稀土发光材料

1、化学11-1班 李江南基本介绍：基本介绍：稀土发光稀土发光l因为稀土元素原子的电子构型中存在因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道，轨道，它们的它们的4f电子在电子在f-f组态之内或组态之内或f-d组态之内跃组态之内跃迁，发出不同波长的光。稀土元素原子具有丰迁，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，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。从而获得多种发光性能。稀土发光材料的优点稀土发光材料的优点l发光谱带窄，色纯度高，色彩鲜艳；发光谱带窄，色纯度高，色彩鲜艳；l吸收激发能量的能力强，转换效率高；吸收激发能量的能力强，转换效率高；l荧

2、光寿命从纳秒跨越到毫秒荧光寿命从纳秒跨越到毫秒6个数量级，磷光个数量级，磷光最长达十多个小时最长达十多个小时l材料的物理化学性能稳定，能承受大功率的电材料的物理化学性能稳定，能承受大功率的电子束，高能射线和强紫外光的作用等子束，高能射线和强紫外光的作用等合成方法合成方法l气相法气相法 气体冷凝法；真空蒸发法；溅射法；气体冷凝法；真空蒸发法；溅射法；化学气相沉积法（化学气相沉积法（CVD）；等离子体法；化学气相输）；等离子体法；化学气相输运法等。运法等。l固相法固相法 高温固相合成法；自蔓延燃烧合成法高温固相合成法；自蔓延燃烧合成法（SHS）；室温和低热固相反应法；低温燃烧合成法；）；室温和低热

3、固相反应法；低温燃烧合成法；冲击波化学合成法；机械合金化法等。冲击波化学合成法；机械合金化法等。l液相法液相法 沉淀法；均相沉淀法；共沉淀法；化沉淀法；均相沉淀法；共沉淀法；化合物沉淀法；熔盐法；水热氧化法；水热沉淀法；水合物沉淀法；熔盐法；水热氧化法；水热沉淀法；水热晶化法；水热合成法；水热脱水法；水热阳极氧化热晶化法；水热合成法；水热脱水法；水热阳极氧化法；胶溶法；相转变法；气溶胶法；喷雾热解法；包法；胶溶法；相转变法；气溶胶法；喷雾热解法；包裹沉淀法；溶胶裹沉淀法；溶胶-凝胶法；微乳液法；微波合成法等。凝胶法；微乳液法；微波合成法等。稀土发光材料的应用稀土发光材料的应用 l我国稀土发光及

4、其材料科学技术和产业化经过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，特定差距，但取得许多自主发展的科技成果，特别是从别是从1980年改革开放以来，短短的年改革开放以来，短短的20多年，多年，取得了令人瞩目的成就。取得了令人瞩目的成就。主要应用主要应用l光源：日光灯光源：日光灯 Ca5(PO4）3(Cl,F):Sb3+,Mn2+; BaMg2Al16O27:Eu2+; MgAl11O16:Ce3+,Tb3+; Y2O3:Eu3+ 高压汞灯高压汞灯 Y(PV)O4:Eu; YVO4:Eu

5、,Tb 黑光灯黑光灯YPO4:Ce,Th; MgSrBF3:Eu 固体光源固体光源 GaP;GaAs;GaN;InGaN;YAG:Cel显示：数字符号显示显示：数字符号显示 发光二极管（发光二极管（LED) 平板图像显示平板图像显示 OLEDl显像：黑白电视显像：黑白电视 Gd2O2S:Tb 彩色电视彩色电视 Y2O3:Eu; Y2O2S:Eu 飞点扫描飞点扫描 Y2SiO5:Ce X射线成像射线成像 (Zn,Cd)S:Ag; CaWO4; BaFCl:Eu2+; La2O2S:Tb3+; Gd2O2S:Tb3+ l探测：闪烁晶体探测：闪烁晶体 CsI,TlCll激光：固体激光材料激光：固体激

