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文档简介

荧光粉名词术语本标准规定了荧光粉材料生产、性能测试和科研、教学中的常用名词术语的定义。1 基本概念l.1 发光luminescence发光是物体热辐射之外的一种辐射,又称为“冷光”。这种辐射的持续时间要超过光的振动周期。l.2 荧光fluorescence激发停止后,持续时间小于108 s的发光称为荧光。蒸汽、气体或液体在室温下的发光,是典型的荧光。但有时不以发光的持续时间作为荧光的定义,而是把分子的自发发射称为荧光。1.3 磷光phosphorescence激发停止后,持续时间大于108 s的发光称为磷光。重金属激活的碱土金属发光物质的发光是典型的磷光。而有时则把晶体的复合发光称为磷光。但现在对荧光和磷光已不作严格区别。1.4 光致发光photoluminescence用紫外、可见或红外辐射激发发光材料而产生的发光称为光致发光,常见的如日光灯的发光就是光致发光。1.5 电致发光electroluminescence在电场或电流作用下引起固体的发光现象统称为电致发光。目前常见的电致发光材料有三种形态:结型、薄膜和粉末,其中粉末电致发光又有直流和交流之分。1.6交流电致发光ACelectroluminescence由交流电场引起的发光现象称为交流电致发光。它靠交变电场激发,即使通过的传导电流很小,仍可得到发光。1.7直流电致发光DCelectroluminescence由直流电场和电流作用引起的发光现象称为直流电致发光。它和交流电致发光不同,要求有电流流过发光体颗粒,否则不论电场有多强也不能得到发光。1.8 阴极射线致发光cathodoluminescence固体受高速电子束轰击所引起的发光称为阴极射线致发光,各种示波管、显象管,雷达指示管是典型的阴极射线致发光器件。1.9 X射线致发光Xray luminescence由X射线激发发光物质产生的现象称为X射线致发光,如X光荧光屏。 1.10 放射线致发光redio luminescence由放射性物质的射线激发发光物质产生的发光称为放射线致发光。如夜光表上的发光就是由钷)(Pm-4) 射线激发硫化锌 :铜产生的发光。 1.11 闪烁scintillation电离粒子(、或射线)激发荧光体所引起的瞬时(约10-6s以下)闪光称为闪烁。1.12 热释发光thermoluminescence发光体的温度升高后贮存的能量以光的形式释放出来的现象叫热释发光或加热发光。其发光强度与温度的关系叫热释发光曲线。热释发光反映了固体中电子陷阱的深度和分布,可以测量物体所受辐射计量,做成计量计,可以鉴别文物的真伪和化石的年代。1.13 原子的状态和能级state and energy level of atom由原子核和围绕核运动的电子组成的原子(或离子)。它们的总能量在一定范围内只能取一系列不连续的确定的分立值,这些分立的能量值称为原子的能级,并对应于不同的能量状态。1.14 能级图energy level diagram按微观粒子系统容许具有的能量大小,由低到高按次序用一些线段表示出来,这就叫做系统的能级图。能级的数目是无限的,通常只画出和所研究问题有关的能级。1.15 能级的简并degeneracy of energy level在某些情况下,对应于某一能量E,微观系统可以有n个不同的状态,这种情况称为能级的简并。同一能级的不同状态数g,称为该能级的简并度。1.16 能级的分裂split of energy level微观系统在电场、磁场等的作用下,原来简并的能级分裂成几个能级的现象称为能级的分裂。1.17 基态ground state原子或分子以及由它们组成的系统都有许多特定的,各不相同的能量状态,其中最低的能量状态称为基态。1.18 激发态excitation state微观系统的能量高于基态的一切状态统称为激发态。系统由较低能态过渡到较高能态叫做激发。在激发过程中,系统需要从外界吸收能量,如施加电场,光照或加热等。处于激发态的微观粒子均存在跃迁回基态的可能性。1.19 跃迁transition系统由一个能量状态过渡到另一个能量状态叫跃迁。1.20 跃迁几串transition probability设某一能级上原有的粒子数为N,平均每单位时间内跃迁到另一能级粒子数N,则NN称为粒子由该能级到另一能级的跃迁几率。1.21 允许跃迁allow transition粒子在它的两个定态之间发生跃迁需要满足一定的条件。这些条件通常用两个定态之间的两组量子数之差值夹表示,称为选择定则。满足选择定则的跃迁过程称为允许跃迁,不满足选择定则的跃迁过程称为禁戒跃迁。允许跃迁和禁戒跃迁只有相对的意义,即只有跃迁几率的大小之别。