1、稀土發光材料一、研究背景：現在的我們生活在一個美好的時代，我們可以觀看一場閃閃發光的演唱會， 也可以透過彩色電視機看到一個仿真的世界，科技使我們擁有了一個豐富多彩的世界，這些 美麗的色彩與發光功能材料密切相關。而這些年來，提到發光材料，幾乎離不開稀土，稀土 發光也似乎覆蓋了整個固體發光的范疇。隨著科技的不斷進步，稀土發光因為其特殊的功能， 受到了很大的關注，對其展開研究也具有獨特的意義。二、材料概述：稀土發光，那稀土是什么，我們先來認識一下稀土元素，（表格百度而來） 看看他們的電子排布表稀土原子的電子結構p原子序數名稱元素P元素符號P內層電子結構J外層電子結構，Scp棋43心泓沙Y，Kr 44

2、53gLap由5d16s25穿皴裘f4f15d16s2 】5卯Prp瑟4所斗W由口伽的Pm瑟4附Q彩淑瑟一4所夠4&瑟f4阡斗飆瑟4F5 疵 gTbP7稀土化合物的發光是基于它們的4f電子在ff組態之勺或fd組態之間的躍遷。具有未充、滿的彳態的變化是引發- 調節和轉換材半1功能特性的重要因素發光材料的某些功能往彳往可前過價態的變化是引1以68 3.、見1/和轉換材個1功能特性的重要因素，發光材料的 亡,矣.身杲些功能往任可7稀土價態的改變來:實現。麝Tm瑟4.P* 時J7%不 心、 土半、心|,冷.卜TbQEXe 口4嚴隴，3W夕彳稀土發光材料優點、；與-般元素相|比，稀土元素4t E且子層構

3、型的特點，使其化合物具，有多種熒光特性。+3價稀土離子f-f躍遷呈現尖銳的線狀光譜，發光的色純度高。熒光壽命跨越從納秒到毫秒6個數量級。吸收激發能量的能力強，轉換效率高。物理化學性質穩定，可承受大功率的電子束、高能輻射和強紫外光的作用。三、目前應用領域:，磷酸鹽，硼酸鹽三大體系。激活的氧化釔、有時用Bi3三、目前應用領域:，磷酸鹽，硼酸鹽三大體系。激活的氧化釔、有時用Bi3+共摻雜藍粉：銪（Eu2+）激活的硅酸鹽基質，銪（Eu2+）激活的鋁酸鹽基質，銪（Eu2+）激活的氯磷酸鹽基質，銪（Eu2+）激活的鋇鎂鋁酸鹽綠粉：鋱（Tb3+）、鉍（Bi3+）和鈰（Ce3+ ）激活的鎂鋁酸鹽，鋱（Tb3+

4、 ）和釓（Gd3+）激活的鎂鋇鋁酸鹽。稀土三基色熒光粉推動了綠色照明的發展，環保，高效。但是，三基色熒光粉價格昂貴。如 何降低稀土粉的成本，合理的運用成為今后發展的主題。2,照明（！）新一代高頻環保節能燈管，燈管的特點是涂敷稀土三基色熒光粉為發光體，降 低了能耗、減少了汞污染。（2）碳弧燈，稀土氟化物加入到棒芯中，使弧光強度提高到10倍，同時弧光顏色由淺黃色 變為接近日光色。這種碳弧燈用作探照燈以及彩色電影攝像和放映。（3）在低壓汞燈的外殼涂以適當厚度的熒光粉，另外還有銪激活的釩硼酸釔以及鹵化硅熒 光粉作為高壓汞燈的熒光粉。3稀土長余輝發光材料稀土激活的硫化物長余輝材料的發光顏色較為豐富，尤其

5、是紅色發光是其他基質長余輝材 料尚無法實現的。就有了以下幾種紅色稀土長余輝發光粉ZnS： Eu2+ ； SrS： Eu2+, Er3+ ； Ca1-xSrxS： Eu2+, Dy3+, Er3+稀土激活的堿土鋁酸鹽長余輝材料是指以堿土金屬（主要是Sr、Ca）鋁酸鹽為基質，Eu2+ 為激活劑，Dy3+和Nd3+等中重稀土的離子為輔助激活劑的發光材料。在鋁酸鹽材料中，研究最多、應用最普遍的是SrAl2O4： Eu2+, Dy3+黃綠色熒光粉。稀土長余輝發光材料用于道路交通標志，如路標、護欄、地鐵出口、臨時防護線等；在飛機、 船舶、火車及汽車上涂以長余輝標志，目標明顯，可減少意外事故的發生。美國利用

6、發光纖 維制造發光織物，制成夜間在道路上執勤人員的衣服。還可以制成發光涂料，發光油墨，發 光纖維，發光陶瓷，在建筑裝潢方面，可以裝飾、美化市內外環境，還可以用于儀器儀表盤 的指示。總之，稀土發光材料廣泛應用于照明、顯示、顯像、醫學放射圖像、輻射場的探測 和記錄等領域，形成了很大的工業生產和消費市場規模，并正在向其他新興技術領域擴展。四、國內目前從事稀土發光材料的企業介紹：1科恒股份：國內稀土發光材料行業的龍頭企業，科恒股份于1997年開始從事稀土發光材料 的研究、生產和銷售，是我國較早從事稀土發光材料研究和生產的企業之一。公司目前已儲 備及正在研發包括鋰電池材料、稀土催化劑等非稀土發光材料業務

7、的產品技術。2包鋼稀土：最近幾年，包鋼稀土對發光材料的關注也是上升，2012在江蘇靖江開動了稀土 發光項目，還成立了稀土發光研究院，推動國內綠色照明3大連路明公司自攻克光一光轉換這一世界尖端課題后，至今已擁有國內外30余項專利， 另外，我國以“躍龍”為代表的燈用稀土熒光粉開發研制生產的一批骨干企鏈，江蘇常熟 市江南熒光材料廠、江蘇靖江犬彩新材料股份有限公司，杭州大明熒光材料有限公司、廣 東江門市科恒實業公司、浙江陽光集團股份有限公司，浙江南混新世紀節能材料廠、常熟市 亞太新光源有限公司，產業已逐步形成了規模經濟。五：我國研究進展存在問題和解決方法：(1)我國稀土發光材料產業結構不合理，傳統小作

8、坊式，技術實力和生產裝備較差的中小 生產企業為數眾多。所以我們我們應該優化產業結構，積極創新，爭取向節能環保方面靠攏。 (2)由于受到生產技術水平有限，國內大部分稀土發光材料企業主要生產中低端稀土發光材 料，而在高端稀土發光材料領域，國內少有企業具備相應技術儲備。我們可以引進外國的技 術，中外合作等等，然后再自我開發，努力研究。總結：隨著人們環保節能意識的加強、國家節能減排戰略的實施以及電子信息產業的蓬勃發 展，我覺得在未來幾年稀土發光材料市場一定會興起。稀土發光材料在人們的生活和生產中 的應用會越來越廣泛，新型的稀土發光材料肯定會層出不窮,其奇特的性能也會不斷涌現，一 定會更多地為人們的生活服務。參考文獻：張希艷、盧利平稀土發光材料，北京：國防工業