稀土發(fā)光材料

1、稀土發(fā)光材料一、研究背景：現(xiàn)在的我們生活在一個美好的時代，我們可以觀看一場閃閃發(fā)光的演唱會， 也可以透過彩色電視機看到一個仿真的世界，科技使我們擁有了一個豐富多彩的世界，這些 美麗的色彩與發(fā)光功能材料密切相關(guān)。而這些年來，提到發(fā)光材料，幾乎離不開稀土，稀土 發(fā)光也似乎覆蓋了整個固體發(fā)光的范疇。隨著科技的不斷進(jìn)步，稀土發(fā)光因為其特殊的功能， 受到了很大的關(guān)注，對其展開研究也具有獨特的意義。二、材料概述：稀土發(fā)光，那稀土是什么，我們先來認(rèn)識一下稀土元素，（表格百度而來） 看看他們的電子排布表稀土原子的電子結(jié)構(gòu)p原子序數(shù)名稱元素P元素符號P內(nèi)層電子結(jié)構(gòu)J外層電子結(jié)構(gòu)，Scp棋43心泓沙Y，Kr 44

2、53gLap由5d16s25穿皴裘f4f15d16s2 】5卯Prp瑟4所斗W由口伽的Pm瑟4附Q彩淑瑟一4所夠4&瑟f4阡斗飆瑟4F5 疵 gTbP7稀土化合物的發(fā)光是基于它們的4f電子在ff組態(tài)之勺或fd組態(tài)之間的躍遷。具有未充、滿的彳態(tài)的變化是引發(fā)- 調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換材半1功能特性的重要因素發(fā)光材料的某些功能往彳往可前過價態(tài)的變化是引1以68 3.、見1/和轉(zhuǎn)換材個1功能特性的重要因素，發(fā)光材料的 亡,矣.身杲些功能往任可7稀土價態(tài)的改變來:實現(xiàn)。麝Tm瑟4.P* 時J7%不 心、 土半、心|,冷.卜TbQEXe 口4嚴(yán)隴，3W夕彳稀土發(fā)光材料優(yōu)點、；與-般元素相|比，稀土元素4t E且子層構(gòu)

3、型的特點，使其化合物具，有多種熒光特性。+3價稀土離子f-f躍遷呈現(xiàn)尖銳的線狀光譜，發(fā)光的色純度高。熒光壽命跨越從納秒到毫秒6個數(shù)量級。吸收激發(fā)能量的能力強，轉(zhuǎn)換效率高。物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可承受大功率的電子束、高能輻射和強紫外光的作用。三、目前應(yīng)用領(lǐng)域:，磷酸鹽，硼酸鹽三大體系。激活的氧化釔、有時用Bi3三、目前應(yīng)用領(lǐng)域:，磷酸鹽，硼酸鹽三大體系。激活的氧化釔、有時用Bi3+共摻雜藍(lán)粉：銪（Eu2+）激活的硅酸鹽基質(zhì)，銪（Eu2+）激活的鋁酸鹽基質(zhì)，銪（Eu2+）激活的氯磷酸鹽基質(zhì)，銪（Eu2+）激活的鋇鎂鋁酸鹽綠粉：鋱（Tb3+）、鉍（Bi3+）和鈰（Ce3+ ）激活的鎂鋁酸鹽，鋱（Tb3+

4、 ）和釓（Gd3+）激活的鎂鋇鋁酸鹽。稀土三基色熒光粉推動了綠色照明的發(fā)展，環(huán)保，高效。但是，三基色熒光粉價格昂貴。如 何降低稀土粉的成本，合理的運用成為今后發(fā)展的主題。2,照明（！）新一代高頻環(huán)保節(jié)能燈管，燈管的特點是涂敷稀土三基色熒光粉為發(fā)光體，降 低了能耗、減少了汞污染。（2）碳弧燈，稀土氟化物加入到棒芯中，使弧光強度提高到10倍，同時弧光顏色由淺黃色 變?yōu)榻咏展馍?。這種碳弧燈用作探照燈以及彩色電影攝像和放映。（3）在低壓汞燈的外殼涂以適當(dāng)厚度的熒光粉，另外還有銪激活的釩硼酸釔以及鹵化硅熒 光粉作為高壓汞燈的熒光粉。3稀土長余輝發(fā)光材料稀土激活的硫化物長余輝材料的發(fā)光顏色較為豐富，尤其

