稀土發(fā)光材料材化11-2女生組目錄一、稀土元素二、稀土發(fā)光材料的發(fā)光原理三、稀土發(fā)光材料的優(yōu)點四、稀土發(fā)光材料的應(yīng)用五、我國稀土發(fā)光材料生產(chǎn)現(xiàn)狀六、結(jié)束語

一、稀土元素所謂的稀土元素,是指鑭系元素加上同屬IIIB族的鈧Sc和釔Y，共17種元素。這些元素具有電子結(jié)構(gòu)相同，而內(nèi)層4f電子能級相近的電子層構(gòu)型、電價高、半徑大、極化力強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)活潑及能水解等性質(zhì)，故其應(yīng)用十分廣泛。其中，橫坐標(biāo)為原子序數(shù)，

縱坐標(biāo)線的長短表示價態(tài)變化傾向的相對大小。目錄一、稀土元素二、稀土發(fā)光材料的發(fā)光原理三、稀土發(fā)光材料的優(yōu)點四、稀土發(fā)光材料的應(yīng)用五、我國稀土發(fā)光材料生產(chǎn)現(xiàn)狀六、結(jié)束語

因為稀土元素原子的電子構(gòu)型中存在4f軌道，它們的4f電子在f-f組態(tài)之內(nèi)或f-d組態(tài)之內(nèi)躍遷，發(fā)出不同波長的光。稀土元素原子具有豐富的電子能級，為多種能級躍遷創(chuàng)造了條件，從而獲得多種發(fā)光性能。二、稀土發(fā)光材料的發(fā)光原理

物質(zhì)發(fā)光現(xiàn)象大致分為兩類：一類是物質(zhì)受熱，產(chǎn)生熱輻射而發(fā)光；另一類是物體受激發(fā)吸收能量而躍遷至激發(fā)態(tài)(非穩(wěn)定態(tài))在返回到基態(tài)的過程中，以光的形式放出能量。目錄一、稀土元素二、稀土發(fā)光材料的發(fā)光原理三、稀土發(fā)光材料的優(yōu)點四、稀土發(fā)光材料的應(yīng)用五、我國稀土發(fā)光材料生產(chǎn)現(xiàn)狀六、結(jié)束語

三、稀土發(fā)光材料的優(yōu)點發(fā)光譜帶窄，色純度高，色彩鮮艷；吸收激發(fā)能量的能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換效率高；熒光壽命從納秒跨越到毫秒6個數(shù)量級，磷光最長達(dá)十多個小時材料的物理化學(xué)性能穩(wěn)定，能承受大功率的電子束，高能射線和強(qiáng)紫外光的作用等

激活劑吸收能量后，激發(fā)態(tài)的壽命極短，一般大約僅10-8s就會自動地回到基態(tài)而放出光子，這種發(fā)光現(xiàn)象稱為熒光。

撤去激發(fā)源后，熒光立即停止。三、稀土發(fā)光材料的優(yōu)點發(fā)光譜帶窄，色純度高，色彩鮮艷；吸收激發(fā)能量的能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換效率高；熒光壽命從納秒跨越到毫秒6個數(shù)量級，磷光最長達(dá)十多個小時材料的物理化學(xué)性能穩(wěn)定，能承受大功率的電子束，高能射線和強(qiáng)紫外光的作用等

被激發(fā)的物質(zhì)在切斷激發(fā)源后仍能繼續(xù)發(fā)光，這種發(fā)光現(xiàn)象稱為磷光。有時磷光能持續(xù)幾十分鐘甚至數(shù)小時，這種發(fā)光物質(zhì)就是通常所說的長余輝材料。即：“熒光”指的是激發(fā)時的發(fā)光，而“磷光”指的是發(fā)光在激發(fā)停止后，可以持續(xù)一段時間。三、稀土發(fā)光材料的優(yōu)點發(fā)光譜帶窄，色純度高，色彩鮮艷；吸收激發(fā)能量的能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換效率高；熒光壽命從納秒跨越到毫秒6個數(shù)量級，磷光最長達(dá)十多個小時材料的物理化學(xué)性能穩(wěn)定，能承受大功率的電子束，高能射線和強(qiáng)紫外光的作用等目錄一、稀土元素二、稀土發(fā)光材料的發(fā)光原理三、稀土發(fā)光材料的優(yōu)點四、稀土發(fā)光材料的重要應(yīng)用五、我國稀土發(fā)光材料生產(chǎn)現(xiàn)狀六、結(jié)束語

