长余晖发光材料 青红梅分解
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几种常见的长余辉发光粉的发光特性
2.3 硅酸盐及其它基质长余辉材料
以硅酸盐为基质的发光材料具有良好的化学稳定性和 热稳定性, 而且高纯二氧化硅原料价廉、易得，烧结温 度比铝酸盐体系低 100℃以上。其中以发蓝光的 Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+发光材料性能最好，发光亮度、 余辉时间均优于铝酸盐体系中发蓝紫光的 CaAl2O4:Eu2+，Nd3+。
THANK YOU
图 1 为位形坐标模型示意图。纵坐 标表示晶体中发光中心 Eu2+的势能， 横坐标表示 Eu2+和周围配位离子的 位形。A 是 Eu2+的基态能级，B 是 Eu2+的激发态能级，C 是掺入的杂 质离子或者基质中的一些其它缺陷 所产生的陷阱能级。在外部光源的 激发下，电子从基态跃迁到激发态 （过程 1），处于激发态 B 的电子， 一部分高能态外层（发生跃迁的电 子并不都是最外层电子）跃迁回基 态 A，降低的能量产生 Eu2+的特征 发光（过程 2），另一部分则通过非 辐射驰豫过程被陷阱能级 C 捕获 （过程 3）。当存储在陷阱 C 中的 电子吸收热扰动能量后，重新受激 发回到激发态 B，然后跃迁回基态 A 而产生长余辉发光。
2.长余辉发光材料的类型及发展历程
从基质成分的盐型 硅酸盐型 其它基质型长余辉发光材料
2.1硫化物长余辉材料
硫化物长余晖材料是最早发现具有余晖现象的材料。可分为 两大类：过渡金属硫化物体系(Zn,Cd)S，以及碱金属硫化物体 系(Mg,Ca,Sr)S。如发绿光的ZnS:Cu，发黄色光的 ZnCdS:Cu， 发蓝紫光的 CaS:Bi。但是硫化物体系长余辉材料发光亮度低、 余辉时间短、化学稳定性差、易潮解, 因而在实际使用中受到 了极大制约。
5.长余辉材料制备方法
目前长余辉发光材料的合成方法主要有高温固相法、化学共 沉淀法、溶胶凝胶法、微波合成法、燃烧法、水热（溶剂）合 成法、微乳液法、喷雾热解法、爆轰法等。 其中高温固相法是发光材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，但是焙烧温度高(1100~1400℃)， 反应时间长(2~3h)，产品冷却需要较长的时间，产物的硬度大， 要得到适于应用的粉末状材料，就必须球磨，耗时耗能，且粉 体发光亮度衰减严重。目前其它合成方法还处于试验研究阶段， 离工业生产还有一定的距离。
长余晖发光材料
青红梅 2014230012
主要内容
• 长余辉发光材料定义 • 长余辉发光材料的类型 • 长余辉材料研究现状
• 长余辉材料发光机制
• 长余辉材料制备方法
1.长余辉发光材料
长余辉发光材料也被 称作蓄光材料，或者 夜光材料，指的是在 自然光或其它人造光 源照射下能够存储外 界光辐照的能量，然 后在某一温度下（指 室温），缓慢地以可 见光的形式释放这些 存储能量的光致发光 材料。
4.2 长余辉发光机制模型
长余辉发光材料与光激励发光材料、热释光材料同 属于电子俘获材料。其发光现象是由材料中的陷阱能 级结构所致，由于能级结构的复杂性以及受测试分析 手段所限，长余辉材料的发光机制目前还没有十分清 晰统一的理论模型。根据不同的试验研究提出了不同 的发光机制，目前主要有空穴转移模型、位形坐标模 型、电子陷阱模型、能量传递模型等，其中以位形坐 标模型最为人们所认可。
2.2 碱土铝酸盐长余辉材料
碱土铝酸盐长余辉材料主要是以铝酸盐为基质,掺入稀 土元素铕(Eu2+)作为激活剂,并添加Dy3+或Nd3+作为辅助 激活剂。
碱土铝酸盐系稀土长 余辉发光材料，主要有 两类化合物组成: 碱土正铝酸盐、碱土多 铝酸盐。
碱土铝酸盐系列发光材料具有如下优点： 发光效率高、余辉时间长、化学性质稳定、无放射性 危害。但碱土铝酸盐材料发光颜色单一、合成温度高、 遇水易潮解。
3.长余辉材料研究现状
目前获得实际应用的长余辉发光 材料，主要是SrAl2O4:Eu2+，Dy3+绿 光长余辉材料，Sr4Al14O25:Eu2+， Dy3+蓝绿光长余辉材料， Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3蓝光长余辉材 料，Y2O2S:Eu3+，Ln 红光长余辉材 料，以及传统的硫化物长余辉材料， 其它各类长余辉材料均处于研究阶段。 由表中数据可以看出，各种长余辉材 料中以铝酸盐基 SrAl2O4: Eu2+，Dy3+ 和 Sr4Al14O25:Eu2+，Dy3+发光性能最 为优异。
4.长余辉材料发光机制
4.1 长余辉发光机制的几点共识
目前虽未完全了解长余辉发光机制， 但至少已 取得如下共识：①掺杂 Eu2+ 是发光中心； ②晶体中存在的各种缺陷对发光与余辉有着重要 的影响； ③共掺杂三价稀土离子 Re3+的添加产生了更多缺 陷能级； ④激发时产生的电子和空穴分别被电子陷阱和空 穴陷阱捕获； ⑤热扰动下陷阱捕获的电子或空穴以合适的速度 释放出来； ⑥电子和空穴的复合导致发光。
