稀土发光材料的综述
稀土发光材料的研究进展

前言当稀土元素被用作发光材料的基质成分,或是被用作激活剂、共激活剂、敏化剂或掺杂剂时,这类材料一般统称为稀土发光材料或稀土荧光材料。
我国丰富的稀土资源,约占世界已探明储量的80%以上。
稀土元素具有许多独特的物理化学性质,被广泛地用于各个领域,成为发展尖端技术不可缺少的特殊材料。
稀土离子由于独特的电子层结构使得稀土离子掺杂的发光材料具有其它发光材料所不具有的许多优异性能,可以说稀土发光材料的研究开发相对于传统发光材料来说犹如一场革命。
稀土无机发光材料方面,稀土发光材料与传统的发光材料相比具有明显的优势。
就长余辉发光材料来说,稀土长余辉发光材料的发光亮度是传统发光材料的几十倍,余辉时间高达几千分钟。
由于稀土发光材料所具有如此优异的性能使得发光材料的研究主要是围绕稀土发光材料而进行的。
由于稀土元素具有外层电子结构相同、内层4f 电子能级相近的电子层构型,含稀土的化合物表现出许多独特的理化性质,因而在光、电、磁领域得到广泛的应用,被誉为新材料的宝库。
在稀土功能材料的发展中,尤其以稀土发光材料格外引人注目。
稀土因其特殊的电子层结构,而具有一般元素所无法比拟的光谱性质,稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴,只要谈到发光,几乎离不开稀土。
稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f5d 电子组态,因此有丰富的电子能级和长寿命激发态,能级跃迁通道多达20 余万个,可以产生多种多样的辐射吸收和发射,构成广泛的发光和激光材料。
随着稀土分离、提纯技术的进步,以及相关技术的促进,稀土发光材料的研究和应用将得到显著的发展。
进入二十一世纪后,随着一些高新技术的发展和兴起,稀土发光材料科学和技术又步入一个新的活跃期,它为今后占主导地位的平板显示、第四代新照明光源、现代医疗电子设备、更先进的光纤通信等高新技术的可持续发展和源头创新提供可靠的依据和保证。
所以,充分综合利用我国稀土资源库,发展稀土发光材料是将我国稀土资源优势转化为经济和技术优势的具体的重要途径。
我国稀土发光材料产业现状与展望

我国稀土发光材料产业现状与展望稀土发光材料是一种应用十分广泛的新型材料,具有发光效果突出、色彩鲜艳、发光效率高等特点,被广泛应用于LED显示屏、照明、荧光材料、显示器等领域。
我国是全球最大的稀土产出国家,稀土资源丰富,但在稀土发光材料产业方面,与其他发达国家相比,仍存在一定的差距。
当前,我国稀土发光材料产业取得了快速发展。
随着国家对环境保护和能源节约的重视,以及新兴产业的崛起,LED照明行业快速发展。
稀土发光材料作为LED的重要组成部分,需求不断增加,市场规模巨大。
目前,中国的稀土发光材料企业已经形成规模,部分企业具有一定的研发能力和生产规模,也取得了一些技术突破。
然而,我国稀土发光材料产业仍存在一些问题和挑战。
首先,技术水平相对滞后,特别是在高纯度和高效率发光材料方面,与国外先进水平相比仍有差距。
其次,市场竞争激烈,很多中小企业利润空间较小,产品同质化现象较为严重,缺乏核心竞争力。
再次,环保压力加大,稀土开采和生产过程中的污染问题亟待解决。
最后,与其他国家相比,我国的稀土发光材料企业创新能力和国际市场开拓能力较弱。
面对这些问题,我国稀土发光材料产业需要采取一系列措施来推动行业的发展。
首先,加强技术研发,提高核心技术水平和创新能力,加大在高纯度和高效率发光材料方面的研究力度,提高产品质量和市场竞争力。
其次,加强企业之间的合作,减少同质化竞争,实现优势互补,提高行业整体竞争力。
再次,加大环保投入和力度,改善生产过程中的环境污染问题,提高企业的可持续发展能力。
此外,政府也应加大对稀土发光材料产业的支持力度,制定相关政策和措施,促进行业的健康发展。
展望未来,我国稀土发光材料产业有着巨大的发展潜力。
随着全球环境保护和能源节约意识的提高,LED照明市场需求将继续增加,稀土发光材料的市场规模将进一步扩大。
