荧光粉简介PPT课件

第一代荧光粉
第一代灯用荧光粉(1938——1948年）
CaWO4蓝粉 最早的灯用荧光粉： Zn2SiO4:Mn绿粉
缺点：
CdB2O5:Mn橙红粉
➢光效低 (40lm/W~50lm/W) 。 ➢Be有毒。 ➢相对密度、粒度不同，不易匹配。
荧光粉的发展历史
MgWO4
+
(Zn,Be)2SiO4:Mn (黄粉)
荧光粉简介
荧光粉简介
稀土三基色荧光粉 荧光粉制造工艺 荧光粉的应用
三基色混合荧光粉
稀土三基色荧光粉
一．灯用荧光粉的发展历史 二．稀土红色荧光粉 三．稀土绿色荧光粉 四．稀土蓝色荧光粉
荧光粉的发展历程
➢从1938年荧光灯问世以来，灯用发光材料已经历了三代的发展。
第一代灯用荧光粉(1938——1948年) 卤磷酸盐发光材料(1948—— ） 稀土三基色荧光粉(1974—— ）
MgAl11O19:Ce3+,Tb3+(简称CAT)
➢CAT属于六方晶系，Ce,Tb取代LnMgAl11O19中的稀土离 子Ln，外观为白色晶体。 ➢密度为4.3g/cm3,化学性质稳定，不溶于水、弱酸、弱碱 ➢粒度为6um左右。 ➢发射主峰543nm，色坐标为x=0.327，y=0.598
稀土绿粉的光学特性 稀土绿色荧光粉
Ce
Tb
绿光
热 热
CAT的发光过程示意图
➢由于在大多数基质中Tb3+离子的4f~5d吸 收峰不能与254nm紫外线辐射相吻合,没法 被激发。Ce3+离子能强烈的吸收254nm紫 外线，而且在330~360nm的长波紫外区具 有强的发射，所以Ce3+离子通过无辐射传递 将能量传递给Tb3+离子， Tb3+离子被激发 后跃迁产生绿光。
卤粉的缺点：
➢温度猝灭严重，不适合于紧凑型节能灯。 ➢发色光谱中缺少450nm以下蓝光和600nm以上红光，Ra偏低。 ➢在185nm紫外线照射下，卤族原子形成色心，光衰严重。
第三代灯用荧光粉
荧光粉的发展历史
➢1974年荷兰的Philips公司研制成功了铝酸盐绿粉和蓝粉，加上 已知的稀土红粉，使得稀土三基色荧光粉应用得以实现。
光谱图及色品参数
• 绿粉
稀土绿粉的发光原理 稀土绿色荧光粉
CAT荧光粉中Tb3+为发光中心。 发射峰位于543nm，属于Tb3+ 的5D4—7F5 跃迁。Ce3+离子为敏化剂， Ce3+离子吸收紫外光然后通过无辐射能量传递 有效地将能量传递给Tb3+离子，使之被激发然后发出绿光。
紫外光 能量传递
• 红粉
稀土红粉的发光原理 稀土红色荧光粉
Y2O3:Eu3+荧光粉中Y2O3为基质材料，Eu3+为发光中心。 Y2O3基质是强离子 型晶体，晶体场的微扰作用显著削弱了原属禁戒跃迁的4f电子层的禁戒程度， 在200~300nm范围内形成一个宽激发带，使其能强烈的吸收254nm的紫外 光。然后把能量传递给Eu3+离子使之被激发，被激发的Eu3+离子发生5D0— 7F2跃迁，同时发射出611nm的红光。
Y2O3:Eu3+(发射波长611nm)
化学组成 (Ce,Tb)MgAl11O19(发射波长543nm)
BaMgAl10O17:Eu2+ (发射波长451nm)
稀土发光材料的特点：
