第3章长余辉发光材料教材课件.ppt

1第三章第三章 长余辉发光材料长余辉发光材料 2应用领域应用领域345　　　　长余辉发光材料长余辉发光材料长余辉发光材料长余辉发光材料简称简称长余辉材料长余辉材料长余辉材料长余辉材料，又称，又称夜光材夜光材夜光材夜光材料料料料它是一类它是一类吸收太阳光或人工光源所产生的光吸收太阳光或人工光源所产生的光发发出可见光，而且出可见光，而且在激发停止后在激发停止后仍可仍可继续发光继续发光继续发光继续发光的物质　　　　长余辉材料长余辉材料具有利用具有利用日光或灯光日光或灯光储光储光，，夜晚或在黑暗处发光夜晚或在黑暗处发光的特点，的特点，是一种是一种储能、节能的发光材料储能、节能的发光材料67　　长余辉材料　　长余辉材料不消耗电能不消耗电能，但能，但能把吸收的把吸收的天然光等储存起来天然光等储存起来，，在较暗的环境中在较暗的环境中呈现出呈现出明亮可辨的明亮可辨的可见光可见光，具有，具有照明功能照明功能，可起到，可起到指示照明指示照明和和装饰照明装饰照明的作用，是一种的作用，是一种“绿色绿色”光源材料光源材料　　尤其是　　尤其是稀土激活的稀土激活的碱土铝酸盐长余辉碱土铝酸盐长余辉材料材料的余辉时间可达的余辉时间可达12h以上，具有以上，具有白昼蓄白昼蓄光光、、夜间发射夜间发射的长期的长期循环蓄光、发光循环蓄光、发光的特的特点，有着广泛的应用前景。

点，有着广泛的应用前景8　　　　长余辉材料长余辉材料是研究和应用是研究和应用最早的发光材最早的发光材料料，有关它的研究已有，有关它的研究已有140多年的历史多年的历史　　常用的　　常用的传统长余辉材料传统长余辉材料主要是主要是硫化锌硫化锌和和硫化钙硫化钙荧光体　　最近一些年来，　　最近一些年来，稀土激活的稀土激活的铝酸盐铝酸盐铝酸盐铝酸盐和和硫化物硫化物硫化物硫化物成成为为长余辉材料的主体长余辉材料的主体，代表了长余辉材料研究开发，代表了长余辉材料研究开发的发展趋势的发展趋势 9重晶石重晶石10111213⑴⑴ 稀土激活的硫化物长余辉材料稀土激活的硫化物长余辉材料　　　　硫硫化化物物长长余余辉辉材材料料的的基基质质主主要要是是锌锌和碱土金属硫化物和碱土金属硫化物　　稀土激活的硫化物　　稀土激活的硫化物长余辉材料的长余辉材料的发光发光颜色较为丰富颜色较为丰富，尤其是，尤其是红色发光红色发光是其他基是其他基质长余辉材料尚无法实现的质长余辉材料尚无法实现的 ZnS：：Eu2+ ；；SrS：：Eu2+, Er3+ ；；　　Ca1-xSrxS：：Eu2+, Dy3+, Er3+ 14几种发光机理解释几种发光机理解释（（1）空穴转移模型）空穴转移模型⑵⑵ 稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料15几种发光机理解释几种发光机理解释（（2）位型坐标模型）位型坐标模型⑵⑵ 稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料16几种发光机理解释几种发光机理解释（（3）电子转移解释）电子转移解释电子转移⑵⑵ 稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料17⑵⑵ 稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料变价稀土元素易作为长余辉材料变价稀土元素易作为长余辉材料18⑵⑵ 稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料　　稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料是指　　稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料是指以以碱土金属碱土金属 (主要是主要是Sr、、Ca) 铝酸盐铝酸盐为基质，为基质，Eu2+为激活剂为激活剂，，Dy3+和和Nd3+等中重稀土的离等中重稀土的离子为子为辅助激活剂辅助激活剂的发光材料。

的发光材料　　稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料主要　　稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料主要有有SrAl2O4：：Eu2+ SrAl2O4：：Eu2+ ，， Dy3+ Sr4Al14O25：：Eu2+，，Dy3+ CaAl2O4：：Eu2+，，Nd3+等19　　它们发射从　　它们发射从蓝色蓝色到到绿色绿色的光，峰值分的光，峰值分布在布在440--520nm范围，范围，发光亮度高发光亮度高，，余辉余辉时间长时间长，有文献报道，样品，有文献报道，样品在暗室中放置在暗室中放置50h后后仍可见清晰的发光仍可见清晰的发光　　在　　在铝酸盐材料铝酸盐材料中，研究最多、应用最普中，研究最多、应用最普遍的是遍的是SrAl2O4：：Eu2+, Dy3+ 黄绿色荧光粉黄绿色荧光粉　　由日亚公司开发的　　由日亚公司开发的蓝绿色荧光粉蓝绿色荧光粉Sr4Al14O25：：Eu2+，，Dy3+，，其发射主峰在其发射主峰在490nm，，与人眼与人眼暗视觉暗视觉峰值接近，具有目前峰值接近，具有目前最长的余辉时间最长的余辉时间，为，为SrAl2O4：：Eu2+, Dy3+的两的两倍 20(3) 稀土长余辉发光材料的应用稀土长余辉发光材料的应用　　　　将将长长余余辉辉材材料料制制成成发发光光涂涂料料、、发发光光油油墨墨、、发发光光塑塑料料、、发发光光纤纤维维、、发发光光纸纸张张、、发发光光玻玻璃璃、、发发光光陶陶瓷瓷、、发发光光搪搪瓷瓷和和发发光光混混凝凝土土……可可用用于于安安全全应应急急、、交交通通运运输输、、建建筑筑装装潢潢、、仪仪表表、、电气开关显示电气开关显示以及以及日用消费品装饰日用消费品装饰等诸多方面。