同时,我国正在推进智能制造和新材料产业的发展,稀土发光材料作为应用领域广泛的新型材料,将在新兴产业中发挥更重要的作用。
稀土高分子荧光材料

稀土高分子荧光材料综述(苏州大学材料与化学化工学部)摘要:本文简要归纳了最近一段时期对于稀土高分子荧光材料荧光性能的研究成果。
同时通过介绍稀土荧光高分子材料在当下社会生活中的应用阐明了其独特价值。
关键词:稀土;荧光;高分子Abstract:This paper briefly generalized the latest progress in the research on florescent propertie of the fluorescent polymers containing rare earth elements , and lightened its unique value by introducing its social applications .Key words:Rare earth; Fluorescence; Polymer近年来,稀土元素已广泛应用于石油化工、玻璃陶瓷、冶金等高新技术领域;而合成高分子是划时代的材料, 与无机材料相比, 它具有原料丰富、合成方便、成型加工容易、抗冲击能力强、重量轻和成本低等许多优点。
若能利用稀土离子优异的光、电、磁特性,将其引入高分子基质中,可获得一类高稀土含量的新型的具有优异荧光性能的发光材料, 其应用前景将远远比无机小分子荧光材料来得广阔,因此,稀土高分子荧光材料的研究和开发备受人们关注。
1、稀土高分子荧光材料概念受到可见光、紫外光、x射线和电子射线等的照射后而发光,其发光在照射后也能维持一定时间的材料称为荧光材料。
荧光材料也称为光致发光材料,其本质是光能转换过程,令分子吸收的能量以荧光形式耗散。
有机荧光材料主要包括芳香稠环化合物、分子内电荷转移化合物和某些特殊金属配合物三类。
而在金属配合物荧光材料中,稀土型配合物具有重要意义。
稀土离子既是重要的中心配位离子,也是重要的荧光物质,广泛作为荧光成分在众多领域获得应用,如电视机屏幕和仪器仪表显示等场合。
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。
稀土发光材料的研究现状与应用

稀土发光材料的研究现状与应用稀土元素泛指周期表中镧系元素和铀系元素。
由于其特殊的电子结构和能级分布,稀土元素具有丰富的电子激发态和能级跃迁,这就为稀土发光材料提供了丰富的能量转换机制。
稀土离子的特殊能级结构使其在吸收光子能量后能够产生特定波长的发光。
根据不同的发射能级,稀土发光材料可以发出可见光、近红外光、红外光等不同波长的光。
此外,稀土发光材料还具有高发光效率、良好的光稳定性和长寿命等特点,对于实现高效照明、高亮度显示和高效能量转换等应用具有重要意义。
稀土发光材料的研究主要集中在以下几个方面。
首先,研究人员致力于寻找更高效的稀土发光材料。
例如,通过掺杂其他元素或设计新的晶体结构,可以调节稀土发光体系的能级结构,提高发光效率和发光强度。
其次,研究人员还在尝试制备具有宽带谱发光特性的稀土发光材料,以满足不同应用领域对光谱范围的需求。
例如,近红外光发射材料在生物医学成像、激光雷达等领域有着广阔的应用前景。
此外,稀土离子的发光性能还受到晶体结构、掺杂浓度、官能团的影响,对于这些因素的研究也是当前的热点。
稀土发光材料在实际应用中有着广泛的应用。
首先,稀土发光材料可以应用于照明领域。
以氧化物为基底的稀土发光粉体能够转换蓝光到黄、橙和红光,从而实现白光发射,被广泛应用于LED照明中。
其次,稀土发光材料可以在显示技术中发挥重要作用。
使用稀土发光材料作为背光源,可以实现彩色液晶显示器中的亮度和颜色的调节。
此外,稀土发光材料还可以应用于激光器、太阳能电池、荧光生物探针等领域。
值得注意的是,在稀土发光材料的研究和应用中,有一些挑战需要克服。
