2稀土荧光材料

2013-10-12
• 此外，稀土荧光材料还用于等离子体电视
、液晶显示背光源冷阴极荧光灯、白光发 光二极管等方面；还在高密度超薄的光学 存储材料、分子电子学器件、染料激光器 及闪烁计数技术等方面得到了应用。
2013-10-12
2013-10-12
谢谢大家！
2013-10-12
产物就需球磨，耗时、耗力。
2013-10-12
溶剂（水）热法
• 指在一定温度（100-1000℃）和压强（1-100MPa
）下利用水或溶剂中的物质发生化学反应进行的 合成。
• 优点： • 能得到其他方法无法制得的物相，使反应在相对温和的条 • • • •
件下进行； 所得粉体的组分分布均匀，颗粒大小形状可控，分散性好 缺点 不能应用于对水非常敏感的化合物参与的反应 生产成本高、溶剂不易去除、对环境有污染
2013-10-12
合成方法
• 目前制备荧光粉的主要方法有： • 高温固相法 • 溶剂（水）热法 • 溶胶-凝胶法 • 化学共沉淀法 • 此外还有燃烧合成法、喷雾热解法、等离
子体法等等
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高温固相法
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固有缺点
• 烧结温度高（多在1300℃以上） • 反应时间长（约6-8小时） • 产品冷却需较长时间 • 高温烧结，产物颗粒较大，为满足需要，
荧光 防伪材料
• 荧光防伪油墨
将荧光粉加入印刷油墨中制成的，可在特殊的光线 照射下呈现不同的颜色。用此种防伪油墨将防伪标 识印刷在有价证券、证件、商标等上，可以辨别真 伪。
• 道路标志牌荧光涂料
它主要由马路划线漆为基础材料，加以一定量的偶 联剂与荧光材料配制而成，该产品主要用于道路标 志场合。
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工业方面
• 荧光装饰材料
• 这是由荧光粉与水基粘合剂制成的，将其绘制在
墙壁、纸张、织物、塑料、金属、木材等材料表 面，由特定光源照射时，就会即刻呈现出鲜艳的 荧光画面，这种材料是宾馆、舞厅等娱乐场所的 理想装饰材料，也可用于户外广告装饰。
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• 稀土元素由于具有特殊的电子结构，它
们在光学方面有着特殊的性质，成为发 展高新技术产业的关键元素，在信息、 生物、新材料、新能源、空间和海洋六 大新科技群中发挥着重要作用。 • 稀土掺杂到无机固体材料中增强了原有 的发光性能，铕、铽、铈等是荧光材料 中应用比较广泛、成熟的稀土元素。
2013-10-12
• 稀土荧光材料是无机荧光材料的代表。 • 优点：吸收能力强，
转换率高 物理化学性质稳定。 稀土配合物中心离子的窄带发射有利于全色 显示 。 目前, 常见的稀土荧光材料是以碱土金属的硫 化物（如 ZnS、CaS）铝酸盐（SrAl2O4, CaAl2O4, BaAl2O4）等作为发光基质，以稀 土镧系元素[铕(Eu) 、钐( Sm) 、铒(Er) 、钕 (Nd)等] 作为激活剂和助激活剂。
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彩色显示器件
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医药学方面
• 此应用主要集中于生物分子的荧光标记，
一般指用稀土金属离子标记蛋白质（抗体 或抗原），通过超微量分析来检测稀土离 子的荧光强度，由于荧光强度与所含抗体 或抗原的浓度成比例，从而可以计算出测 试样品中抗体或抗原的浓度。该项技术已 经达到了实用化阶段。
• BaMgAl10O17 : Eu————发蓝光
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发光机理
2013-10-12
• 研究表明，向荧光材料中掺入稀土元素，
会大大提高其发光性能。
• 例：向钇铝石榴石Y3Al5O12 (YAG)掺Ce,由于
其发光是由电子的5d-4f跃迁引起的，跃迁 能量受晶体环境影响较大，掺入Ce后，激 发的黄光强度随Ce含量增大而增加，这样 不但可显著提高YAG荧光材料的光转化效率 和光通量，降低材料色温，还可通过调节 发射光谱位置，适应不同白光色度要求。
2013-10-12
溶胶-凝胶法
2013-10-12
• 与传统方法相比，具明显的的优点： • 工艺过程温度低、材料的制备过程易控制、节约 • • • • • •
能源 原料的混合可达分子级、可对产品粒度进行有效 控制 产物化学均匀性好 不足之处： 生产流程过长、成本高 所制前驱体凝胶洗涤困难 干燥时易形成二次颗粒，在热处理时会引起粉体 颗粒的硬团聚，使最终制备的粉体分散性不够好 。
2013-10-12
•
荧光材料是由金属(锌、铬等)硫化物或稀 土氧化物与微量活性剂配合经煅烧而成， 在紫外光(200～400nm)照射下，依颜料中 金属和活化剂种类、含量的不同，而呈现 出各种颜色的可见光(400～800nm)。 例： • YBO3 : Eu ————发红光
• YBO3 : Tb ————发绿光
2013-10-12
简介
• 稀土元素包括镧系元素（15种）以及与镧系元素 •
化学性质相近的钪和钇，共17种元素。（我国是 稀土元素储量最多的国家） 稀土元素具有独特的电子排列特征：在基态时， 它们的原子最外层只有2个电子;同时镧系元素的 原子半径，总趋势上都随着原子核电荷数的增大 而缩小,这种镧系收缩现象使得镧系元素的原子半 径相近,因而稀土元素的化学性质十分相似。稀土 元素电子排列的独特特征决定了稀土元素的独特 性。
稀土荧光材料
目录
• 概念 • 简介 • 发光机理 • 合成方法 • 具体应用
2013-10-12
概念
• 荧光材料：人眼感觉不到余辉，即余
辉时间很短的发光材料。（余辉是指 停止激发之后，仍能发光的行为） • 吸收一定波长的光，立刻向外发出不 同波长的光，称为荧光，当入射光消 失时，荧光材料就会立刻停止发光。 • 稀土荧光材料：是指激活剂或基质中 含有稀土元素的荧光材料。
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化学共沉淀法
2013-10-12
具体应用
• 农业方面：因稀土荧光材料具优良的吸收
紫外线并发射可见光的性能，将其加入到 薄膜中，则可做成农用光转换膜，此薄膜 具有吸收太阳光中对农作物生长不利的紫 外光，并将它转变成农作物光合作用最需 要的红橙色光的作用，可以相对提高农作 物的日照时间，增加单产。目前，这种光 转换膜已经广泛应用于农业上的大棚薄膜 和地覆薄膜，取得了可观的经济效益。