材料科學(xué)工程演示PPT

光致發(fā)光與電致發(fā)光指導(dǎo)老師：唐新桂老師

2016.01.08簡介一、光致發(fā)光簡單介紹二、光致發(fā)光材料的制備方法概括三、光致發(fā)光材料的發(fā)光原理四、無機光致發(fā)光材料五、光致發(fā)光材料展望六、電致發(fā)光簡單介紹一、光致發(fā)光簡單介紹1、在各種類型能量激發(fā)作用下能發(fā)光的物質(zhì)叫發(fā)光材料。發(fā)光材料分永久性發(fā)光材料(放射性輻射激發(fā))和外加能量激發(fā)而發(fā)光如光激發(fā)、電場激發(fā)、陰極射線激發(fā)、X射線激發(fā)等的材料。目前在國民經(jīng)濟的許多部門都使用發(fā)光材料,廣泛應(yīng)用于黑暗處做指示作用,制作瞬時發(fā)光和永久發(fā)光涂料及裝飾等等,使產(chǎn)品在黑暗中發(fā)亮,使用范圍正在擴大。2、光致發(fā)光材料又稱超余輝的蓄光材料。它是一種性能優(yōu)良,無需任何電源就能自行發(fā)光的材料。長余輝光致發(fā)光材料是吸收光能后進(jìn)行蓄光而無需任何電源就能自行發(fā)光的材料。3、長余輝光致發(fā)光材料是吸收光能后進(jìn)行蓄光而后發(fā)光的物質(zhì)。白天利用太陽光能蓄光，晚上發(fā)光這一特點，使其在發(fā)光的鐘表、輪船和飛機的儀表盤，道路照明，建筑標(biāo)志物等的應(yīng)用上有著誘人的前景，是一種絕好的“綠色”光源。特別是在安全防護(hù)中應(yīng)用前景更廣闊,可利用其制成各種危險標(biāo)識、警告牌;做成各種安全、逃生標(biāo)志;在應(yīng)付突發(fā)事件、事故中可發(fā)揮巨大的作用。在發(fā)生突發(fā)事故時,電源往往被切斷,這使得許多依靠電源發(fā)光照明的安全標(biāo)志失去了作用,而采用長余輝發(fā)光材料的安全標(biāo)志此時將發(fā)揮其特殊的作用。因此長余輝光致發(fā)光材料的研究,具有重要的科學(xué)意義和實用性。。二、光致發(fā)光材料的制備方法概括（1）高溫固相燒結(jié)法（2）沉淀法（3）燃燒法（4）溶膠-凝膠法、微波合成法、水熱法、化學(xué)氣相沉積法等等三、光致發(fā)光材料的發(fā)光原理1、發(fā)光材料被外加能量(光能)照射激發(fā)后,能量可以直接被發(fā)光中心吸收(激活劑或雜質(zhì))，也可被發(fā)光材料的基質(zhì)吸收。在第1種情況下,吸收或伴有激活劑電子殼層內(nèi)的電子向較高能級的躍遷或電子與激活劑完全脫離及激活劑躍遷到離化態(tài)(形成“空穴”)。在第2種情況下,基質(zhì)吸收能量時,在基質(zhì)中形成空穴和電子,空穴可能沿晶體移動,并被束縛在各個發(fā)光中心上,輻射是由于電子返回到較低(初始)能量級或電子和離子中心(空穴)再結(jié)合(復(fù)合)所致。即當(dāng)外加能量(光能)的粒子與發(fā)光基質(zhì)的原子發(fā)生碰撞而引起它們激發(fā)電離。電離出來的自由電子具有一定的能量,又可引起其他原子的激發(fā)電離,當(dāng)激發(fā)態(tài)或電離態(tài)的原子重新回到穩(wěn)定態(tài)時,就引起發(fā)光。發(fā)光基質(zhì)將所吸收的能量轉(zhuǎn)換為光輻射,這就是光致發(fā)光材料激發(fā)發(fā)光的簡要原理。2、根據(jù)這個原理,只要在工藝上能實現(xiàn)具有一定能量的粒子與發(fā)光基質(zhì)的原子發(fā)生碰撞,就能使發(fā)光材料發(fā)光。至于發(fā)光的顏色可以由選用的基質(zhì)和激活劑種類來加以控制。。四、無機光致發(fā)光材料

無機光致發(fā)光材料是由基質(zhì)和激活劑組成的,其中基質(zhì)是不發(fā)光的物質(zhì),但是當(dāng)在基質(zhì)中加入少量的離子或原子時，這些被稱作激活劑的原子或離子結(jié)合到基質(zhì)的晶格中，引起某個中心的激活而發(fā)光。有時有的激活劑還需與敏化劑配合使用，敏化劑能吸收外界能量并將其傳遞給激活劑而使其發(fā)光?？煞譃橐韵聨状箢悾毫蚧锵盗?、鋁酸鹽系列、硅酸鹽系列、鎵酸鹽系列、鍺酸鹽系列、氧化物系列、磷酸鹽、鈦酸鹽系列、錫酸鹽系列、硫氧化物系列以及硅基氮化物系列等。五、光致發(fā)光材料展望

稀土元素是21世紀(jì)具有戰(zhàn)略地位的元素,稀土光致發(fā)光材料的研究開發(fā)與應(yīng)用是國際競爭最激烈也是最活躍的領(lǐng)域之一中國是稀土資源最豐富的國家,我們的目標(biāo)就是要將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢。要實現(xiàn)這一目標(biāo),根本出路在于提高我國稀土光致發(fā)光材料產(chǎn)業(yè)自身高科技的應(yīng)用水平,提高稀土光致發(fā)光材料的產(chǎn)品質(zhì)量,并進(jìn)一步開發(fā)稀土新材料在光致發(fā)光領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)。有效地利用稀土,制造出具有高附加值的高新技術(shù)產(chǎn)品,對我國的經(jīng)濟發(fā)展都將具有積極的推動作用。。六、電致發(fā)光簡單介紹電致發(fā)光(英文electroluminescent)，又可稱電場發(fā)光，簡稱EL，是通過加在兩電極的電壓產(chǎn)生電場，被電場激發(fā)的電子碰擊發(fā)光中心，而引致電子在能級間的躍遷、變化、復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的一種物理現(xiàn)象。電致發(fā)光物料的例子包括摻雜了銅和銀的硫化鋅和藍(lán)色鉆石。目前電致發(fā)光的研究方向主要為有機材料的應(yīng)用。電致發(fā)光板是以電致發(fā)光原理工作的。電