首先,稀土元素的资源稀缺,价格较高,因此如何提高稀土利用率,降低生产成本是一个重大问题。
其次,稀土发光材料在发光效率和发光强度等方面仍然有一定的改进空间,需要进一步深入研究和优化设计。
此外,稀土发光材料在光稳定性和长寿命方面也需要进一步提升,以满足实际应用的需求。
综上所述,稀土发光材料在光电子器件、照明、显示、激光器和生物医学等领域具有广泛的应用前景。
稀土发光材料的制备及应用综述

2019年10月稀土发光材料的制备及应用综述刘东阳(廊坊卫生职业学院,河北廊坊065000)摘要:现阶段,稀土发光材料由于其本身的性能优势,逐渐成为发光材料科研领域的研究重点。
文章对溶胶凝胶、固相法以及水热合成法三种稀土发光材料制备方法进行合理分析,提出该材料在照明设备、特定项目检测以及基因工程、矿物开采等领域的具体应用方式,以期为我国稀土科研事业的发展提供有利参考。
关键词:稀土发光材料;制备;应用自20世纪70年代稀土荧光粉得到广泛应用至今,稀土发光材料的研究便从未停止过。
由于稀土发光材料本身具有较强的性能,所以现阶段已经成为发光材料领域研究的重要对象和关键课题。
现代人对全新型稀土发光材料的虚拟需求与实际需求不断提高,导致越来越多的全新合成方法问世。
1稀土发光材料的制备方法1.1溶胶凝胶方法通过溶胶凝胶方法制备而成的稀土发光材料,具有合成条件便利、合成效率较高、合成工序简单等诸多优势,所以该方法是现阶段最重要的稀土发光材料制备方法之一。
在溶胶凝胶稀土发光材料制备方法的具体制备原理方面,其根本在于将稀土资源中的无机盐进行水解,进而形成经解溶胶或常规溶胶,然后利用聚合凝胶基本作用功能,将稀土中的有机成分去除,最终仅留下无机材料。
通过溶胶凝胶稀土放光材料制备实验,将稀土Eu 3+中掺入SiO 2和TiO 2复合型材料,对材料中Si 与Ti 配比对稀土发光性能的影响,发现SiO 2和TiO 2之间具有键合作用。
同时,得出样本为颗粒状,尺寸在40纳米到45纳米之间,分散性相对优越。
此外,在经过七百摄氏度退火处理后,样本依然保持锐钛结构。
由此可见,在TiO 2内掺杂一定比例的Si ,可以稳定TiO 2的相似性结构。
当Si 4+混入TiO 2时,将会代替Ti +原本位置,生成一定数量的电子陷阱。
对上述现象进行系统性分析,发现此样本可以有效地将能量传导于发光中心,生成一种较为灵敏的激发线。
1.2固相方法固相法是现阶段我国制备稀土发光材料的重要方式。
浅述稀土发光材料

浅述稀土发光材料浅述稀土发光材料日新月异的现代技术的发展需要很多新型材料的支持。
自从第三次科技浪潮席卷全球以来,新型材料同信息、能源一起,被称为现代科技的三大支柱。
新材料的诞生会带动相关产业和技术的迅速发展,甚至会催生新的产业和技术领域。
材料科学现已发展成为一门跨学科的综合性学科。
根据我国当前及未来发展的实际情况,新材料领域值得注意的新发展方向主要有半导体材料、结构材料、无机发光材料、有机/高分子材料、敏感与传感转换材料、纳米材料、生物材料及复合材料。
1. 稀土发光材料简介1.1 稀土发光材料的电子组态特征稀土离子的发光特性来源于其电子构型的特殊性。
发射与激发主要源于4f能级间或5d-4f能级间的电子跃迁。
研究稀土发光材料,实际是研究4f轨道上与f电子的物理性质相关的材料。
稀土原子和离子的电子组态具有下列特征:(1) 中性La系原子中,没有4f电子的La (4f0), 4f电子半充满的Gd (4f7)和4f电子全充满的Lu (4f14)都有一个5d电子,即m=1;此外,Ce原子也有一个5d电子,其他La系原子的 m 都为零。
(2) 对于一个具体的稀土元素,相对于6s和5d电子,4f 电子的能量要低一些,因此6s和5d最容易电离,如果没有5d电子,4f电子也容易电离一个,所以很容易形成三价稀土离子Re3+ (4fn).部分稀土元素除了稳定的+3价之外,也存在异常的+2和+4价态。