1.22 禁戒跃迁forbidden transition 见1.2l。1.23 辐射跃迁radiation transition粒子系统从较高的能量状态跃迁到较低的能量状态时,如果以光的形式把能量发射出去就称为辐射跃迁。1.24 无辐射跃迁radiationless transition粒子系统从较高的能量状态跃迁到较低的能量状态时,如果能量不是以光的形式释放就叫做无辐射跃迁。1.25 弛豫时间relaxation time物质系统由非平衡状态自发地趋于平衡状态的过程称为弛豫。在发光中弛豫是指一个系统从较高的能量状态向较低能量状态的转变,如激发电子与晶格相互作用而回到基态,激发电子向低能态的跃迁等。弛豫时间系指电子在较高能态的平均寿命。1.26 能级寿命life time of energy level指电子停留在某个能态上的平均时间,用r=1/A表示,A为自发发射的跃迁几率。1.27 能带energy band能带是描述晶体中电子能量状态的一个物理概念。晶体是由大量原子规则排列组成的,在晶体中原子的外层电子运动已不再局限在该原子附近,而是可以在整个晶体中运动。这种情况称为电子运动的共有化。其结果是:N个孤立原子有N个相同的能级,在晶体中变成N个能量略有差别的不同等级。因N的数量级极大所以这些密集程度很高的能级,基本上可以看成是连续的,称为能带。电子可以具有能带内的任何能量值。1.28 价带valence band晶体的能带图中,最下面的几个能带,基本上都是被电子所填满,故称为满带,最高的满带称为价带。1.29 导带conduction band金属的价带之上的最低能带有大量电子,但没有占满所有的能带,这些电子在电场作用下,可以在晶体中运动,引起电流,因此这总能带称为导带。半导体价带之上的最低能带,有少量电子。绝缘晶体的价带之上的能带基本上是空的,这些能带也称为导带。l.30 禁带forbidden band晶体中,能带和能带之间有一定的间隔,这个间隔中的能量一般是电子不能具有的,所以称此间隔为禁带。禁带往往表示价带和最低导带之间的能量间隔。1.31 禁带宽度(能隙)band gap (energy gap)禁带宽度是由价带顶到导带底之间的能量差来表示,它反映了使电子从价带激发到导带所需要的能量。1.32 杂质能级impurity energy level固体中由杂质原子所形成的能级叫杂质能级。因为杂质原子和周围晶格中的原子不同,杂质能级中的电子或空穴只能局限在杂质原子附近,不能转移到其他原子上去,杂质能级一般处在禁带中。1.33 激发excitation处于较低能态或束缚态中的粒子吸收能量后跃迁到较高能量状态的过程叫激发。1.34 离化ionization将原子或分子轨道上的电子分离,使原子或分子形成带电的粒子的过程叫离化。加热、光辐照、施加电磁场、带电离子轰击等都可以使原子或分子离化。发光中心的离化一般理解为处于束缚态的电子(空穴)被激发到导带(价带)脱离发光中心的束缚成为自由载流子。1.35 发光中心luminescent center在适当的激发条件下,固体中发射光的原于(离子)或原子团叫发光中心。按发光中心的性质可以分为分立中心和复合中心。1.36 分立发光中心discrete luminescent center如果发光过程从吸收开始到发射光子为止,可以完全局限在一个中心内部进行,这些中心彼此间是独立的,各自起作用,互不干扰(不排除它们相互间的共振能量传递),这种发光中心称分立发光中心。分立中心在晶格中比较独立,一般是受基质晶场微扰的激活剂离子本身。分立中心发光是非光电导型发光,一般发生在离子性较强的晶体中。1.37 复合发光中心recombination 1uminescent center发光中心在激发时被离化,当电子和被离化了的中心重新复合时发生的发光称为复合发光,该中心即为复合发光中心。复合发光中心包括激活剂及其周围的晶格,激发和发射过程都有基质晶格参与,发光光谱受晶格的能带结构影响很大。复合发伴随着光电导的产生,一般为共价性强的半导体的发光。1.38 色心colour center使透明晶体产生非该晶体所特有的,新的吸收带的晶体的某些结构缺陷叫色心。如碱卤晶体中的F心就是一个负离子空位束缚一个电子。产生色心的原因很多,如化学成分偏离,杂质的存在以及紫外或X射线的辐照等。 1.39 陷阱trap晶体中有些杂质原子或缺陷能够俘获电子或空穴,它们与复合中心不同,不能先后俘获两种不同的载流子,因而不起复合中心的作用。它俘获的电子或空穴可因热激励而释放出来,再经过其他复合中心与空穴或电子复合,这种杂质或缺陷所形成的能级称为陷阱。1.40 缺陷defect晶体中对完整周期性点阵或结构的任何偏离都是缺陷,按缺陷的几何结构可分为:a. 