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。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。如，空穴转移模型[28]、新的空穴转移模型[29]、位型坐标模型[30]、双光子吸收模型[31]、余辉能量传递模型[32,33]。
尽管如此，长余辉发光机理至今还没有公认的模型或一致的说法。一般认为，长余辉发光与缺陷和陷阱能级有关。根据长余辉发光的一般机理，只要在基质中造成一定密度的在室温下可以通过热扰动把存储的能量释放出来的陷阱能级，就可以产生长余辉发光。研究长余辉发光机理的方法和手段主要是热释光谱和顺磁共振等。我们在国内外首先采用时间分辩光谱和荧光寿命两种手段研究了长余辉发光机理和基质与激活离子之间的能量传递，取得了比较满意的结果[34] 。
长余辉发光材料研究新进展
２００８年第５期 第３５卷总第１８１期 广东化 工 ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ ４９
长余辉发光材料研究新进展
钟丹 ，汤明 ，王荃
（１．南昌大学理学院，江西南昌３３００００；２．九江学院化学化工学院，江西九江３３２０００；
３．彭泽中学，江西彭泽３３００２７）
［摘要】文章系统介绍了目前各种稀土离子激活的长余辉发光材料的种类 特性、组成、结构、发光机理和制备
技术等方面的最新进展。同时根据长余辉发光材料领域的研究现状，探讨了长余辉发光材料领域的发展方向与前景。
［关键词】稀土；长余辉；发光机制；制备方法
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｎ Ｌｏｎｇ Ｌａｓｔｉｎｇ Ｌｕｍｉｎｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
Ｚｈｏｎｇ Ｄａｎ ，Ｔａｎｇ Ｍｉｎｇ ，Ｗａｎｇ Ｑｕａｎ
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｎａｎｃｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００００；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
Ｊｉｕｊｉａｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｊｉｕｊｉａｎｇ ３３２０００；３．Ｐｅｎｇｚｅ Ｍｉｄｄｌｅ Ｓｃｈｏｏｌ，Ｐｅｎｇｚｅ ３３００２７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｎｅｗ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｎ ｔｙｐｅ，ｃｈａｒａｃｔｅｒ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ，ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ ｏｆ
ｌｏｎｇ ｌａｓｔｉｎｇ ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｉｏｎｓ ｗａｓ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ
ｏｆ ｌｏｎｇ ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｌｏｎｇ ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．
一种新的红色长余辉材料：LaAlO3Eu3+
一种新的红色长余辉材料：LaAlO3:Eu3+
LaAlO3单掺Eu3+样品可以由La2O3样品，Al(OH)3样品和Eu2O3样品通过1773K在氧化环境下用固相法成功的获得。获得的LaAlO3：Eu3+样品具有余辉特性，所表现出来的红色，是由Eu3+离子作为发光中心的，波峰在592nm，610nm和628nm的发射光组成，分别是Eu3+离子的5D0到7F1, 5D0到7F2，和5D0到7F3轨道的跃迁。热释光测量证明了LaAlO3：Eu3+样品中包含5个热释峰，对应的陷阱能级大约分别为0.95 eV,、0.35 eV、 1.45 eV、 1.17 eV和1.48 eV，其中深度为0.95 eV导致此样品在常温下有余辉。
