光)是物质将其内部以某种方式吸收的能量转化为物体热辐射之外的一种非平
衡辐射的过程，又称为“冷光”，这种辐射的持续时间要超过光的振动周期。在一定的激发
条件下能发光的材料称为发光材料。无论是基质，还是激活剂或敏化剂中，只要含有稀土元
素，这些发光材料都统称为稀土发光材料。
自从1964年高效稀土红色荧光粉问世以来，稀土发光材料经过近40年的快速发展，己成
为信息显示、照明光源、光电器件等领域的支撑材料之一，为社会发展和技术进步发挥着日
益重要的作用。
现在我国的电视机、显示器和照明光源的年生产量均列世界第一，这些产业均成为拉动
我国国民经济持续、快速、健康成长的重要产业，也是国家外贸出口的重要产业。而这些产
业的发展都离不开稀土发光材料在其中发挥的重要作用。2001年12月11日，我国正式加
入世界贸易组织(WTO)，成为其第143个成员。加入世界贸易组织，对我国的信息和照明
产业，以及稀土发光材料的发展将产生深远的影响，既带来机遇，也使我们面临挑战。
1、显示用稀土发光材料的发展现状与趋势
20世纪60年代，由于稀土分离技术的突破，高纯单一稀土氧化物被制备出来，稀土元
素在发光上的优异特性逐渐得到了开发利用。1964年，YVO
4:Eu和Y2O3
:Eu红色荧光粉被
研制出来，使彩电的质量发生了质的飞跃，彩色电视机从而进入了千家万户。1968年又发
明了Y
2O2
S:Eu红色荧光粉。直到今天，阴极射线管(CRT)彩电和显示器上的红色荧光粉主
要还是Y
2O2S:Eu或Y2O3
:Eu。
我国比较集中的稀土发光材料的研究和开发起始于70年代。北京有色金属研究总院等
单位从1970年就开始了彩电荧光粉的研制。1973年国家开始组织全国的彩电大会战，参
加单位包括中国科学院长春物理研究所，北京大学，北京有色金属研究总院，华东电子管厂
等国内主要的研究院所、高校和工厂。
1980年我国从日本日立公司引进彩电显像管生产线，并配套从日本化成公司引进彩电
荧光粉生产线，在咸阳成立了我国第一家彩电显像管总厂和彩电荧光粉分厂。90年代初，
北京化工厂和上海跃龙有色金属有限公司也分别建成了彩电荧光粉厂。三大彩电荧光粉厂的
产量正在逐年递增，2001年产量约1000t，2002年产量约1200t。除了配套满足咸阳彩虹
集团、北京松下显像管厂及上海水新显像管厂外，还逐渐应用到其他外资、合资企业中。
2002年我国共生产彩电5000多万台，需用荧光粉约1500t。因此，国内的荧光粉还是
不能满足国内彩电的生产，需要从国外进口彩电荧光粉。2002年我国还生产显示器4000
多万台，这些显示器所用的显像管约一半是国内生产的。显示器所用荧光粉基本上依靠进口。
2002年我国生产CRT背投彩电70多万台，这些背投彩电所用的投影管及其荧光粉主要依
靠进口。
高清晰度、数字化、平板化是彩色电视机和计算机显示器的发展方向。显示用稀土发光
材料的发展必须随着彩电和显示器的发展而发展。最近几年，高端彩电及显示器可以说正处
于百花齐放的时期，各式各样的显示技术涌现出来，这些新型的显示技术都得到了很大发展，
很难判断哪种显示方式一定替代另一种显示方式成为下一代彩电和显示器的惟一或最主要
的显示方式。
普通CRT彩电和显示器(包括所谓的“纯平”和“高亮”)普遍被认为无法满足高清晰
度、数字化、平板化的要求，最终将要退出主流市场。但由于技术的成熟、市场的认同以及
价格的优势，CRT还将在较长的时期内存在，并取得一定的发展，例如，在我国2002年
CRT彩电的产销量比2001年增加了30%多。可以说在未来几年内，稀土发光材料在显示
领域中的主要市场还是在CRT，有关厂家和研发单位不应放弃CRT用发光材料的生产和开
发。有条件的单位还应组织力量开发CRT显示器的彩色荧光粉。2002年全世界共生产彩电
用CRT约1.5亿支，显示器用CRT约8000万支，共消耗荧光粉约5500t，其中稀土红色
荧光粉约1800t。目前显示器生产的重心正在向液晶显示器(LCD)转移，预计2005年LCD
产量与CRT产量基本持平(各约6000万台)，2005年显示器用荧光粉比2002年将要减少。
但随着25英寸以上CRT电视机生产的增长，2005年电视用荧光粉将比2002年要有所增
长。总体来说，2005年CRT用荧光粉与2002年基本持平。
普通CRT的两大弱点是：1、屏幕做不大；2、无法做薄。相对普通CRT而言，CRT
背投具有屏幕大、机体薄的优点，最近几年得到了较大的发展。据预测，2003年我国CRT
背投的市场规模将达120万台－150万台。因此，荧光粉的用量也将有较大增长。背投彩
电所用的投影管中，红色荧光粉为Y
2O3:Eu，绿色荧光粉为Y3(Al,Ga)5O12:Tb或Y2SiO5
:Tb。
这三种荧光粉均为稀土荧光粉。国内多家单位正在组织力量开发投影管用荧光粉。相信投影
管用荧光粉一定会随着我国投影管技术的发展而发展。我国CRT背投彩电上用的投影管和
荧光粉都将会实现国产化。
等离子平板显示(PDP)具有屏幕大、视角宽、响应快、机体薄、质量轻等显著优点，被
普遍认为在大屏幕平板数字电视中具有很强的竞争力。等离子电视是2002年我国彩电市场
的一大亮点，价格急剧下降，销量迅速上升。2002年全球消耗PDP荧光粉45t，即生产等
离子电视约90万台。据预测，2005年全球等离子电视的产量将达400万台，荧光粉用量