点缺陷:品格空位、杂质原子、填隙原子等;b 线缺陷:位错等;c. 面缺陷:晶粒间界、孪晶间界、层错、表面等;d. 体缺陷:空洞、第二相夹杂物等。1.41 激活activation在发光材料的基质中加入某种杂质或使基质材料出现偏离化学剂量比的部分(即生成结构缺陷),使原来不发光或发光很弱的材料产生发光,这种作用称为激活。加入的杂质称为激活剂。 1.42共激活co activation与激活剂共同加入基质中可与激活剂协同起到增强激活作用的杂质叫共激活剂,达种激活作为共激活。例如:硫化锌:银、氯中的氯,就是共激活剂。1.43 自激活selfactivation在不加激活剂的情况下,因基质晶体中的结构缺陷(空位或填隙)而形成的发光中心称为自激活发光中心,这种激活作用称为自激活。1.44 电荷补偿charge compensation激活剂掺入基质时,如果发生不等价置换就会在晶体中形成带电中心,因而必须在晶体中再形成一个带相反电荷的中心,以保持晶体的电中性,这种作用就是电荷补偿。具有电荷补偿作用的杂质称为补偿剂,如制备硫化锌:铜时加入的铝离子就是补偿剂。1.45 斯托克斯定律Stokess law发光物质的发光波长一般总是大于激发光波长,这称为斯托克斯定律。激发能量与发射能量之差称为斯托克斯位移。1.46 反斯托克斯发光anti-Stokes luminescence物质的发光波长小于激发波长的反常现象称为反斯托克斯发光(如上转换发光)。1.47 敏化sensitization某些杂质中心能有效地吸收外界的激发能并传递给发光中心从而提高发光效率的过程称为敏化。在发光材料中加入的这种杂质叫做敏化剂。如卤磷酸钙:锰,铈中的铈就是敏化剂。1.48 合作敏化co-operation sensitization合作敏化是几个离子的一种共同敏化作用。 如图1,敏化剂离子S1和S2,由激发态跃迁至基态时,将所释放的能量同时传给激活剂离子A,使它跃迁到激发态,这种敏化过程称为合作敏化。1.49 猝灭quenching由于某些原因使发光材料发生非辐射跃迁,从而降低了发光效率的现象叫做猝灭,猝灭的原因可以各不相同,常见的有温度猝灭,浓度猝灭和杂质猝灭等。1.50 温度猝灭temperature quenching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的激发能量以更多的晶格振动的形式消耗了,从而造成了发光效率的下降。1.51 浓度猝灭concentration quenching由于激活剂浓度过大造成的发光效率下降的现象。这主要是由于激活剂浓度达到一定值以后,它们之间的相互作用增强了。增大无辐射跃迁几率,从而使发光效率下降。1.52 杂质猝灭impurity quenching由于某些杂质离子的作用使发光效率下降的现象。这些杂质离子叫做猝灭剂或毒化剂。铁、钴、镍是硫化锌型荧光粉的强猝灭剂。这种猝灭作用一般认为是由于猝灭剂的能级间距很容易转化为声子。1.53 猝灭剂quencher 见1.52。1.54 能量传递energy transfer能量传递指某一激发的中心将激发能的全部或部分转交给另一中心。能量传递的方式主要有:辐射能量传递,无辐射能量传递。1.55 能量输运energy migration能量输运泛指借助于载流子、激子等的运动;,把能量从晶体的一部分带到另一部分。1.56 电荷迁移态charge transfer state在激发过程中,电子从一个离子转移到另一个离子上,即从周围阴离子被激发到发光中心的阳离子上,中心离子此时所处的能态称为电荷迁移态(CTS)。CTS不能直接产生光发射,只当电子从CTS返回周围阴离子时将激发能交给发光中心,发光中心被激发,这时才能产生发光跃迁。下一页l.57 位形坐标configuration coordinate描述发光离子和它周围的晶格离子所形成的系统的能量(包括电子能量,离子势能以及电子和离子间的相互作用能)和周围晶格离子位置之间的关系的图形叫做位形坐标图。纵坐标代表系统的能量,横坐标代表周图离子的“位置”,称为位形。这是个笼统的位置概念,因为离子不止一个,一般不能用一个坐标来描述。曲线A代表系统基态能量,B代表系统激发态的能量,曲线上的水平横线表示晶格振动能级。1.58 光谱项spectral term光谱学中用来表示原子(或离子)所处能量状态的符号,通常表示为其中:S为总自旋量子数,L为总轨道量子数;J为总角动量量子数。对应L为0,1,2,3,4, 5 等值,用S,P,D,F,G,H表示。例如三价镨离子,两个f电子自旋平行,则S=1/2+1/2-1设L=5J的取值范围在LS和L+S之间J 4、 5、 6 。1.59 激发光谱excitation spectrum激发光谱是指发光的某一谱线或谱带的强度或发光效率随激发光波长(或频率)的变化。