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。长余辉材料通过吸收激发光的能量变为激发态，然后经过辐射弛豫回到基态放出光子，从而达到延迟发光的作用，从而产生余辉。所以材料在受激停止后，继续发出的光称为余辉。余辉的持续时间称为余辉时间。小于1微秒的余辉称为超短余辉，1~10微秒的称为短余辉，10微秒~1毫秒间的称为中短余辉，1毫秒~1秒间的称为中余辉，大于1秒的称为长余辉。随着对环保荧光材料的需求逐渐增多，长余辉材料在显示，标识和节能方面的优势让这种材料越来越具有吸引力。它们被广泛的应用与制作紧急照明，安全指示牌和路标等方面。近些年来，由于长余辉材料与生物科学组成的交叉学科里，红色长余辉作为生物标记应用于医学领域的美好前景，加大了人们对于红色长余辉的研究力度。
人类研究长余辉物质约有1000余年的历史。1866年，法国的Sidot首先制备了ZnS：Cu。最早开展了这一系列长余辉材料的研究工作。直到20世纪初长余辉材料才真正实现工业化生产和实际应用。从那时起一直到20世纪90年代，始终是硫化锌系列长余辉粉占统治地位。经过百余年工艺技术的不断改良和理论研究的不断探索，长余辉材料的基质不再局限于早期的硫化锌体系，已经发展到目前的硫化物、铝酸盐、硅酸盐、复合氧化物或硫氧化物。而稀土离子铕，镝等作为激活剂的参入使得长余辉材料的性能进一步的提高。近些年来，这种材料已被广泛的用于隐蔽照明和紧急照明设施，航空，航海和汽车仪表显示盘和工艺美术涂料等领域，也可将它们掺入塑料、陶瓷和玻璃中、制成夜明塑料、夜明陶瓷和夜明玻璃等。
sral2o4 eu dy长余辉发光材料发光原理
sral2o4 eu dy长余辉发光材料发光原理
Sral2o4: Eu Dy长余辉发光材料是一种具有发光特性的材料。其发光原理是基于稀土离子Eu和Dy的激发态和基态之间的能级跃迁。
在低温下，当材料受到外界能量激发时，Eu和Dy离子的电子会跃迁到高能级状态。当激发结束后，这些离子会逐渐返回稳定的基态，并释放出携带能量的光子。这个过程是通过非辐射跃迁完成的。
Sral2o4: Eu Dy长余辉发光材料的发光颜色主要取决于Eu和Dy的离子组态和能级结构。具体来说，Eu离子的激发态到基态的跃迁会产生红色或橙色的发光，而Dy离子的跃迁则会产生黄色或绿色的发光。
这种材料可以在夜间或黑暗环境中发出可见光，并持续一段时间，所以被广泛应用于荧光材料、发光涂料以及光学标记等方面。
需要注意的是，在实际应用中，除了Eu和Dy离子的含量和组态，材料的制备工艺和结构也会对发光性能产生影响。因此，对Sral2o4:
Eu Dy长余辉发光材料的研究与开发仍在不断进行中，以进一步提高其发光效率和发光颜色选择的范围。
长余辉发光材料的紫外-可见反射光谱测定
长余辉发光材料的紫外-可见反射光谱测定
摘要：用“湿法”制备了长余辉发光材料，原料通过水溶液液相分子水平上的均匀混合，利用金属硝酸盐和有机还原剂在较低的温度下发生氧化还原燃烧反应，一步快速生成产品。加热起燃温度低至500℃，反应时间短，所制得的产品成份均匀，晶粒小，外观呈蓬松状态，易研磨粉碎，粉体表观密度小。以紫外-可见分光光度计测定分析了所制备样品在蓄光前后的反射光谱特征并作了探讨。结果表明，除表观密度外，“湿法”与“干法”制备的长余辉发光材料的主要性质相同，紫外-可见反射光谱可以准确描述长余辉发光材料的紫外-可见光谱性能特征。
主题词：长余辉发光材料；紫外-可见反射光谱；蓄光
1 实验
1.1长余辉发光材料的“湿法”制备
实验设备和用品：马弗炉，坩埚。
原料或试剂：SrCO3（A R），Al2 （NO3）3 （A R），Eu2O3 （ 4N），
Dy2O3 （4N），助剂ZY2，HNO3 （A R），尿素（A R）。
将原料或试剂按配方比例称量后溶于硝酸中制成溶液，均匀混合，然后置于500 ~ 900℃的马弗炉中，数分钟后即可看到混合物发生自氧化还原燃烧反应，得到蓬松状态的产品，稍加研磨即得粉状样品。