La3+ (4f0), Gd3+ (4f7)和Lu3+ (4f14)已处于稳定结构,获得+2和+4价态是相当困难的;Ce3+ (4f1)和Tb3+(4f8)失去一个电子即达稳定结构,因而出现+4价态;Eu3+ (4f6)和Yb3+ (4f13)接受一个电子即达稳定结构,因而易出现+2 价态。
(3) 三价La系离子的4f电子在空间上受到外层的5s25p6壳层所屏蔽,故受外界的电场,磁场和配位场等外场的影响较小,使它们的显著不同于过渡元素的离子在三价稀土离子中,没有4f电子的La3+ (4f0)及 4f 电子全充满的Lu3+(4f14)都具有充满的壳层,因此它们都是无色的离子,具有光学惰性,很适合作为发光和激光材料的基质。
稀土发光材料

稀土发光材料稀土发光材料,顾名思义就是利用稀土元素制成的可以发光的材料。
稀土元素是指周期表中镧系元素和钇、钪两个有关元素,它们的化学性质稳定,具有特殊的发光性质,被广泛应用于发光材料的制备中。
稀土发光材料具有很多独特的优点。
首先,稀土元素的原子结构使得它们能够吸收和发射特定波长的光,从而呈现出明亮而鲜艳的色彩。
不同的稀土元素对不同波长的光有不同的反应,因此可以通过调整稀土元素的组合和比例,来获得各种各样的颜色。
其次,稀土发光材料的荧光效率很高,能够将吸收的能量转化为可见光的能量,并较少产生热量。
这使得稀土发光材料在能源转换和光电子器件等领域有着广泛的应用前景。
例如,稀土发光材料可以用于制作高效的LED灯泡,取代传统的白炽灯和荧光灯,具有更省电、寿命更长和光效更高的特点。
此外,稀土发光材料还具有很好的化学稳定性和光稳定性,能够在宽温度范围内保持其发光性能。
它们对紫外光、氧气和湿气的敏感性较小,不容易被环境因素破坏,因此在户外环境中使用也能保持较长时间的稳定性。
稀土发光材料广泛应用于照明、显示、电子设备、生物医药和安全标识等领域。
以照明为例,稀土发光材料可以作为照明源,用于制造LED灯、彩色屏幕和激光显示器等产品。
它们还可以用于生物医药领域,作为荧光探针,用于荧光显微镜和生物标记等应用。
此外,稀土发光材料还可以用于制作荧光墨水,用于制造防伪标识和溯源等用途。
尽管稀土发光材料在科学研究和工业生产中具有广泛的应用前景,但其价格相对较高,且对环境的影响也受到了关注。
目前,科学家们正在研究开发更加环保和可持续的替代品,以解决这些问题。
总的来说,稀土发光材料凭借其独特的发光性能和优越的化学稳定性,在光电子领域有着重要的应用价值。
通过不断的研究和创新,相信会有更多新型的稀土发光材料涌现出来,为我们的生活带来更多惊喜和便利。
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稀土发光材料的综述 一.前言 所谓的稀土元素,是指镧系元素加上同属IIIB族的钪Sc和钇Y,共17种元素。这些元素具有电子结构相同,而内层4f电子能级相近的电子层构型、电价高、半径大、极化力强、化学性质活泼及能水解等性质,故其应用十分广泛 稀土元素在发光材料的研究与实际应用中占有重要地位。全球稀土荧光粉占全部荧光粉市场的份额正在逐年增加。由于稀土发光材料具有优异的性能,甚至在某些领域具有不可替代的作用,故稀土发光材料正在逐渐取代部分非稀土发光材料。目前,彩色阴极射线管用红粉、三基色荧光灯用蓝粉、绿粉和红粉,等离子显示屏用红粉、蓝粉,投影电视用绿粉与红粉,以及近几年问世的发光二极管照明的黄粉和三基色粉,全是稀土荧光粉。稀土发光材料已成为信息显示和高效照明器具的关键基础材料之一。 我国是世界稀土资源最丰富的国家,尤其是南方离子型稀土资源(氧化钇)为我国稀土发光材料的发展提供了重要资源保障。但多年来,我国虽是稀土资源大国,但不是稀土强国。国家领导人非常重视我国稀土的开发利用工作,明确提出要把我国的稀土资源优势转化为经济优势。稀土发光材料作为高新材料的一部分,为某些高纯稀土氧化物提供了一个巨大市场,而且其本身具有较高附加值,尤其是辐射价值更是不可估量,故发展稀土发光材料是把我国稀土资源优势向经济优势转化的具体体现。 二. 稀土发光材料的合成方法 稀土发光材料的合成方法包括水热合成法、高温固相合成法、微波合成法、溶胶——凝胶法、微波辐射法、燃烧合成法以及共沉淀法。 