1.60 吸收光谱absorption spectrum物质的吸收系数(单位为cm1 )随入射光的波长(或频率)变化的曲线做吸收光谱。1.61 漫反射光谱diffuse reflection spectrum光线投射到粗糙表面时,它向四面八方散射和反射,称漫反射。通常用漫反射率表示反射能力的大小,漫反射率随入射波长(或频率)而变化的谱图,称漫反射光谱。1.62 发射光谱emission spectrum发光的能量按波长或频率的分布,称发射光谱。1.63 荧光光谱fluorescence spectrum荧光能量按波长或频率的分布称荧光光谱。1.64 带谱band spectrum有一较宽波长范围的连续不断的光谱称为带谱。1.65 线谱1ine spectrum由一条条线状发射组成的光谱称为线状光谱,简称线谱。其中的每条发射线称为光谱线,每条谱线的波长范围都是极窄的。科学的描述应该指出谱线的位置和宽度。1.66 谱线宽度line width光谱曲线最大强度的一半处所对应两个波长之差,定义为该光谱的谱线宽度。如图2所示,AB即该光谱的谱线宽度,也常称为半宽度,但已不常用,现在常称为峰值的一半处的总宽度,以FWHM (Full width at Half Maximum)表示。1.67 半宽度half width 见166条。1.68 洛伦兹线型Lorentzian lineshape光谱线相对强度按频率分布满足洛伦兹分布的线型称为洛伦兹线型。1.69 高斯线型Gaussian lineshape光谱线相对强度按频率分布满足高斯分布的线型称为高斯线型。I.70 能量(功率)效率energy efficiency发射的荧光能量与所吸收的激发能量之比。1.71 量子效率quantum efficiency发射的荧光光子数与所吸收的激发光子数之比。1.72 流明效率luminous efficiency发光的流明数与激发能量之比,称为流明效率。它和能量效率的关系如下:1=p*683P()V()d/P()d(lm/W)式中:流明效率;p能量效率;常数683是光功率的最大流明当量;P()光谱功率分布,1mw;V()光谱光视效率。 1.73发光增长build-up of luminescence荧光粉的相对能量输出与激发时间的关系,称为发光的增长。它表明了在稳定激发下荧光粉的能量输出从激发开始到稳定状态的增长情况。1.74 荧光寿命flucrescence life time处在发射荧光的高能级的粒子,经过一段时间就会向低能级跃迁而发射荧光,这段时间是随机的,它的平均值称为荧光寿命。它表现为激发停止后,荧光衰减到起始发光强度的1e所经历的时间。1.75 衰减decay激发停止后;发光强度随时间而降低的现象叫发光的衰减。这时的发光叫余辉。其规律很复杂。最简单,最基本的是指数式衰减I=I0e-1/7和双曲线衰减I=I0/(1-bt)2式中;I。激发停止时的发光强度,cd;f从激发停止时算起的时间,s ;Jt时刻的发光强度,cd;荧光寿命,s;b -常数。*洛伦兹线型。*高斯线型。v。为谱线的中心频率1.76 余辉时间after glow (persistence)激发停止后的发光称为余辉。对阴极射线致发光材料来说,常把衰减到初始亮度10%的时间称为余辉时间。余辉时间小于ls的称为超短余辉,l10s间的称为短余辉,10slm s间的称为中短余辉, l100m s间的称为中余辉,100m s s间的称为长余辉,大于1s的称为极长余辉。1.77 晶型crystal system组成晶体的三个矢量的大小和它们之间的夹角不同,形成不同对称性的晶体称均晶型。晶体可分为七个晶型,即三斜,单斜,正交,正方,四方,六方和立方(等轴)七个晶型。其中三斜、单斜和正交三类对称性最低,是低级晶族。立方晶系对称性最高,为高级晶族,其余属中级晶族。2 荧光粉材料2.1 荧光粉phosphor“在一定的激发条件下能发光的无机粉末材料,有时也叫发光粉、晶态磷光体或磷光体。按激发方式的不同,可分为光致发光荧光粉、电致发光荧光粉、阴极射线致发光荧光粉和放射线致发光荧光粉等。2.2 光致发光荧光粉photolum inescent phosphor在光激发下能发光的无机粉末材料。激发光可以在紫外、可见、近红外波段。2.3 荧光高压汞灯用荧光粉phosphor for high pressure mercury fluorescent lamp涂在荧光高压汞灯内的一种光致发光荧光粉,这种荧光粉的涂敷主要是改善高压荧光灯的颜色,使红色区域的辐射更充分。用于高压灯的荧光粉应该具有下述一些特性:在高压汞放电辐射的范围内具有较高的吸收和辐射效率;在红色光谱区有占优势的辐射;发光要有较好的温度特性等。