6、光材料 YAG:Nd3+; YAP:Nd3+; YLF:Nd3+ 玻璃激光材料玻璃激光材料 掺掺Nd3+硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐玻璃硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐玻璃 化学计量激光化学计量激光 PrCl3; NdP5O14; NdLiP4O12; NdKP4O12; NdK3(PO4）2; NdAl3(BO3）4; NdK5(MoO4）4 液体激光液体激光 Eu3+激活的苯酰丙酮（激活的苯酰丙酮（BA）、二苯酰甲烷（）、二苯酰甲烷（DBM）、）、三氟乙酰丙酮（三氟乙酰丙酮（TFA）和苯三氟丙酮（）和苯三氟丙酮（BTFA）等）等 气体激光气体激光 Sm(I),Eu(I),Eu（），），Tm(I),Yb(I

7、),Yb（），），Yb等等金属蒸气金属蒸气1、稀土长余辉发光材料的应用 l稀土长余辉发光材料是一类光致储能功能材料稀土长余辉发光材料是一类光致储能功能材料,又称为又称为“夜光粉夜光粉”，广泛应用于弱光照明、应急指示、建筑，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。装饰和工艺美术等领域。l目前商用的蓝色长余辉发光材料是铕、镝激发的铝酸目前商用的蓝色长余辉发光材料是铕、镝激发的铝酸钙钙(CaAl2O4:Eu，Dy) ，绿色长余辉发光材料是铕、，绿色长余辉发光材料是铕、镝激发的铝酸锶镝激发的铝酸锶( SrAl2O4 Eu，Dy) 32-35，其发，其发光强度、余辉亮度及余辉时间均超过传

8、统的碱土金属光强度、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。物优良，但缺点是浸泡在水中容易发生分解。2、在农用光转换膜方面的应用、在农用光转换膜方面的应用l将发光材料作为太阳光的转光剂，加入到农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。这一新技术于熟和增产。这一新技术于20世纪世纪90年代在我年代在

9、我国迅速发展。目前使用和发展的转光剂，主要国迅速发展。目前使用和发展的转光剂，主要包括有机铕包括有机铕(钐钐)的配合物的配合物(或螯合物或螯合物)和稀土激和稀土激活的发红光无机荧光体两大类。这一新技术对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西部和北部绿色农业工程发展,甚至脱贫致富甚至脱贫致富很有帮助。很有帮助。3、在军事方面的应用 l稀土发光材料制作的各种显示器已用于歼击机、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。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。我国有关长余辉夜光粉制品用于舰艇等方面。

10、我国有关单位在这一领域有很长足的发展。单位在这一领域有很长足的发展。4、在增感屏用荧光体方面的应用 l许多稀土荧光体可以用作许多稀土荧光体可以用作X射线增感屏，对于射线增感屏，对于诊断人类疾病，保障人们医疗健康起重要作用。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成功地用于X射线增感屏，在医院使用。他们射线增感屏，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研发的二价铕激活的氟溴化钡荧光体用于存储计算的计算的X射线摄像系统，其图像板和仪器已研射线摄像系统，其图像板和仪器已研制成功，正在多家医院

11、试用。制成功，正在多家医院试用。5、新一代长余辉磷光体的应用、新一代长余辉磷光体的应用l从从1989年至今，我国大力研制和发展二价铕年至今，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、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，它们的性能均超过绿色及蓝色长余辉磷光体，它们的性能均超过以往的以往的ZnS型和型和SrS型长余辉型长余辉SrAl2O4 Eu，Dy绿色磷光体长达绿色磷光体长达12小时。与此同时，我国小时。与此同时，我国科技工作者将长余辉磷光体和涂料、不干胶、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，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。并已实现大规模产业化。我国稀土发光材料生产现状我国稀土发光材料生产现状 l我国拥有发展稀土应用的得天独厚的资源优势，在现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，已查明的世界稀土资源中，80%的稀土资源在我国，的稀土资源在我国，并且品种齐全。从并且品种齐全。从1986年起，我国稀土产量已跃居世年起，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。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