四、稀土發(fā)光材料的重要應(yīng)用1

光致發(fā)光材料2陰極射線發(fā)光材料3電致發(fā)光材料4增感屏

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光致發(fā)光材料燈用發(fā)光材料自70年代末實用化以來，促使稀土節(jié)能熒光燈、金屬鹵化物燈向大功率、小型化、低光衰、高光效、高顯色、無污染、無頻閃、實用化、智能化等方面發(fā)展。這些發(fā)光燈主要被用于照明、復(fù)印機(jī)光源、光化學(xué)光源等由發(fā)射紅、綠、藍(lán)3種含稀土的熒光粉(即三基色熒光粉)按一定比例混合制成的節(jié)能燈。由于其光效高于白熾燈數(shù)倍，光色也好，被長期用于辦公室、百貨商店和工廠中的照明中。①汞燈稀土熒光粉用于高壓汞燈中已有多年。此燈的原理是利用氬氣在汞蒸氣中的放電作用，它的光強(qiáng)度高于熒光燈。所有銪激活的鋇酸釔熒光粉起改善光色作用。高壓汞燈主要應(yīng)用于街道和工廠照明。但是，近年來鈉放電燈和金屬鹵化物HQT燈已代替了高壓汞燈，它的市場已衰落。鈉放電燈和金屬鹵化物HCrr燈比汞燈的顏色再現(xiàn)性好，發(fā)射出的光色與天然光相似的白光。將鈰激活的鋇酸釔熒光粉混人，制成40OW的暖色汞燈，光通量為25500lm，色溫3350K，比普通汞燈的穩(wěn)定性好、效率高。②碳弧燈稀土氟化物加人到棒芯中，使弧光強(qiáng)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高壓鈉燈高壓鈉燈中用半透明氧化鋁作弧型管材料，氧化鋁中添加少量氧化鎂和氧化釔作燒結(jié)助劑來改善材料的光學(xué)性質(zhì)，為了增強(qiáng)氧化鋁的半透明度，氧化釔的粒徑應(yīng)在25tan左右。若粒徑太大則會降低強(qiáng)度。目前高壓鈉燈中存在的問題是稀土雜質(zhì)偏析導(dǎo)致鈉的浸蝕氧化鋁管。2陰極射線發(fā)光材料

彩電顯像管和計算機(jī)顯示器使用的稀土發(fā)光材料屬陰極射線發(fā)光材料。

目前彩管中紅粉普遍使用的是銪激活的硫氧化釔Y2O2S:Eu磷光體，粒度6-8μm，計算機(jī)顯示器要求發(fā)光材料提供高亮度、高對比度和清晰度，其紅粉也采用Y2O2S:Eu,但Eu含量要高一些，綠粉為TB3+激活的稀土硫氧化物Y2O2S:Tb，Dy及Gd2O2S:Tb，Dy高效綠色熒光體，粒度為4-6μm。大屏幕投影電影紅粉也為Y2O2S:Eu，綠粉為Tb激活的稀土發(fā)光材料如：釔鋁石榴石YAG:Tb和釔鋁稼石榴石YAGG:Tb，大屏幕投影電視因需要高電流密度激發(fā)，外屏溫度高，要求發(fā)光材料能量轉(zhuǎn)換效率盡可能高，溫度淬滅特性好，亮度與電流呈線性關(guān)系，電流飽和特性好，且性能穩(wěn)定。投影電視用熒光粉每年可消費數(shù)噸稀土氧化物。3電致發(fā)光材料