目前常用的有铕激活的钒酸钇或钒磷酸钇等。2.4 荧光低压汞灯用荧光粉phosphor for low pressure mercury fluorescent lamp涂在荧光低压汞灯内的一种光致发光荧光粉。能够在254nm汞线的激发下,产生有效的光辐射。日光灯用荧光粉就是其中的一种。2.5 日光灯用荧光粉phosphor for daylight fluorescent lamp指目前制造日光灯所常用的卤磷酸钙荧光粉。其基质是,称为氟氯磷灰石。掺入少量激活剂锑(Sb)和锰(Mn),焙烧以后制成一种光致发光荧光粉。常用的表达方式为:2.6 三基色灯用荧光粉phosphor for three-primary colour fluorescent lamp是制备三基色灯所用的光致发光荧光粉。由具有红、绿、蓝发光色的三种荧光粉,按一定比例混合而成,制成粉浆后涂在低压汞荧光灯管的内壁上。所制得的三基色荧光灯与一般日光灯相比;具有如下特点:亮度高,节点,可在较宽范围内调节色温;有较高的显示指数;光衰小;热稳定性好,寿命长。常用的三基色灯用荧光粉如表1所示。*方括号内的中文在不致引起混淆的情况下可以不计。 表1 三基色灯用荧光粉2.7 彩色灯用荧光粉phosphor for colour fluorescent lamp是用来制作彩色荧光灯和霓红灯的一些光致发光荧光粉。它们在紫外光的激发下产生不同颜色的发光,常用的彩色灯用荧光粉如表2所示。表2 彩色灯用荧光粉2.8 医疗灯用荧光粉phosphor for medical lamp用于制作医疗灯的一些光致发光荧光粉。它们在254nm紫外光的激发下,能产生310330nm辐射。常用的医疗灯用荧光粉如磷酸钙:铊。2.9 黑光灯用荧光粉phosphor for black light lamp用来制作黑光灯的一些光致发光荧光粉。它们在254nm紫外光的激发下,能产生360mn左右的外辐射。常用黑光灯用荧光粉如表3所示。表3 黑光灯用荧光粉2.10 复印灯用荧光粉phosphor for copying用于复印荧光灯上的荧光粉。重氮复印荧光灯主要用焦磷酸锶:铕(二价),焦磷酸锶镁:铕(二价)。静电复印荧光灯主要用硅酸锌:锰,镓酸镁:锰等荧光粉。这些荧光粉的发射光谱要与感光体的光敏曲线匹配。2.11 上转换荧光粉up-conversion phosphor发射光子能量大于激发光子能量的荧光粉。根据其基质组分的不同可分成三类:稀土氟化物、稀土卤氧化物、稀土氧化物或复合氧化物。2.12 紫外荧光粉ultraviolet emission phosphor用短波紫外线激发而产生长波紫外辐射的荧光粉。如保健灯用的磷酸锌镁:铊或重硅酸钡:铅等。2.13电致发光荧光粉electrolum inescent phosphor在交流或直流电场作用下,依靠电场或电流的激发能产生发光的无机粉末材料。用于制造各种电致发光显示器件。2.14 交流电致发光荧光粉A. C. electroluminescent phosphor在交流电场作用下,主要依靠电场的激发发光的无机粉末材料。如硫化锌:铜(绿色)。2.15 直流电致发光荧光粉DCelectroluminescent phosphor在直流或交流电场作用下,主要依靠电流的激发发光的无机粉末材料。如硫化锌:锰,铜(橙黄)。2.16 阴极射线致发光荧光粉cathodoluminescent phosphor在阴极射线(电子束)激发下,能发光的无机粉末材料。广泛用来制作各种类型的电子束显示、显象器件的荧光屏。2.17 黑白电视用荧光粉phosphor for black-white television用来制作黑白电视显象管的阴极射线致发光荧光粉, 目前所用的是由两种硫化物荧光粉混合制成的。一种是发蓝光的硫化锌:银;另一种是发黄光的硫化锌镉:银或硫化锌镉:铜,铝。2.18 彩色电视用荧光粉phosphor for colour television用来制作彩色电视显象管的阴极射线致发光荧光粉,是由红、绿、蓝三种不同发光色的材料组成。常用的红色荧光粉是硫氧化锌:铕或氧化钇:铕;绿色荧光粉是硫化锌:铜,铝或硫化锌:金,铜,铝:蓝色荧光粉是硫化锌:银。2.19 投影电视用荧光粉phosphor for projective television用来制作投影式电视显象管的阴极射线致发光荧光粉。由于投影电视显象管要求屏面亮度高,因此所用的荧光粉要有较高的光输出、良好的热稳定性和耐轰击的特性。黑白投影电视荧光粉早期采用硅酸盐材料,目前主要使用硫氧化钇:铽,彩色投影电视用荧光粉:红色为氧化钇:铕;蓝色为硫化锌:银;绿色为硅酸锌:锰或一些铽激活的稀土化合物。2.20 飞点扫描管用荧光粉phosphor for flying spot scanning tube用来制作飞点扫描管的超短余辉荧光粉。