2.3 硅酸盐及其它基质长余辉材料
以硅酸盐为基质的发光材料具有良好的化学稳定性和 热稳定性, 而且高纯二氧化硅原料价廉、易得，烧结温 度比铝酸盐体系低 100℃以上。其中以发蓝光的 Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+发光材料性能最好，发光亮度、 余辉时间均优于铝酸盐体系中发蓝紫光的 CaAl2O4:Eu2+，Nd3+。
THANK YOU
图 1 为位形坐标模型示意图。纵坐 标表示晶体中发光中心 Eu2+的势能， 横坐标表示 Eu2+和周围配位离子的 位形。A 是 Eu2+的基态能级，B 是 Eu2+的激发态能级，C 是掺入的杂 质离子或者基质中的一些其它缺陷 所产生的陷阱能级。在外部光源的 激发下，电子从基态跃迁到激发态 （过程 1），处于激发态 B 的电子， 一部分高能态外层（发生跃迁的电 子并不都是最外层电子）跃迁回基 态 A，降低的能量产生 Eu2+的特征 发光（过程 2），另一部分则通过非 辐射驰豫过程被陷阱能级 C 捕获 （过程 3）。当存储在陷阱 C 中的 电子吸收热扰动能量后，重新受激 发回到激发态 B，然后跃迁回基态 A 而产生长余辉发光。
2.长余辉发光材料的类型及发展历程
从基质成分的盐型 硅酸盐型 其它基质型长余辉发光材料
2.1硫化物长余辉材料
硫化物长余晖材料是最早发现具有余晖现象的材料。可分为 两大类：过渡金属硫化物体系(Zn,Cd)S，以及碱金属硫化物体 系(Mg,Ca,Sr)S。如发绿光的ZnS:Cu，发黄色光的 ZnCdS:Cu， 发蓝紫光的 CaS:Bi。但是硫化物体系长余辉材料发光亮度低、 余辉时间短、化学稳定性差、易潮解, 因而在实际使用中受到 了极大制约。
5.长余辉材料制备方法
目前长余辉发光材料的合成方法主要有高温固相法、化学共 沉淀法、溶胶凝胶法、微波合成法、燃烧法、水热（溶剂）合 成法、微乳液法、喷雾热解法、爆轰法等。 其中高温固相法是发光材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，但是焙烧温度高(1100~1400℃)， 反应时间长(2~3h)，产品冷却需要较长的时间，产物的硬度大， 要得到适于应用的粉末状材料，就必须球磨，耗时耗能，且粉 体发光亮度衰减严重。目前其它合成方法还处于试验研究阶段， 离工业生产还有一定的距离。
长余晖发光材料
青红梅 2014230012
主要内容
• 长余辉发光材料定义 • 长余辉发光材料的类型 • 长余辉材料研究现状
• 长余辉材料发光机制
• 长余辉材料制备方法
1.长余辉发光材料
长余辉发光材料也被 称作蓄光材料，或者 夜光材料，指的是在 自然光或其它人造光 源照射下能够存储外 界光辐照的能量，然 后在某一温度下（指 室温），缓慢地以可 见光的形式释放这些 存储能量的光致发光 材料。
4.2 长余辉发光机制模型
长余辉发光材料与光激励发光材料、热释光材料同 属于电子俘获材料。其发光现象是由材料中的陷阱能 级结构所致，由于能级结构的复杂性以及受测试分析 手段所限，长余辉材料的发光机制目前还没有十分清 晰统一的理论模型。根据不同的试验研究提出了不同 的发光机制，目前主要有空穴转移模型、位形坐标模 型、电子陷阱模型、能量传递模型等，其中以位形坐 标模型最为人们所认可。
2.2 碱土铝酸盐长余辉材料
碱土铝酸盐长余辉材料主要是以铝酸盐为基质,掺入稀 土元素铕(Eu2+)作为激活剂,并添加Dy3+或Nd3+作为辅助 激活剂。
碱土铝酸盐系稀土长 余辉发光材料，主要有 两类化合物组成: 碱土正铝酸盐、碱土多 铝酸盐。
碱土铝酸盐系列发光材料具有如下优点： 发光效率高、余辉时间长、化学性质稳定、无放射性 危害。但碱土铝酸盐材料发光颜色单一、合成温度高、 遇水易潮解。
3.长余辉材料研究现状
目前获得实际应用的长余辉发光 材料，主要是SrAl2O4:Eu2+，Dy3+绿 光长余辉材料，Sr4Al14O25:Eu2+， Dy3+蓝绿光长余辉材料， Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3蓝光长余辉材 料，Y2O2S:Eu3+，Ln 红光长余辉材 料，以及传统的硫化物长余辉材料， 其它各类长余辉材料均处于研究阶段。 由表中数据可以看出，各种长余辉材 料中以铝酸盐基 SrAl2O4: Eu2+，Dy3+ 和 Sr4Al14O25:Eu2+，Dy3+发光性能最 为优异。
4.长余辉材料发光机制
4.1 长余辉发光机制的几点共识
目前虽未完全了解长余辉发光机制， 但至少已 取得如下共识：①掺杂 Eu2+ 是发光中心； ②晶体中存在的各种缺陷对发光与余辉有着重要 的影响； ③共掺杂三价稀土离子 Re3+的添加产生了更多缺 陷能级； ④激发时产生的电子和空穴分别被电子陷阱和空 穴陷阱捕获； ⑤热扰动下陷阱捕获的电子或空穴以合适的速度 释放出来； ⑥电子和空穴的复合导致发光。