1.2紫外-可见反射光谱的测定
1.2.1 原理及光路图
紫外-可见反射光谱的测定是使用紫外-可见分光光度计所附带的积分球附件进行。积分球内表面涂有高反射率的BaSO4涂层，标准反射白板也用BaSO4粉末压制，光线入射角为8o（可设为接近0o），检测器位于积分球底部。图1 是双光束积分球附件光路图。
1.2.2 仪器型号
Shimadzu UV-2100 型双光束紫外-可见分光光度计，附反射附件积分球，可测量范围240 ~ 800nm。标准白板（反射体）为BaSO4 （A R）粉末压制。
1.2.3 测定
紫外-可见反射光谱的测定样品呈平整片状或块状即可，对粉末状态样品，可直接将粉末压附在样品架上进行测定。本文用该法测定所制备的发光粉样品的反射光谱。
稀土发光材料的特点及应用介绍_曹铁平
稀土发光材料的特点及应用介绍
曹铁平
(白城师范学院化学系,吉林白城137000)
摘要:本文概述了稀土发光材料近几年的研究进展,重点介绍稀土发光材料的特点、合成方法和应用,以及我国稀土发光材料生产现状和未来发展前景展望。
关键词:稀土;发光材料;应用
中图分类号:O614文献标识码:A文章编号:1673-3118(2006)04-0042-03
收稿日期:2006-04-08作者简介:曹铁平(1964———),女,白城师范学院化学系副教授,研究方向:应用化学。 发光是物体把吸收的能量转化为光辐射的过
程。当物质受到诸如光照、外加电场或电子束轰击等的激发后,吸收外界能量,处于激发状态,它在跃
迁回到基态的过程中,吸收的能量会通过光或热的形式释放出来。如果这部分能量是以光的电磁波
形式辐射出来,即为发光。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。
1 稀土发光材料的发光特性稀土是一个巨大的发光材料宝库,稀土元素无
论被用作发光(荧光)材料的基质成分,还是被用作激活剂,共激活剂,敏化剂或掺杂剂,所制成的发
光材料,一般统称为稀土发光材料或稀土荧光材
料。物质发光现象大致分为两类:一类是物质受
热,产生热辐射而发光,另一类是物体受激发吸收能量而跃迁至激发态(非稳定态)在返回到基态的
过程中,以光的形式放出能量。因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨
道,当4f电子从高的能级以辐射驰骋的方式跃迁至低能级时就发出不同波长的光。稀土元素原子
具有丰富的电子能级,为多种能级跃迁创造了条件,从而获得多种发光性能。稀土发光材料优点是发光谱带窄,色纯度高,
色彩鲜艳;吸收激发能量的能力强,转换效率高;发射光谱范围宽,从紫外到红外;荧光寿命从纳秒跨
越到毫秒6个数量级,磷光最长达十多个小时;材料的物理化学性能稳定,能承受大功率的电子束,
一种新的红色长余辉材料：LaAlO3Eu3+ 2
一种新的红色长余辉材料： LaAlO 3:Eu 3+
LaAlO 3单掺 Eu3+样品可以由 La2O3样品，Al(OH) 3样品和 Eu2O3样品通过 1773K
在氧化环境下用固相法成功的获得。获得的 LaAlO 3：Eu3+样品具有余辉特性，所表现出来的红色， 是由 Eu3+离子作为发光中心的， 波峰在 592nm，610nm和628nm的发射光组成，分别是 Eu3+离子的 5D0 到7F1, 5D0 到7F2，和 5D0到 7F3轨道的跃迁。热释光测量证明了 LaAlO 3：Eu3+样品中包含 5个热释峰，对应的陷阱能级大约分别为 0.95 eV,、 0.35 eV、 1.45 eV、 1.17 eV和1.48 eV，其中深度为
0.95 eV导致此样品在常温下有余辉。
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。 长余辉材料通过吸收激发光的能量变为激发态， 然后经过辐射弛豫回到基态放出光子， 从而达到延迟发光的作用， 从而产生余辉。 所以材料在