常用的有铝酸钇:铈,硅酸钇:铈,镓铝酸钇:铈和硅酸钙镁:铈等。2.21 示波管用荧光粉phosphor for oscillograph用来制作各种示波管的阴极射线致发光荧光粉。常用的有:硅酸锌:锰;硫化锌:铜;氟化锌镁:锰;硫化锌镉:银;氟化镁:锰;硫化锌:铅,铜以及硫化锌:银和硫化锌镉:铜的组合等。2.22 显示管用荧光粉phosphor for image display用来制作各种显示管的阴极射线致发光荧光粉。常用的有:硫化锌镉:银;硅酸钙:铅,锰;硅酸锌:锰,砷,硫化锌镉:铜以及硫化锌:银和硫化锌镉:铜的组合。2.23 电压穿透型荧光粉voltage penetration phosphor发光颜色或余辉时间随电子束加速电压改变而变化的荧光粉。常用的有混合型、洋葱皮型和单一颗粒型三类。2.24 电流敏感型荧光粉current sensitive phosphor发光颜色随激发电子束束流密度的改变而变化的荧光粉。常用一种电流亮度呈超线性和一种电流亮度呈亚线性的材料混合而成。2.25 低能电子荧光粉low energy electron phosphor在能量低于几百电子伏的电子束激发下,能产生满足一定亮度和光谱分布要求的发光的荧光粉。如用在低压荧光数码管中的氧化锌:锌。2.26 极长余辉荧光粉very long persistence phoshor余辉时间(10%)大于1s的阴极射线致发光荧光粉。如用于雷达显示的氟化锌:锰。2.27 长余辉荧光粉long persistence phosphor余辉时间(10%)为100m sl s的阴极射线致发光荧光粉。如用于雷达显示的氟化镁:锰和氟化钾镁:锰等。2.28 中余辉荧光粉medium persistence phosphor余辉时间(10%)为l100ms的阴极射线致发光荧光粉。如用于示波显示的硅酸锌:锰和硫化锌:铜等。2.29 中短余辉荧光粉medium short persistence phosphor余辉时间(10%)为10sl m s的阴极射线致发光荧光粉。如用于彩色显象管的硫化锌:银,氯(蓝色)荧光粉等。2.30 短余辉荧光粉short persistence phosphor余辉时间(10%)为110s的阴极射线致发光荧光粉。如用于摄象记录和示波显示的硫化锌:银,镍等。2.31 超短余辉荧光粉very short persistence phosphor余辉时间(10%)小于1s的阴极射线致发光荧光粉。如用于飞点扫描管的硅酸钙镁:铈等。2.32 放射线致发光荧光粉radioluminescent phosphor在X射线,放射线(、和Y射线) 以及中子射线激发下能发光的无机粉末材料。如用于X射线观察硫化锌镉:银;用于X射线拍照的乌酸钙:钨;氟氯化钡:铕臭氧化镧:铽以及用于夜明显示的硫化锌银,钷147,和硫化锌:铜氩等。2.33 X射线增感屏用荧光粉 phosphor for X-ray intensifying screens一些物质在X射线激发下,发射近紫外光和可见光,这种荧光粉用作X射线增感屏。由于医用乳胶片对X射线不很灵敏,使用增感屏可提高胶片的灵敏度,在较低的X射线剂量下,拍的较清晰图像。这类荧光粉有钨酸钙:钨,铽激活的稀土硫氧化物,溴氧化铽和氯化钡:铕等。 2.34 固相反应solid state reaction一般指在固体间发生的化学反应,有时也包括有液体或气体掺入固相内所发生的化学反应。反应温度、气氛、压力以及反应物颗粒的大小对固相反应有重要影响。荧光粉一般由固相反应制得。2.35 固溶体solid solution固态条件下,一种组分(溶剂)内“溶解”了其他组分(溶质)而形成的单一、均匀的晶态固体。固溶体有置换型(替位型)和间隙型(填隙型)两种:溶质原子位于溶剂晶格中某些结点位置的形成置换型固溶体;溶质原子位于溶剂晶格中某些间隙位置时形成间隙型固溶体。荧光粉就是基质与激活剂等形成的固溶体。2.36 基质matrix (host)荧光粉的主体成分,又称主剂。如硫化锌:铜中,硫化锌就是基质。2.37 激活剂activator见1.4l条,。2.38 共激活剂co-activator见1.42条。2.39 敏化剂sensitizer见1.47条。2.40 添加剂additive在荧光粉的形成过程中所加入的激活剂、共激活剂、敏化剂、助溶剂、补偿剂以及疏松剂等统称为添加剂。2.4l 补偿剂compensation见1.44条。2.42 助熔剂flux为降低基质结晶温度,促进晶体形成和生长,并使激活剂易于进入晶格所加入的物质。它住往不包含在最后的产品中(焙烧时挥发或最后由产品小漂洗出去)。常用第、族的卤化物。助熔剂的种类、含量以及纯度都会影响产品的发光性能。