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稀土发光材料让生活更精彩
来源:  作者:本站
稀土是一个巨大的发光材料宝库,在人类开发的各种发光材料中,稀土元素发挥着非常重要的作用。由于稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道,因此,稀土元素原子具有丰富的电子能级,为多种能级的跃迁创造了条件,从而获得多种发光性能。根据激发源的不同,稀土发光材料可分为光致发光(以紫外光或可见光激发)、阴极射线发光(以电子束激发)、X射线发光(以X射线激发)以及电致发光(以电场激发)材料等。
光致发光材料
灯用发光材料自上世纪70年代末实用化以来,促使稀土节能荧光灯、金属卤化物灯向大功率、小型化、低光衰、高光效、高显色、无污染、无频闪、实用化、智能化、艺术化方向发展。主要用于各类不同用途的光源,如照明、复印机光源、光化学光源等。其中三基色荧光粉(由红、绿、蓝三种稀土的荧光粉按一定比例混合而成)制成的节能灯,由于光效高于白炽灯二倍以上,光色也好,受到世界各国的重视。稀土节能荧光灯是具有高照度、高节电、高显色、高寿命且结构紧凑等特点的新一代光源。上世纪70年代末,稀土荧光灯在国外开始得到迅速发展。目前,西欧年产8000万支,占电光源总产量的40%;日本年产量为10000万支,占电光源总量的20%以上;我国年产量为1200万支,仅占电光源总量的0.5%。
阴极射线发光材料-显示用荧光粉
  这种材料主要用于电视机、示波器、雷达和计算机等各类荧光屏和显示器。当前使用的彩色电视红色荧光粉有铕激活的YVO4:Eu、Y2O2S:Eu等。用稀土做成的红色荧光粉色彩鲜艳而稳定,其发光性能大大超过了不含稀土的红粉。因此,全世界对纯氧化铕和纯氧化钇的需求量剧增。在薄板电视中,稀土元素在薄膜中制成夹层结构,从红色变为蓝色仅需50毫秒。目前彩色电视荧光粉的主要生产国有美国、德国、日本、挪威等。
X射线发光(以X射线激发)
医用X射线照相时,为将X射线图像转换为可视图像,需使用增感屏。增感屏也有多种,其中高灵敏度增感屏使用Gd2O2S∶Tb荧光粉。与其它荧光粉相比,Gd2O2S∶Tb可通过X射线励磁发出高效率的白光或绿光。估计这种荧光粉在日本的年产量为
20吨左右。
电致发光材料
为实现彩色电致发光平板显示,目前大力研究开发掺杂稀土的电致发光的薄膜材料,一种等离子显示板(PlasmaDisplayPanel,PDP)已经开发成功,制成了壁挂式的彩色电视机。等离子显示屏中大都采用稀土荧光粉。因此,在等离子显示屏取代了今天的电视后,对稀土荧光粉的需求将大大增加,其用量将是同尺寸阴极射线管的1.5倍。目前阴极射线管中只有红粉采用稀土荧光粉,而等离子显示屏中三色均有使用稀土的可能。待等离子显示屏普及后,屏幕尺寸也将增大,这无疑会提高稀土的总消费量。今后的问题在于等离子显示屏的市场规模及批量生产。
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