2. 1 水热合成法 在水热合成中水的作用是:作为反应物直接参加反应;作为矿化剂或溶媒促进反应的进行;压力的传递介质,促进原子、离子的再分配和结晶化等[1] 。由于在高温高压下,水热法为各种前驱物的反应和结晶提供了一个在常压条件下无法得到的特殊的物理、化学环境,使得前驱物在反应系统中得到充分的溶解,并达到一定的过饱和度,从而形成原子或分子生长基元,进行成核结晶生成粉末或纳米晶[2]。 大量的实验表明,反应过程及产物的组成、结构等都会受到多种因素的影响。尤其是原料的摩尔比,它会影响到产物的基本结构,主要是影响固溶体的晶格,导致晶胞大小的改变[10];而且也常常会影响到产物的结晶度从而改变物相;它也是能够合成出纯相的关键因素
[11] 。因此往往要通过实验来确定起始原料的摩尔比,但是在稀土发光材料的合成中,掺杂离子的引入对合成影响不大[8] 。 水热法合成稀土发光材料具有反应条件温和,可以创造平衡缺陷浓度和生成新物相;制得的粉体晶粒发育完整,结晶度良好,粒径很小且分布均匀,有利于改善材料性能;团聚程度很轻,可以得到理想化学计量组成的材料;无需煅烧和研磨,避免了晶粒团聚、长大以及杂质和结构缺陷,减少了发光损失等优点。 目前工业生产荧光粉的方法均为传统的高温固相合成法,主要优点是微晶的晶体质量优良,表面缺陷少、发光效率高,缺点是合成清晰度高,颗粒尺寸大且分布不均匀,难以获得球形颗粒。 2. 2 溶胶——凝胶法 R. Morimo[12]通过对比实验证明了溶胶——凝胶法在降低烧结温度、均匀掺杂等方面均优于固相反应法。国内亦有许多学者探索了用该法合成稀土掺杂的荧光体的发光性能[13~17] ,表明了溶胶- 凝胶法在稀土发光材料合成领域中异常活跃。文献[18]评述了稀土离子及其配合物掺杂于溶胶——凝胶基质中的发展,预测了今后的发展方向:溶胶——凝胶过程对最终材料性质有重大影响,基质特性与稀土发光材料的相关性研究对提高稀土的发光性能具有指导作用;合成透明的稀土无机/有机杂化薄膜,以提高材料的力学性质;缩短整个溶胶——凝胶过程的周期,是材料走向实用化的重要一步。 溶胶- 凝胶法的优点是:反应温度一般为室温或稍高一点,大多数有机活性分子可以引入此体系中并保持其物理性质和化学性质;反应从溶液开始,易控制各组分的比例,且达到分子水平上的均匀,所以产品组成均匀;缺点是反应的原料价格高,且有时较难制得,反应操作也较复杂,周期长。尽管如此,溶胶——凝胶法还是以其温和的反应条件和灵活多样的操作方式,在制备多功能光学材料方面显示出巨大的潜力。 2. 3 微波辐射法 微波合成的产品具有物相纯,稀土掺杂浓度高,发光强度大等特点。因而在化学合成领域受到的高度的重视,在稀土发光材料的合成中也有了较广泛的应用。国内主要是张迈生、杨燕生等[19~21]研究较多,合成了多种荧光体并分析了它们的发光性质。但微波辐射法仍存在一些问题,有待于进一步的探讨和深入研究。例如,其反应机理仍不是很清楚,反应温度的控制,大规模的生产应用方式等。 微波合成法是近10年来迅速发展的新兴制备技术,是利用微波辐射代替传统的加热以进行无机固相反应的一种方法。它是将微波炉发射出来的微波,通过吸收介质传递给反应物体系,从而快速升温到所需温度,并使反应在较短时间内完成。该法由于使组分内部整体同时发热,故升温速度极快,是一种快速高效、省电节能和环境污染少的绿色合成法。因而研究人员广泛采用微波法以取代高温固相法合成固体发光材料。 2. 4 燃烧合成法 燃烧法合成发光材料具有快速(3min~5min)和反应温度低,节能效果明显的特点。用该法制得的荧光粉粒度小,比表面积大,磨细后发光亮度下降不大。在反应过程中如果有低价稀土离子存在的话,不需要还原气氛的保护。用燃烧法成功地合成稀土掺杂的发光材料的报道很多[22~26] 。但体系中的水在瞬间的反应过程中来不及完全排除,而且大量的尿素在加热快速分解时会产生大量的氨气,导致体系环境呈碱性,致使产物中会含有“OH-”;另外产物中有少量杂相;从用的角度来看,尿素用量增大后导致粒径增大的问题也需要解决。 