2.43 疏松剂loosener为使高温焙烧后的荧光粉体不致过硬 (可能因加入助熔剂或其他所致),可加入适当的起疏松作用的物质称疏松剂。如在制备硫化锌:银时,所加入的氯化镁就是疏松剂。2.44 前处理pretreatment在荧光粉的制备过程中,凡在高温焙烧之前所需的一些处理过程,称为前处理。其中包括:提纯原材料、配料、混料、研磨、烘干和过筛等工序。2.45 提纯purification应用化学和物理方法,除去原料中影响发光性能的有害杂质,使之达到制备荧光粉所需的纯度,这个工艺过程就是提纯。常用的提纯方法有沉淀法,吸附、萃取、交换等方法。2.46 配料mixing将各种原料按一定的化学配比混合在一起即为配料。配料分为干法、湿法。2.47 干法配料dry mixing把各种固体原料机械地混合起来研磨或球磨制成均匀混合的炉料。2.48 湿法配料wet mixing把各种原料放在溶液中通过机械混匀或化学反应制成炉料。2.49 预烧precalcination将配好的原材料放在稍低于荧光粉成晶温度的条件下进行灼烧的过程,就是预烧。2.50 灼烧calcination炉料在一定的成晶温度下加热处理,称为灼烧。灼烧能促成各组分间的固相化学反应,使基质和激活剂作用而形成发光中心,形成具有一定大小和形状的结晶体。灼烧的条件直接影响荧光粉的发光性能。2.51 灼烧温度calcination temperature灼烧时所需的温度,为灼烧温度。它主要依赖于基质的特性取决于组分的熔点、扩散速度和结晶能力。荧光粉的结晶状态和灼烧温度密切相关。2.52 (固体)相变phase change, phase transition (transfom a tion)荧光粉制备中所涉及的相变,是固体中不同晶型间的转变,即在一定温度和压力下,晶体由一种晶型转变成另一种晶型过程。 2.53 相图phase diagram平衡状态下物系的组分、物相和外界条件间相互关系的几何描述,也称状态图或平衡图,凝聚体系的相图多数是恒压下的T(温度)一C (组分)关系图。2.54 后处理back treatement荧光粉制备过程中,高温灼烧以后的各个工艺步骤,总称为后处理。一般包括:选粉、洗涤、球磨、水选;包膜、脱水、干燥、过筛等。2.55 包膜coating在荧光粉的晶粒表面,分散地吸附上某些极小无机物颗粒的操作过程一般采用氧化物、硅酸盐、 磷酸盐等。2.56 包膜量coating quantity包膜物质用量,一般用占荧光粉重量的百分比来表示。2.57 筛选sieving将荧光粉过筛的工艺。目的是除去其中的特大颗粒、凝集团粒和混入的某些机械杂质。2.58 水选water selection这是一种对荧光粉进行粒度分选的工艺。具体做法是把荧光粉分散到水介质中,加入少量的分散剂(如硅酸钾),依据斯托克斯(Stokes)公式,用沉降的高度和时间来分选出合适的粒度的过程。2.59 着色pigmentation为了提高彩色显象管或显示管的对比度,在荧光粉表面粘附一层与其发光颜色相似的颜料的工艺,叫着色。该颜料叫做着色剂。2.60 着色剂pigmented agent见2.59条。2.61 颜料附着强度pigment adhesion strength表示荧光粉在着色处理后,颜料在荧光粉表面粘附的强度。亦称颜料附着力,以涂屏粉浆的上澄清液的透过率计测。2.62 一次特性primary characteristics指荧光粉的发光特性和其他物理特性。包括荧光粉的发光亮度、发射光谱、余辉、粒度及体色等。2.63 二次特性(使用特性)secondary characteristics (application characteristics)指荧光粉的使用特性。包括荧光粉的分散性、涂敷性、稳定性和抗老化性等。2.64 涂敷性screening characteristics指荧光粉的制屏(管)使用性能。根据器件和涂屏(管)方法的不同,要求也不一样。通常的评价指标为外观膜质,干、湿粘着力、针孔等。2.65 热稳定性thermostability热稳定性表示在器件制造工艺中,荧光粉对热处理的稳定性。2.66 化学稳定性chemical stability在使用过程中,荧光粉对水和各种化学试剂的稳定性。2.67 紫外辐照稳定性stability under UV illumination在一定温度和相对湿度影响下,荧光粉耐紫外线辐照能力。 2.68抗烧伤性burn resistance荧光粉抗电子束及离子束轰击烧伤的能力。3 测试技术3. 