我国稀土荧光粉标准体系概况

我国稀土荧光粉标准体系概况

目前，只有我国具备较完整的稀土荧光粉标准体系，其他国家均没有稀土荧光粉方面的国家标准和行业标准，国外只有一些稀土方面的企业标准。经标准审定会专家确认，这一系列灯粉标准内大部分标准都达到了国际先进水平，如《白光LED灯用稀土黄色荧光粉》、《灯用稀土三基色荧光粉》、《稀土长余辉荧光粉》等3项产品标准及相关的8项试验方法标准，达到了国际先进标准，其余标准也都达到了国际一般水平。

一批灯粉标准颁布和实施，满足了我国稀土荧光粉产业发展的需要，建立了稀土荧光粉标准体系，体系中包括产品标准、分析测试方法标准、标准样品等，从而为建立先进、完善与国际接轨的稀土标准体系打下了良好的基础。在标准制的修订工作中，标准起草单位充分调研国内外生产和贸易情况，调查收集相关数据，搜集国内外标准资料及技术报告、技术协议及定货合同等，以我国稀土荧光粉行业的生产实际情况为基础，充分考虑到标准的先进性、科学性、合理性、适用性以及与国际接轨的原则，标准基本上满足了行业的需求。

目前，只有我国具备较完整的稀土荧光粉标准体系，其他国家均没有稀土荧光粉方面的国家标准和行业标准，国外只有一些稀土方面的企业标准。经标准审定会专家确认，这一系列灯粉标准内大部分标准都达到了国际先进水平，如《白光LED灯用稀土黄色荧光粉》、《灯用稀土三基色荧光粉》、《稀土长余辉荧光粉》等3项产品标准及相关的8项试验方法标准，达到了国际先进标准，其余标准也都达到了国际一般水平。

一、灯用稀土三基色荧光粉及其试验方法

于1993我国建立了国家标准，2002年进行了修订。此次修订对该标准的红粉、蓝粉、绿粉中的相对亮度、发射光谱和色度性能、热稳定性、密度、比表面积等指标分别进行了调整;同时考核混合粉的色度性能和中心粒径。值得一提的是，此次修订的标准中相对亮度及比表面积的测定，采用了已颁布实施的国家标准样品进行测定，使其相对亮度的测定更具有可比性，同时提高了比表面积测定的准确性，而且增加了对热猝灭性、pH值及电导率的考核。本标准与GB/T 14633-2002相比，主要有如下变化：

规范性引用文件中增加了引用标准GB/T 5838《荧光粉名词术语》和GB/T20170.1《稀土金属及其化合物物理性能测试方法稀土化合物粒度分布的测定》;

删除“粒度分布”、“相关色温”的定义;增加“热猝灭性”的定义;对“热稳定性”中相对亮度和色品坐标的符号表示进行了调整;

对红色荧光粉色品坐标的中心值(xm ，ym)、蓝色荧光粉色品坐标的中心值(ym)及对原表1、表2、表3、表4中的颗粒特性(包括中心粒径、比表面积)的考核，均由考核中心值和偏差值调整为只考核偏差值，中心值由供需双方协商确定;

删除原表1、表2、表3中对粒度分布的考核;

删除原表1、表2中对热稳定性的考核，原表3热稳定性的考核温度由550℃调整为600℃;

合并原表1、表2、表3。

各牌号增加对热猝灭性、pH值及电导率的考核指标;

删除原表4对相对亮度、相关色温的考核;对色品坐标的偏差值和显色指数的指标做了调整。

灯用稀土三基色荧光粉主要技术指标情况如下：

1.相对亮度的测定

本标准的测试方法较为成熟，由于稀土荧光粉的标准样品已经研制出来，这对准确检验产品，保证产品质量意义重大。本次试验采用多家生产厂提供样品以标准荧光粉测试多家样品。为使测试数据更具有可比性，要求灯用稀土三基色荧光粉的相对亮度及比表面积的测定采用国家标准样品“灯用稀土三基色标准样品(GSB04-1649~1653-2003)”进行测定，试验数据准确度良好。

