长余辉材料资料

长余辉发光资料也被称作蓄光资料，或许夜光资料，指的是在自然光或其余人造光源照

射下能够储藏外界光辐照的能量，尔后在某一温度下（指室温），迟缓地以可见光的形式释

放这些储藏能量的光致发光资料。

目前稀土离子混杂的碱土铝(硅)酸盐长余辉资料已进入合用阶段。市场上可见的产品除

了初级的荧光粉外,主要有夜光标牌、夜光油漆、夜光塑料、夜光胶带、夜光陶瓷、夜光纤

维等,主要用于暗环境下的弱光指示照明和工艺美术品等。随着长余辉资料的形态从粉末扩

展至玻璃、单晶、薄膜和玻璃陶瓷，对长余辉资料应用的商议也从弱光照明、指示等扩展到信息储藏、高能射线探测等领域。长余辉资料碰到人们越来越多的重视。

长余辉发光资料的种类及发展历程

从基质成分的角度区分，目前长余辉发光资料主、要包括硫化物型、碱土铝酸盐型、硅酸盐型及其余基质型长余辉发光资料。

1.1硫化物长余辉资料长余辉发光资料拥有很长的发展历史。1866年法国的Sidot第一制备出发绿光的长余辉资料ZnS:Cu，并于20世纪初实现了工业化生产。此后又开发出多种硫化物系统长余辉资料，如发蓝紫光的CaS:Bi，发黄色光的ZnCdS:Cu。可是硫化物系统长余辉资料发光明度低、余辉时间短、化学牢固性差、易潮解,诚然能够经过增添放射性元素、资料包膜办理等手段来战胜这些弊端,但放射性元素的加入对人身健康和环境都会造成危害,所以在实质使用中碰到了极大限制。1.2碱土铝酸盐长余辉资料1968年，Palilla等人[1]在研究过程中首次察看到SrAl2O4:Eu2+的余辉现象，1991年宋庆梅等[2,3]报道了铝酸锶铕(SrAl2O4:Eu2+和Sr4Al14O25:Eu2+)磷光体的合成及发光特性，1993年肖志国[4]抢先发现了以SrAl2O4:Eu2+，Dy3+为代表的多种稀土离子共混杂

碱土铝酸盐长余辉发光资料。由于Dy的加入使得该资料的发光性能比SrAl2O4:Eu2+大大提高，余辉时间可达ZnS:Cu的10倍以上，此后以Eu2+为激活剂、多种稀土离子共混杂的碱土铝酸盐发光资料成为国内外竞相研究开发的热点，并很快实现了产业化。

1996年，Matsuzawa等人[5]经过测定光电导性来确定SrAl2O4:Eu2+，Dy3+长余辉

发光资料发光系统。1997年，Yamamoto等[6]报道了SrAl2O4:Eu2+，Dy3+和

CaAl2O4:Eu2+，Nd3+的长余辉发光系统。他们认为长余辉磷光是由Dy3+或Nd3+形成的骗局,热释能级要有最合适的深度。1998年，WeiyiJia等[7]首次报道了长余辉碱土铝酸盐的单晶生长,研究了SrAl2O4:Eu2+，Dy3+单晶构造中的发光动力学。1999年张天之

等[8]经过总结MAl2O4:Eu2+，RE3+(M=Mg，Ca，Sr，Ba；RE=Y，La，Ce，Pr，Nd，

Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yo，Lu)的发光规律,对过去的热释发光及余辉系统提出了思疑，并提出了他认为可能的系统。

1999年,黄世炎等[9]研究了原料纯度、恒温时间、复原剂加入量及降温方式对SrAl2O4:Eu，

Dy长余辉发光粉的余辉亮度及连续时间的影响。2002年,Haranath[10]

就SrAl2O4:Eu，Dy的烧成条件，如加热速度、保温时间、冷却速度等对发光资料发光特点的影响作了详尽定量描绘。

发黄绿光的SrAl2O4:Eu2+，Dy3+和发蓝绿光的Sr4Al14O25:Eu2+，Dy3+是目前性能最

好的长余辉发光资料，其发光明度、余辉时间和化学牢固性，是第1代硫化物系统长余辉

资料所无法比较的。但碱土铝酸盐资料发光颜色单调、合成温度高、遇水易潮解。近来几年

来，人们渐渐把研究范围拓展到了其余基质系统，其中以硅酸盐资料研究最多。

1.3硅酸盐及其余基质长余辉资料

以硅酸盐为基质的发光资料由于拥有优秀的化学牢固性和热牢固性,而且高纯二氧化

硅原料价廉、易得，烧结温度比铝酸盐系统低100℃以上。事实上，长久以来人们都重视

对硅酸盐荧光粉的研究和开发。Barry等[11~13]于1968年就报道了多种硅酸盐发光资料

的光谱特点,但相关硅酸盐系统长余辉性能的研究素来没有打破性进展。肖志国[14,15]于

20世纪末开发出了一系列焦硅酸盐长余辉资料，其中以发蓝光的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+

发光资料性能最好，发光明度、余辉时间均优于铝酸盐系统中发蓝紫光的

CaAl2O4:Eu2+，Nd3+。

其余基质系统中获取实质应用的长余辉发光资料有Eu3+和Sm3+激活的发红光的

稀土硫氧化物长余辉资料[16~18]，关于Pr3+激活的碱土钛酸盐资料的研究或很多[19,20]，

其余长余辉资料的研究报道还不常有。

2长余辉资料研究现状

目前获取实质应用的长余辉发光资料，主假如SrAl2O4:Eu2+，Dy3+绿光长余辉资料，

Sr4Al14O25:Eu2+，Dy3+蓝绿光长余辉资料，Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3蓝光长余辉资料，

