1、長余暉發光材料長余暉發光材料青紅梅青紅梅2014230012主要內容主要內容 長余輝發光材料定義 長余輝發光材料的類型 長余輝材料研究現狀 長余輝材料發光機制 長余輝材料制備方法 1.長余輝發光材料長余輝發光材料長余輝發光材料也被稱作蓄光材料，或者夜光材料，指的是在自然光或其它人造光源照射下能夠存儲外界光輻照的能量，然后在某一溫度下（指室溫），緩慢地以可見光的形式釋放這些存儲能量的光致發光材料。 2.長余輝發光材料的類型及發展歷程長余輝發光材料的類型及發展歷程 從基質成分的角度劃分，目前長余輝發光材料主要包括：硫化物型堿土鋁酸鹽型硅酸鹽型其它基質型長余輝發光材料2.1硫化物長余輝材料硫化物長余

2、輝材料 硫化物長余暉材料是最早發現具有余暉現象的材料。可分為兩大類：過渡金屬硫化物體系(Zn,Cd)S，以及堿金屬硫化物體系(Mg,Ca,Sr)S。如發綠光的ZnS:Cu，發黃色光的 ZnCdS:Cu，發藍紫光的 CaS:Bi。但是硫化物體系長余輝材料發光亮度低、余輝時間短、化學穩定性差、易潮解, 因而在實際使用中受到了極大制約。2.2 堿土鋁酸鹽長余輝材料堿土鋁酸鹽長余輝材料 堿土鋁酸鹽長余輝材料主要是以鋁酸鹽為基質,摻入稀土元素銪(Eu2+)作為激活劑,并添加Dy3+或Nd3+作為輔助激活劑。 堿土鋁酸鹽系稀土長余輝發光材料，主要有兩類化合物組成:堿土正鋁酸鹽、堿土多鋁酸鹽。堿土鋁酸鹽系列

3、發光材料具有如下優點：發光效率高、余輝時間長、化學性質穩定、無放射性危害。但堿土鋁酸鹽材料發光顏色單一、合成溫度高、遇水易潮解。 幾種常見的長余輝發光粉的發光特性2.3 硅酸鹽及其它基質長余輝材料硅酸鹽及其它基質長余輝材料 以硅酸鹽為基質的發光材料具有良好的化學穩定性和熱穩定性, 而且高純二氧化硅原料價廉、易得，燒結溫度比鋁酸鹽體系低 100以上。其中以發藍光的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+發光材料性能最好，發光亮度、余 輝 時 間 均 優 于 鋁 酸 鹽 體 系 中 發 藍 紫 光 的CaAl2O4:Eu2+，Nd3+。 3.長余輝材料研究現狀長余輝材料研究現狀 目前獲得實際應用的

4、長余輝發光材料，主要是SrAl2O4:Eu2+，Dy3+綠光長余輝材料，Sr4Al14O25:Eu2+，Dy3+藍綠光長余輝材料，Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3藍光長余輝材料，Y2O2S:Eu3+，Ln 紅光長余輝材料，以及傳統的硫化物長余輝材料，其它各類長余輝材料均處于研究階段。由表中數據可以看出，各種長余輝材料中以鋁酸鹽基 SrAl2O4: Eu2+，Dy3+和 Sr4Al14O25:Eu2+，Dy3+發光性能最為優異。4.長余輝材料發光機制長余輝材料發光機制4.1 長余輝發光機制的幾點共識長余輝發光機制的幾點共識 目前雖未完全了解長余輝發光機制， 但至少已取得如下共識：摻雜 Eu

5、2+ 是發光中心；晶體中存在的各種缺陷對發光與余輝有著重要的影響；共摻雜三價稀土離子 Re3+的添加產生了更多缺陷能級；激發時產生的電子和空穴分別被電子陷阱和空穴陷阱捕獲；熱擾動下陷阱捕獲的電子或空穴以合適的速度釋放出來；電子和空穴的復合導致發光。 4.2 長余輝發光機制模型長余輝發光機制模型 長余輝發光材料與光激勵發光材料、熱釋光材料同屬于電子俘獲材料。其發光現象是由材料中的陷阱能級結構所致，由于能級結構的復雜性以及受測試分析手段所限，長余輝材料的發光機制目前還沒有十分清晰統一的理論模型。根據不同的試驗研究提出了不同的發光機制，目前主要有空穴轉移模型、位形坐標模型、電子陷阱模型、能量傳遞模型

6、等，其中以位形坐標模型最為人們所認可。圖 1 為位形坐標模型示意圖。縱坐標表示晶體中發光中心 Eu2+的勢能，橫坐標表示 Eu2+和周圍配位離子的位形。A 是 Eu2+的基態能級，B 是 Eu2+的激發態能級，C 是摻入的雜質離子或者基質中的一些其它缺陷所產生的陷阱能級。在外部光源的激發下，電子從基態躍遷到激發態（過程 1），處于激發態 B 的電子，一部分高能態外層（發生躍遷的電子并不都是最外層電子）躍遷回基態 A，降低的能量產生 Eu2+的特征發光（過程 2），另一部分則通過非輻射馳豫過程被陷阱能級 C 捕獲（過程 3）。當存儲在陷阱 C 中的電子吸收熱擾動能量后，重新受激發回到激發態 B，然后躍遷回基態 A 而產生長余輝發光。5.長余輝材料制備方法長余輝材料制備方法 目前長余輝發光材料的合成方法主要有高溫固相法、化學共沉淀法、溶膠凝膠法、微波合成法、燃燒法、水熱（溶劑）合成法、微乳液法、噴霧熱解法、爆轟法等。 其中高溫固相法是發光材料行業中傳統的也是目前最主要的制備方法,生產工藝比較成熟，但是焙燒溫度高(11001400)，反應時間