2.发射光谱和色度性能的测定

校正灯的性能是否稳定、准确，直接关系到测量仪器的准确性，因而校正灯由每隔两年或两年内累计使用 100h改为每隔一年或一年内累计使用 50h，同时将253.7nm辐射强度稳定度优于0.5%调整为253.7nm辐射强度稳定度优于0.2%/10min。随着仪器测量精度的提高，波长不确定度标准偏差由不大于1nm，调整为标准偏差不大于0.5nm;波长不确定度标准偏差由均不大于0.5nm调整为标准偏差均不大于0.2nm。同时将色品坐标u、v标准重现性优于0.0002调整为色品坐标u、v标准重现性优于0.0003。

3.热稳定性的测定

荧光粉在某一温度下加热(一般为空气条件)冷却到室温后，测试其发光亮度，并与其未加热时的发光亮度对比。由于加热对荧光粉的激活剂的价态等产生了破坏，从而使发光亮度降低。荧光粉(烤管时)对热处理的稳定性，主要考虑激活剂等价态容易被氧化的荧光粉，如蓝粉等。本标准为提高热稳定性测试要求，最初建议保温时间为1h，但考虑制灯工艺和节省电源，认为0.5h就足够分析稀土三基色荧光粉的热稳性能，所以补充实验了为

600°C/0.5h的数据。另本次试验过程中发现不同试验的单位对样品的试验结果差异较大，分析主要原因是炉膛温度控制不准，实验区域必须是恒温区，如果炉温控制好，做出的实验数据就会稳定。

4.密度的测定

由于以前用的密度瓶现在市场上流通很少，不容易获得。为了方便各单位使用，将以前使用的密度瓶改为标准规格的比重瓶;这种比重瓶有25mL和50mL两种规格。从节约浸透剂和待测样品量的角度考虑，选用25mL规格的比重瓶作为测量容器。从验证结果的数据来看，超声的功率大小和时间长短、真空度的大小和时间长短以及粉的质量对得到的密度结果数据都没有明显的偏差，这是无水乙醇的表面张力小，浸透性好，再加上适当的超声和抽真空处理步骤，故其偏差小。因此，实验步骤仍为：超声功率50W，超声时间5min，真空度达0.9kPa，真空时间10min。

5.比表面积的测定

本标准中规定测试仪器常数K时必须使用标准荧光粉，因为采用不同的荧光粉为参比，所测得的仪器常数K值存在明显的不同，所以测试不同种类的荧光粉比表面积时，应分别以其相应种类的比表面积标准样品为参比，得到各自的仪器常数K值，并以此为计算依据。

6.热猝灭性的测定

热猝灭性(温度猝灭)由温度升高引起的发光效率下降的现象。这主要是由于温度升高使发光中心和晶格的耦合加强，使发光中心的能量以晶格振动的形式消耗了，从而造成了发光效率的下降。本标准中包含相对亮度热猝灭性Bq，色品坐标热猝灭性Δx′、Δy′。考虑点亮的灯中不停发出热量，荧光粉受热随着温度的升高发光亮度和色品坐标发生猝灭。目前，日本和欧美企业在对稀土荧光粉的光电特性、物理性能考核方面，最终以标准灯进行测试比对。而我国由于制灯企业工艺、工装设备的差异性，较难用粉体制成灯后与标准灯对比的参数情况来考核粉体质量。为了与国外先进标准靠拢，同时更真实地评判粉体质量水平，此次修订增加了考核热猝灭性能的指标，即模拟灯点燃温度状态下粉的光色参数变化。但目前我国对此没有成熟的测试手段，使得该考核项目难以建立。为此，杭州远方光电信息有限公司给予了大力配合，投入了大量的人力、物力和财力，经过一年多的反复试验，完成了该仪器的研制工作，并且通过对产品样品比对的分析数据来看，满足了热猝灭测定的需求。

二、稀土长余辉荧光粉及其试验方法

《稀土长余辉荧光粉》为首次制定。该标准按其基质材料的组成分为：碱土铝酸盐、硅酸盐、硫氧化物等3大类，各类分为若干个牌号。考核了相对亮度、发射主峰、色品坐标、发光颜色、中心粒径、粒度分布等。在建立该产品标准的同时建立了相对亮度及发射主峰、色品坐标的试验方法。主要考核指标情况如下：

1.相对亮度