5、是紅色發(fā)光是其他基質(zhì)長余輝材 料尚無法實現(xiàn)的。就有了以下幾種紅色稀土長余輝發(fā)光粉ZnS： Eu2+ ； SrS： Eu2+, Er3+ ； Ca1-xSrxS： Eu2+, Dy3+, Er3+稀土激活的堿土鋁酸鹽長余輝材料是指以堿土金屬（主要是Sr、Ca）鋁酸鹽為基質(zhì)，Eu2+ 為激活劑，Dy3+和Nd3+等中重稀土的離子為輔助激活劑的發(fā)光材料。在鋁酸鹽材料中，研究最多、應(yīng)用最普遍的是SrAl2O4： Eu2+, Dy3+黃綠色熒光粉。稀土長余輝發(fā)光材料用于道路交通標(biāo)志，如路標(biāo)、護欄、地鐵出口、臨時防護線等；在飛機、 船舶、火車及汽車上涂以長余輝標(biāo)志，目標(biāo)明顯，可減少意外事故的發(fā)生。美國利用

6、發(fā)光纖 維制造發(fā)光織物，制成夜間在道路上執(zhí)勤人員的衣服。還可以制成發(fā)光涂料，發(fā)光油墨，發(fā) 光纖維，發(fā)光陶瓷，在建筑裝潢方面，可以裝飾、美化市內(nèi)外環(huán)境，還可以用于儀器儀表盤 的指示?？傊⊥涟l(fā)光材料廣泛應(yīng)用于照明、顯示、顯像、醫(yī)學(xué)放射圖像、輻射場的探測 和記錄等領(lǐng)域，形成了很大的工業(yè)生產(chǎn)和消費市場規(guī)模，并正在向其他新興技術(shù)領(lǐng)域擴展。四、國內(nèi)目前從事稀土發(fā)光材料的企業(yè)介紹：1科恒股份：國內(nèi)稀土發(fā)光材料行業(yè)的龍頭企業(yè)，科恒股份于1997年開始從事稀土發(fā)光材料 的研究、生產(chǎn)和銷售，是我國較早從事稀土發(fā)光材料研究和生產(chǎn)的企業(yè)之一。公司目前已儲 備及正在研發(fā)包括鋰電池材料、稀土催化劑等非稀土發(fā)光材料業(yè)務(wù)

7、的產(chǎn)品技術(shù)。2包鋼稀土：最近幾年，包鋼稀土對發(fā)光材料的關(guān)注也是上升，2012在江蘇靖江開動了稀土 發(fā)光項目，還成立了稀土發(fā)光研究院，推動國內(nèi)綠色照明3大連路明公司自攻克光一光轉(zhuǎn)換這一世界尖端課題后，至今已擁有國內(nèi)外30余項專利， 另外，我國以“躍龍”為代表的燈用稀土熒光粉開發(fā)研制生產(chǎn)的一批骨干企鏈，江蘇常熟 市江南熒光材料廠、江蘇靖江犬彩新材料股份有限公司，杭州大明熒光材料有限公司、廣 東江門市科恒實業(yè)公司、浙江陽光集團股份有限公司，浙江南混新世紀(jì)節(jié)能材料廠、常熟市 亞太新光源有限公司，產(chǎn)業(yè)已逐步形成了規(guī)模經(jīng)濟。五：我國研究進(jìn)展存在問題和解決方法：(1)我國稀土發(fā)光材料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，傳統(tǒng)小作

8、坊式，技術(shù)實力和生產(chǎn)裝備較差的中小 生產(chǎn)企業(yè)為數(shù)眾多。所以我們我們應(yīng)該優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，積極創(chuàng)新，爭取向節(jié)能環(huán)保方面靠攏。 (2)由于受到生產(chǎn)技術(shù)水平有限，國內(nèi)大部分稀土發(fā)光材料企業(yè)主要生產(chǎn)中低端稀土發(fā)光材 料，而在高端稀土發(fā)光材料領(lǐng)域，國內(nèi)少有企業(yè)具備相應(yīng)技術(shù)儲備。我們可以引進(jìn)外國的技 術(shù)，中外合作等等，然后再自我開發(fā)，努力研究。總結(jié)：隨著人們環(huán)保節(jié)能意識的加強、國家節(jié)能減排戰(zhàn)略的實施以及電子信息產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā) 展，我覺得在未來幾年稀土發(fā)光材料市場一定會興起。稀土發(fā)光材料在人們的生活和生產(chǎn)中 的應(yīng)用會越來越廣泛，新型的稀土發(fā)光材料肯定會層出不窮,其奇特的性能也會不斷涌現(xiàn)，一 定會更多地為人們的生活服務(wù)。參考文獻(xiàn)：張希艷、盧利平稀土發(fā)光材料，北京：國防工業(yè)