實現(xiàn)彩色電致發(fā)光平板顯示，目前大力研究開發(fā)摻雜稀土的電致發(fā)光的薄膜材料，一種等離子顯示板(PlasmaDisplayPanel，PDP)已經(jīng)開發(fā)成功，制成了壁掛式的彩色電視機(jī)。PDP發(fā)光原理是在兩塊玻璃基板之間的惰性氣體在電壓作用下發(fā)生氣體放電而產(chǎn)生紫外線，進(jìn)而激發(fā)三基色熒光粉而產(chǎn)生光。

PDP等離子顯示屏中的稀土發(fā)光材料為電致發(fā)光材料，紅色為ZnSiHoF3、Zn-SiSmTmF3和ZnSiEuF3薄膜，綠色為ZnSiTbF3、Zn-SiErF3和ZnSiHoF3薄膜，由于藍(lán)色發(fā)光材料Zn-SiTmF3亮度很低，因而使用了不含稀土的ZnSiAg。一般節(jié)能燈用三基色發(fā)光材料的紅粉量子效率為90％，而等離子顯示(PDP)的稀土發(fā)光材料的紅粉量子效率必須達(dá)到100％以上，才能達(dá)到實際應(yīng)用。實踐證明，一些稀土硼酸鹽和氟化物具有高的發(fā)光效率和穩(wěn)定性，因此可以選擇以硼酸鹽和氟化物作為基質(zhì)的稀土發(fā)光材料。

三基色稀土熒光材料生產(chǎn)技術(shù)科技含量高、產(chǎn)品附加值高、投資少、見效快，且無三廢、無污染，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。等離子顯示屏中大都采用稀土熒光粉。因此，在等離子顯示屏取代了今天的電視后，對稀土熒光粉的需求將大大增加，其用量將是同尺寸陰極射線管的1．5倍。目前陰極射線管中只有紅粉采用稀土熒光粉，而等離子顯示屏中三色均有使用稀土的可能。待等離子顯示屏普及后，屏幕尺寸也將增大。4增感屏

醫(yī)用x射線照相時，為將x射線圖像轉(zhuǎn)換為可視圖像，需使用增感屏。增感屏也有多種，其中高靈敏度增感屏使用Cd202S：Tb熒光粉。與其它熒光粉相比，Gd202S：Tb可通過x射線勵磁發(fā)出高效率的白光或綠光。估計這種熒光粉在日本的年產(chǎn)量為20t左右。

目前稀土發(fā)光材料，在照明、顯示、信息等方面已獲得廣泛的應(yīng)用，成為人類生活中不可缺少的重要組成部分。日本稀土熒光材料的生產(chǎn)、消費和出口均居世界前列，年產(chǎn)各種稀土熒光粉530t，主要消費領(lǐng)域為三基色熒光燈(約占62％)、彩電和計算機(jī)用陰極射線管(CRT)(約占34％)、x射線增感屏(約占3．7％)。目錄一、稀土元素二、稀土發(fā)光材料的發(fā)光原理三、稀土發(fā)光材料的優(yōu)點四、稀土發(fā)光材料的應(yīng)用五、我國稀土發(fā)光材料生產(chǎn)現(xiàn)狀六、結(jié)束語

五、我國稀土發(fā)光材料生產(chǎn)現(xiàn)狀我國擁有發(fā)展稀土應(yīng)用的得天獨厚的資源優(yōu)勢，在現(xiàn)已查明的世界稀土資源中，80%的稀土資源在我國，并且品種齊全。從1986年起，我國稀土產(chǎn)量已躍居世界第一位，使我國從稀土資源大國成為稀土生產(chǎn)大國。目前，無論是儲存、產(chǎn)量，還是出口量，我國在世界稀土市場上占有舉足輕重的地位。而我國在稀土深加工方面，在稀土功能材料的開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)方面并不站在世界前列，與世界先進(jìn)水平還有相當(dāng)?shù)牟罹?，需要我們奮起趕上。目錄一、稀土元素二、稀土發(fā)光