受激停止后，继续发出的光称为余辉。余辉的持续时间称为余辉时间。小于 1微秒的余辉称为超短余辉， 1~10微秒的称为短余辉， 10微秒 ~1毫秒间的称为中短余辉，1毫秒 ~1秒间的称为中余辉， 大于 1秒的称为长余辉。 随着对环保荧光材料的需求逐渐增多， 长余辉材料在显示， 标识和节能方面的优势让这种材料越来越具有吸引力。它们被广泛的应用与制作紧急照明， 安全指示牌和路标等方面。 近些年来，由于长余辉材料与生物科学组成的交叉学科里， 红色长余辉作为生物标记应用于医学领域的美好前景，加大了人们对于红色长余辉的研究力度。
人类研究长余辉物质约有 1000余年的历史。 1866年，法国的 Sidot首先制备
长余辉材料在发光路面上的应用及研究进展
长余辉材料在发光路面上的应用及研究进展
作者：吴春杰 廖庆良 张庆萧 徐韵淳 张宸豪 李辉
来源：《上海师范大学学报·自然科学版》2024年第01期
DOI：10.3969/J.ISSN.1000-5137.2024.01.012
收稿日期：2023-05-12
作者簡介：吴春杰（1998—），男，硕士研究生，主要从事多金属催化剂复合材料在加氢反应等方面的研究. E-mail：***************** * 通信作者：张宸豪（1992—），男，副教授，主要从事单原子催化剂与二维材料合成的催化应用基础等方面的研究. E-mail：**********************.cn；李辉（1974—），男，教授，主要从事石油化工和煤化工中的催化技术、化工废弃物的资源化利用、生物质能源的催化转化等方面的研究. E-mail：**************.cn 引用格式：吴春杰，廖庆良，张庆萧，等. 长余辉材料在发光路面上的应用及研究进展［J］. 上海师范大学学报（自然科学版中英文），2024，53（1）：89‒96.
Citation format：WU C J，LIAO Q L，ZHANG Q X，et al. Application and research progress
of long persistent phosphors in luminescent road surfaces ［J］. Journal of Shanghai Normal
University （Natural Sciences），2024，53（1）：89‒96. 摘要：文章首先介绍了长余辉材料的发光机理，探讨了它的主要应用，并分析了目前存在的一些问题. 然后，提出了一些有关长余辉材料的发展建议，以期为相关领域的研究人员提供一些指引和帮助. 最后，总结了长余辉材料的发展趋势，并对未来的发展前景进行了展望.
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。
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。
长余辉发光材料概述
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. 资料. .. . 长余辉发光材料概述
摘要
本文综述了长余辉材料的发光机理及制备方法，并简单介绍了硫化物长余辉发光材料、铝酸盐长余辉发光材料及硅酸盐长余辉发光材料。
关键词：长余辉；发光材料
1.长余辉发光材料简介
长余辉发光材料简称长余辉材料，又称夜光材料、蓄光材料。它是一类吸收太阳光或人工光源所产生的光的能量后，将部分能量储存起来，然后缓慢地把储存的能量以可见光的形式释放出来，在光源撤除后仍然可以长时间发出可见光的物质[1]。
2.长余辉发光材料的基本机理
长余辉材料被激发以后，能长时间持续发光，其关键在于有适当深度的陷阱能态(即能量存储器)。光激发时产生的自由电子(或自由空穴)落入陷阱中储存起来，激发停止后，靠常温下的热扰动而释放出被俘的陷阱电子（或陷阱空穴）与发光中心复合产生余辉光。随着陷阱逐渐被腾空，余辉光也逐渐衰减至消失。而陷阱态来源于晶体的结构缺陷，换言之，寻求最佳的晶体缺陷以形成最佳陷阱(种类、深度、浓度等)是获得长余辉的主要因素。余辉时间的长短决定于陷阱深度与余辉强度，余辉光的强度依赖于陷阱浓度、容量与释放电子(或空穴)的速率。而晶体缺陷的产生除了材料制备过程中自然形成的结构缺陷外，主要是掺杂。
长余辉发光机理实际是发光中心与缺陷中心间如何进行能量传递的过程，具体的长余辉材料有不同的发光模型，但最流行的是两类：一是载流子传输；二是.
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