等诸多方面　　　　长余辉材料及其制品用于长余辉材料及其制品用于安全应急方安全应急方面面，如，如消防安全设施消防安全设施、、器材的标志器材的标志，，救生救生器材标志器材标志、、紧急疏散标志紧急疏散标志、、应急指示照明应急指示照明和和军事设施军事设施的隐蔽照明的隐蔽照明21　　如日本将　　如日本将发光涂料发光涂料用于某些特殊场合的用于某些特殊场合的应急指示照明应急指示照明　　据报道，在美国　　据报道，在美国“9.11”事件中事件中长余辉长余辉发光标志发光标志在人员疏散过程中在人员疏散过程中起了重要的作用起了重要的作用　　利用含　　利用含长余辉材料的纤维制造的发光织长余辉材料的纤维制造的发光织物物，可以制成，可以制成消防服消防服、、救生衣救生衣等，用于紧急等，用于紧急情况 　　　　在在交交通通运运输输领领域域，，长长余余辉辉材材料料用用于于道道路路交交通通标标志志，，如如路路标标、、护护栏栏、、地地铁铁出出口口、、临临时时防护线防护线等；等；　　　　在在飞飞机机、、船船舶舶、、火火车车及及汽汽车车上上涂涂以以长长余余辉标志，辉标志，目标明显目标明显，可，可减少意外事故的发生减少意外事故的发生。

　　　　美美国国利利用用发发光光纤纤维维制制造造发发光光织织物物，，制制成成夜间夜间在道路上执勤人员在道路上执勤人员的衣服2223　　长余辉材料用在　　长余辉材料用在建筑装潢建筑装潢方面，可以方面，可以装装饰、美化饰、美化室内外环境室内外环境，，简便醒目简便醒目，，节约电能节约电能　　英国一家公司将　　英国一家公司将发光油漆发光油漆涂于楼道，涂于楼道，白白昼储光昼储光，，夜间释放光能夜间释放光能，长期循环以，长期循环以节省照节省照明用电明用电　　还可用于　　还可用于广告装饰广告装饰、夜间或黑暗环境需、夜间或黑暗环境需要显示部位的指示，如要显示部位的指示，如暗室座位号码暗室座位号码、、电源电源开关显示开关显示　　长余辉材料还可用于　　长余辉材料还可用于仪器仪表盘仪器仪表盘、、钟钟表表盘表表盘的指示，的指示，日用消费品装饰日用消费品装饰，如，如发光发光工艺品工艺品、、发光玩具发光玩具、、发光渔具发光渔具等　　德国利用　　德国利用发光油墨发光油墨印刷印刷夜光报纸夜光报纸，在，在无照明的情况下仍然可以阅读无照明的情况下仍然可以阅读 24　　　　长余辉材料长余辉材料所所涉及的应用领域涉及的应用领域相当广泛，相当广泛，其其制品的种类制品的种类很多。

很多　　其中　　其中发光涂料发光涂料、、油墨油墨、、塑料塑料、、纤维纤维等制等制品的制备方法主要是把品的制备方法主要是把长余辉材料作为添加长余辉材料作为添加成分成分搀杂于搀杂于聚合物基体材料聚合物基体材料中，中，工艺比较简工艺比较简单单，长余辉材料，长余辉材料不经受高温处理不经受高温处理25蓄光胶贴蓄光胶贴 26　　长余辉　　长余辉发光陶瓷发光陶瓷发光陶瓷发光陶瓷、、搪瓷搪瓷搪瓷搪瓷和和玻璃制品玻璃制品玻璃制品玻璃制品的的制造工制造工艺较为复杂艺较为复杂，主要是因为，主要是因为在这些制品的制造过程在这些制品的制造过程中中需要进行需要进行高温处理高温处理高温处理高温处理　　尽管　　尽管长余辉材料长余辉材料本身就是一种本身就是一种功能陶功能陶瓷材料瓷材料，但它的，但它的热稳定性热稳定性是有一定限度的，是有一定限度的，温度对长余辉材料的发光性能温度对长余辉材料的发光性能的影响很大，的影响很大，随着灼烧随着灼烧温度的升高温度的升高，，发光亮度发光亮度急剧下降，急剧下降，甚至发生甚至发生荧光猝灭荧光猝灭27发光陶瓷发光陶瓷发光玻璃发光玻璃。