《长余辉材料》word版

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1、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。目前稀土离子掺杂的碱土铝(硅)酸盐长余辉材料已进入实用阶段。市场上可见的产品除了初级的荧光粉外,主要有夜光标牌、夜光油漆、夜光塑料、夜光胶带、夜光陶瓷、夜光纤维等,主要用于暗环境下的弱光指示照明和工艺美术品等。随着长余辉材料的形态从粉末扩展至玻璃、单晶、薄膜和玻璃陶瓷，对长余辉材料应用的探讨也从弱光照明、指示等扩展到信息存储、高能射线探测等领域。长余辉材料受到人们越来越多

2、的重视。1长余辉发光材料的类型及发展历程从基质成分的角度划分，目前长余辉发光材料主、要包括硫化物型、碱土铝酸盐型、硅酸盐型及其它基质型长余辉发光材料。1.1硫化物长余辉材料长余辉发光材料具有很长的发展历史。1866年法国的Sidot首先制备出发绿光的长余辉材料ZnS:Cu，并于20世纪初实现了工业化生产。其后又开发出多种硫化物体系长余辉材料，如发蓝紫光的CaS:Bi，发黄色光的ZnCdS:Cu。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,虽然可以通过添加放射性元素、材料包膜处理等手段来克服这些缺点,但放射性元素的加入对人身健康和

3、环境都会造成危害,因而在实际使用中受到了极大制约。1.2碱土铝酸盐长余辉材料1968年，Palilla等人[1]在研究过程中首次观察到SrAl2O4:Eu2+的余辉现象，1991年宋庆梅等[2,3]报道了铝酸锶铕(SrAl2O4:Eu2+和Sr4Al14O25:Eu2+)磷光体的合成及发光特性，1993年肖志国[4]率先发现了以SrAl2O4:Eu2+，Dy3+为代表的多种稀土离子共掺杂碱土铝酸盐长余辉发光材料。由于Dy的加入使得该材料的发光性能比SrAl2O4:Eu2+大大提高，余辉时间可达ZnS:Cu的10倍以上，从此以Eu2+为激活剂、多种稀土离子

4、共掺杂的碱土铝酸盐发光材料成为国内外竞相研究开发的热点，并很快实现了产业化。1996年，Matsuzawa等人[5]通过测定光电导性来确定SrAl2O4:Eu2+，Dy3+长余辉发光材料发光机制。1997年，Yamamoto等[6]报道了SrAl2O4:Eu2+，Dy3+和CaAl2O4:Eu2+，Nd3+的长余辉发光机制。他们认为长余辉磷光是由Dy3+或Nd3+形成的陷阱,热释能级要有最适宜的深度。1998年，WeiyiJia等[7]首次报道了长余辉碱土铝酸盐的单晶生长,研究了SrAl2O4:Eu2+，Dy3+单晶结构中的发光动力学。1999年张天之等

5、[8]通过总结MAl2O4:Eu2+，RE3+(M=Mg，Ca，Sr，Ba；RE=Y，La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yo，Lu)的发光规律,对以往的热释发光及余辉机制提出了质疑，并提出了他认为可能的机制。1999年,黄世炎等[9]研究了原料纯度、恒温时间、还原剂加入量及降温方式对SrAl2O4:Eu，Dy长余辉发光粉的余辉亮度及持续时间的影响。2002年,Haranath[10]就SrAl2O4:Eu，Dy的烧成条件，如加热速度、保温时间、冷却速度等对发光材料发光特性的影响作了详细定量描述。发黄绿光的SrAl2O4:E

6、u2+，Dy3+和发蓝绿光的Sr4Al14O25:Eu2+，Dy3+是目前性能最好的长余辉发光材料，其发光亮度、余辉时间和化学稳定性，是第1代硫化物体系长余辉材料所无法比拟的。但碱土铝酸盐材料发光颜色单一、合成温度高、遇水易潮解。近年来，人们逐渐把研究范围拓展到了其它基质体系，其中以硅酸盐材料研究最多。1.3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由于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。事实上，长期以来人们都重视对硅酸盐荧光粉的研究和开发。Barry等[11~13]于1968年就报

7、道了多种硅酸盐发光材料的光谱特性,但有关硅酸盐体系长余辉性能的研究一直没有突破性进展。肖志国[14,15]于20世纪末开发出了一系列焦硅酸盐长余辉材料，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+。其它基质体系中获得实际应用的长余辉发光材料有Eu3+和Sm3+激活的发红光的稀土硫氧化物长余辉材料[16~18]，对于Pr3+激活的碱土钛酸盐材料的研究也较多[19,20]，其余长余辉材料的研究报道还不多见。2长余辉材料研究现状目前获得实际应用的长余辉发

8、光材料，主要是SrAl2O4:Eu2+，Dy3+绿光长余辉材料，Sr4Al14O