Y2O2S:Eu3+，Ln红光长余辉资料，以及传统的硫化物长余辉资料，其余各样长余辉资料

均处于研究阶段。

表1~表4依照发光颜色分别概括出绿光、蓝光、红光和白光长余辉资料及其主要性能参数。由表中数据能够看出，各样长余辉资料中以铝酸盐基SrAl2O4:Eu2+，Dy3+和

Sr4Al14O25:Eu2+，Dy3+发光性能最为优秀。

3长余辉资料发光系统3.1长余辉发光系统的几点共鸣

从20世纪90年月开始，以Eu2+激活的碱土铝酸盐为代表的长余辉发光资料发光系统的研究，素来是人们研究的热点。目前虽未完好认识长余辉发光系统，但最少已获取以下共鸣：①混杂Eu2+是发光中心；②晶体中存在的各样弊端对发光与余辉有重视要的影

响；③共混杂三价稀土离子RE3+的增添产生了更多弊端能级；④激发时产生的电子和空穴分别被电子骗局和空穴骗局捕获；⑤热扰动下骗局捕获的电子或空穴以合适的速度释放出来；⑥电子和空穴的复合致使发光。

3.2长余辉发光系统模型

长余辉发光资料与光激励发光资料、热释光资料同属于电子俘获资料。长余辉发光资料是

一种特其余热释光资料，亦即在室温下的热释发光资料。关于此类电子俘获资料来说，其发光现象是由资料中的骗局。能级构造所致，由于能级构造的复杂性以及受测试分析手段所限，

长余辉资料的发光系统目前还没有十分清楚一致的理论模型。依照不同样的试验研究提出了不

同的发光系统，目前主要有空穴转移模型[5]、位形坐标模型[8,48]、电子骗局模型[49]、能量传达模型[50]等，其中以位形坐标模型最为人们所认可。

长余辉资料制备方法目前长余辉发光资料的合成方法主要有高温固相法[54]、化学共积淀法[55]、溶胶凝胶法

[56]、微波合成法[57]、焚烧法[58]、水热（溶剂）合成法[59]、微乳液法[60]、喷雾热解法

[61]、爆轰法[62]等。其中高温固相法是发光资料行业中传统的也是目前最主要的制备方法

生产工艺比较成熟，可是焙烧温度高(1100~1400℃)，反响时间长(2~3ｈ)，产品冷却需要较

长的时间，产物的硬度大，要获取适于应用的粉末状资料，就必定球磨，耗时耗能，且粉体

发光明度衰减严重。目前其余合成方法还处于试验研究阶段，离工业生产还有必然的距离。

所以搜寻一种合用高效的制备方法，仍是目前长余辉发光资料研究领域的一个重要课题。

,

基质形态的不同样，对长余辉资料的发光性能和应用特点有着不同样的影响。近来几年来出现了关于玻璃、单晶[7,63,64]、薄膜[65]和陶瓷[66~68]等不同样形态的长余辉资料。

玻璃平均、透明、牢固性好、各向同性、易于制成各样不同样形状的产品,如玻璃纤维和大尺寸玻璃板，而且玻璃中能够混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资料的优秀基质资料。同时，现代信息产业中很多重点的光电子元件，如放大器件、储藏显示器件等都是由拥有特别光学功能的玻璃制成。所以，对长余辉玻璃的研究，不单从弱

光照明、指示和工艺品等长余辉资料的传统应用的角度考虑是必要的，而且关于探望新式光电资料有着巨大的潜藏价值。

长余辉发光玻璃有望应用于激光、

光学放大器、光通讯、光

储藏、光显示等诸多领域。

1998年Qiu等[48,69]第一报道了Eu2+，Dy3+共混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[70]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10min后，红色稀土长余辉玻璃的余辉时间可达10h左右,而绿色和黄色稀土长

余辉玻璃的余辉时间更是长达72h。目前研究长余辉玻璃的主要有日本的K.Hirao[71]，邱

建荣等[48,69]，Hosono等[72]，国内的中科院长春应化所[70]、长春理工大学[73]、暨南大

学[74]等。关于不同样基质形态长余辉发光资料的研究，不只能够扩展长余辉资料的传统应用，还能够为搜寻新式的光电资料和器件供应可能。

6结语

长余辉资料系统的多样性决定了其系统的复杂性。目前对长余辉系统的研究，主假如通

过资料自己性能(激发光谱、发射光谱、热释光谱、余辉、晶体构造)的测试、分析来商议

的，关于系统细节讲解还不是很清楚，使得余辉系统限于必然程度上的推断，缺少说服力。

发光系统的研究关于搜寻新的长余辉资料拥有指导意义，所以从理论上对长余辉系统的不断

丰富和完满，对长余辉资料的研究与应用将起到极大的促使作用。

从三原色的角度考虑，将长余辉颜色为红、绿、蓝的资料按必然比率混杂，就能够获取

随意一种颜色的长余辉资料，但要求这3种资料必定化学性质、余辉的强度、衰减时间类

似，否则混杂资料的余辉颜色在衰减过程中就会发生变化。目前黄绿色和蓝色长余辉发光材

料的制备技术与工艺已趋于成熟，所以有必要将研究的重点转移到红色长余辉发光资料及白

色长余辉发光资料，使其在很多领域获取更加宽泛的应用。

长余辉资料的应用仍需拓展。除了用于弱光指示、应急照明和工艺美术品外，随着新

形态的长余辉资料从粉末扩展至玻璃、单晶、薄膜和玻璃陶瓷，在高技术领域，如信息储藏

记忆、高能射线探测与成像等领域的应