2. 5 共沉淀法 共沉淀法是利用金属离子与沉淀剂在溶液中进行共沉淀反应,然后在高温下煅烧得到所需产物。在实际中已有许多应用[29, 30],表明该法合成的荧光体具有良好的发光性能。 在用共沉淀法合成稀土发光材料的操作过程中,对产品有影响的主要因素有:沉淀剂溶液体系和金属盐溶液体系的选择及其浓度;原料配比的选择;稀土溶液总浓度;尿素浓度;沉淀过程的pH值;分散剂和表面活性剂的选择;沉淀剂溶液和金属盐溶液的混合方式;洗涤条件和干燥条件;煅烧的温度和时间等等。 共沉淀法的优势在于它不仅可以将原料提纯与细化,而且可以在制备过程中完成反应及掺杂过程。这种方法具有工艺简单、经济,反应物混合均匀,焙烧温度较低、时间较短,产品性能良好等优点。但制备过程中仍有不少问题有待解决,例如过程中易引入杂质,形成的沉淀呈胶体状态导致洗涤和过滤方面的问题,如何选择适宜的沉淀剂和控制制备条件。这些问题正在通过原料的适当选取、完善工艺条件等手段来突破。 此外还有高温高压合成法[29],不等价离子取代法[30]及碱金属热还原法[31]等,而且可以联合使用两种合成方法来制备稀土发光材料
三. 稀土发光材料的应用
我国稀土发光及其材料科学技术和产业化经过30年的研发,尽管与发达国家相比还存在一定差距,但取得许多自主发展的科技成果,特别是从1980年改革开放以来,短短的20多年,取得了令人瞩目的成就。 稀土发光材料的应用领域包括电光源照明、大屏幕显示器材料、夜明材料、电视机显色材料、X射线荧光粉与闪烁体等等。其中,电光源照明是其应用的最主要方面,灯用荧光粉的产量在所有荧光粉中占据首位。 3. 1 稀土长余辉发光材料的应用。稀土长余辉发光材料是一类光致储能功能材料,又称为“夜光粉”,广泛应用于弱光照明、应急指示、建筑装饰和工艺美术等领域。 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) [32-35],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. 2 在农用光转换膜方面的应用。将发光材料作为太阳光的转光剂,加入到农用塑料薄膜中制成农膜或大棚,改善光合作用的光质,提高光能利用率,促进农作物、蔬菜早熟和增产。这一新技术于20世纪90年代在我国迅速发展。目前使用和发展的转光剂,主要包括有机铕(钐)的配合物(或螯合物)和稀土激活的发红光无机荧光体两大类。这一新技术对西部和北部绿色农业工程发展,甚至脱贫致富很有帮助。 3. 3 在军事方面的应用。稀土发光材料制作的各种显示器已用于歼击机、强击机和武装直升机中,提高其功能和性能。长余辉夜光粉制品用于舰艇等方面。我国有关单位在这一领域有很长足的发展。 3. 4 在增感屏用荧光体方面的应用。许多稀土荧光体可以用作X射线增感屏,对于诊断人类疾病,保障人们医疗健康起重要作用。北京大学开发的二价铕激活的氟氯化钡荧光体成功地用于X射线增感屏,在医院使用。他们研发的二价铕激活的氟溴化钡荧光体用于存储计算的X射线摄像系统,其图像板和仪器已研制成功,正在多家医院试用。 3. 5 新一代长余辉磷光体的应用。从1989年至今,我国大力研制和发展二价铕和其他稀土离子掺杂的铝酸盐新一代蓝绿色、绿色及蓝色长余辉磷光体,它们的性能均超过以往的ZnS型和SrS型长余辉粉,SrAl2O4∶Eu,Dy绿色磷光体长达12小时。与此同时,我国科技工作者将长余辉磷光体和涂料、不干胶、油墨或纺织品结合开发出各种荧光涂料制品,并已实现大规模产业化。 四.我国稀土发光材料的发展 我国拥有发展稀土应用的得天独厚的资源优势,在现已查明的世界稀土资源中,80%的稀土资源在我国,并且品种齐全。从1986年起,我国稀土产量已跃居世界第一位,使我国从稀土资源大国成为稀土生产大国。目前,无论是储存、产量,还是出口量,我国在世界稀土市场上占有举足轻重的地位。现已形成三大主流产品:信息显示用荧光粉、灯用三基色荧光