➢谱线丰富，属于窄带发光，光色纯，能得到高的显色指数。 ➢抗紫外辐照，高温特性好，能适应高负荷荧光灯的要求。 ➢发光效率高，三基色荧光粉的量子效率均在90%以上。
(Ce,Tb)MgAl11O19荧光粉吸收254nm的紫外光，发射543nm的 绿光，半高宽10nm。其色纯度高，量子效率90%左右。温度 猝灭特性好，耐185nm短波辐射的能力低于红粉。
(Ce,Tb)MgAl11O19荧光粉的 激发光谱(1),漫反射光谱(2)
(Ce,Tb)MgAl11O19荧光粉的 发射光谱
灯用荧光粉的要求 灯用荧光粉的介绍
➢能吸收254nm紫外线，发射可见光。 ➢在可见光范围内具有合适的发射光谱，使荧光灯 有高显色性。 ➢具有良好的颗粒特性和分散性。 ➢具有耐热的温度特性。 ➢具有一定的耐紫外辐照和离子轰击的稳定性。
三基色荧光粉的种类 灯用荧光粉的介绍
红粉YOX
红粉YOX
铝酸盐体系 绿粉CAT
稀土红粉的光学特性 稀土红色荧光粉
Y2O3:Eu3+荧光粉吸收254nm的紫外光，发射611nm的红光，半 高宽7nm。其色纯度高，量子效率高，接近100%。光衰特性好， 耐185nm的短波辐射。
Y2O3:Eu3+荧光粉的 激发光谱(a),漫反射光谱(b)
Y2O3:Eu3+荧光粉的 发射光谱
光谱图及色品参数
稀土红粉的制备工艺 稀土红色荧光粉
➢Y2O3:Eu3+荧光粉的制备比较简单。由Y2O3，Eu2O3按一定比例混合，或 按一定比例的Y，Eu草酸共沉淀，烧成(Y,Eu)2O3原料，加入少量助熔剂。 在空气中1250~1450℃煅烧数小时。
Y2O3 Eu2O3 助熔剂
混合
烧成
球磨
混合包装
烘干
清洗
稀土绿粉的物理特性 稀土绿色荧光粉
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磷酸盐体系 绿粉LAP
蓝粉BAM
蓝粉SCA
特点：铝酸盐荧光粉成本比较低，制造工艺简单，光效比磷酸盐低。 磷酸盐荧光粉稀土含量高，制造工艺复杂，稳定性不如铝酸盐荧
光粉。
稀土红粉的物理特性 稀土红色荧光粉
Y2O3:Eu3+红粉
➢Y2O3:Eu3+属于体心立方结构，Eu3+取代Y3+的位置。 外观为白色晶体。 ➢密度为5.1g/cm3,化学性质稳定，不溶于水、弱酸、弱碱 ➢粒度为5um左右。 ➢发射主峰611nm，色坐标为x=0.650，y=0.345
Eu3+的位形坐标图
Y2O3中有C2和S6两种对称性不同的格位， 后者具有反演对称性。一般75%的Eu3+占 据C2格位，发生5D0—7F2电偶极跃迁，这 种跃迁属超灵敏跃迁，故发射很强的峰值
为611nm的红光，荧光寿命为1.1ms；剩 下少数Eu3+占据S6格位，发生5D0—7F1磁 偶极跃迁，是禁戒的，发射弱的595nm的 光，寿命为8ms。
卤磷酸盐发光材料 荧光粉的发展历史
➢1948年单一组份的卤磷酸盐发光材料开始普及使用。
化学组成：3Ca3(PO4)2·Ca(F,Cl)2:Sb,Mn
各种卤粉的发射光谱 (a)蓝白色；(b)日光色 (c)冷白色；(d)白色
卤磷酸盐发光材料
荧光粉的发展历史
➢卤磷酸盐发光材料的优缺点：
卤粉的优点：
➢发光效率相对较高，达到80lm/W。 ➢单一基质，原料丰富，生产成本低。 ➢色温可调(暖白色、白色、日光色等)。