1 辐射能通量(辐射功率)见GB 3102.682光及有关电磁辐射的量和单位中的69.13.2 光通量luminous flux见GB 3102.682中的620.13.3 辐射强度radiant intensity见GB 3102.682中的611.13.4 发光强度luminous intensity见GB 3102.682中的619.13.5辐射亮度(辐射度)radiant luminance见0B 3102.682中的612.13.6 光亮度luminance见GB 3102.682中的622.13.7 辐射出射度radiant emittance见GB 3102.682中的613.13.8 光出射度luminous emittance见GB 3102.682中的623.1。3.9 辐射照度radi ant i11uminance见GB 3102.682中的614.13.10 光照度illuminance见GB 3102.682中的624.13.11 色度学colorimetry以人的视觉生理特性和一组国际协议为基础研究颜色计量理论的一门科学,是颜色、颜料、染料、彩色显示、彩色电视等的理论基础的一部分。3.12 光谱光视效能 spectral luminous efficacy波长为的光通量必6rj与对应的辐射通量e之比。K() r频率为540x1012HZ的单色辐射的光谱光视效能等于6831mW;是最大光谱光视效能。符号为Km.。3.13 光谱光视效率spectral luminous effciency见GB 3102.682中的627.2。3.14 每紫外瓦的流明数(1mUVw)lumens per ultraviolet watt用l W的特定波长的紫外辐射功率激发荧光粉时产生的光输出流明数。3.15 明视觉photopic vision明视觉又称白昼视觉。人眼视网膜上的感光细胞分为锥状细胞和杆状细胞两种。亮度高于几个cdm2时,主要是锥状细胞起作用。这时的视觉称为明视觉。3.16 暗视觉scotopic vision暗视觉又称夜间视觉。亮度低于103cdm2时,主要是杆状细胞起作用。这时的视觉称为暗视觉。3.17 光谱三刺激值spectral tristimulus values见GB 3102682中的628.1。3.18 三基色three primary colours三种互相独立的颜色,即任一基色不能用其他两个基色混合而成。在加法混色中,选择红、绿、 蓝三色为三基色、。色度学的三基色原理表明,自然界中绝大多数颜色可用红、绿、蓝三基色合成,也可按红、绿、 蓝三基色分解。3.19 RGB测色系RGB system用比较方法测量光源颜色的系统。RGB三基色选择:R(红) 700nmG(绿) 546.1nmB (蓝) 435.8nm调节RGB视场至与被测光源颜色相同,其RGB的强弱分量分别为,则有:S=R-G+BRGB三基色相加和相减(负值),可以配出自然界所有颜色,但由于任何光电探测器无法测量负值,因而影响了RG8测色系统的广泛应用。3.20 XYZ 测色系X Y Z system用线性变换的方法,由RGB测色系推导出来的,目前通用的测量颜色的系统。本系统所用的颜色三刺激值都为正值,但还存在色度不均匀(刻度)的缺点。3.21 色品坐标(色度坐标)chromaticity coordinates见GB 3102.682中的629.1。3.22 色度图chromaticity diagram在XYZ测色系统中,以x为横坐标,以y为纵坐标,可做出表示色刺激混合结果的x y色度图(见图4)。任-颜色的色度可用色度图上的一点来表示。 3.23 色饱和度colour saturation色饱和度也称作色纯度,是指彩色的纯洁性。在xy色度图中,光谱色轨迹所代表的各种波长的单色光,其纯度最高,色饱和度规定为100。色度图内各点所代表的某一颜色,被认为是由某一波长的单色光和白色混合而成,越靠近白点,所混白色越多,其色饱和度也越低。3.24 主波长dominant wavelength用某一光谱颜色按一定比例与一个确定的参照光源(如CIE标准光源A、B、C, 等能光源E标准照明体D65)相混合而匹配出样品色,该光谱色的波长就是样品的主波长。3.25 最小可辩色差(MPCD)minimum perceptible colour difference国际照明委员会(CIE)1931色度图上,人眼能分辨的最小颜色差异的单位,可简称MPCD。下一页3.26 U C S 色系 U C S system为了克服CIE色度图(xy色系)中,不同区域两种颜色宽容量的不同。1976年CIE制定了均匀色度标尺图(CIEl976 Uniform Chromaticity Scale Diagram), 简称CIEl976UCS图,即常说的uv色系,在此系统中横坐标是u,纵坐标是v。若由色度x,y坐标转换成u,v坐标,可用以下公式:在UCS测色系的色度图上,两点间连线的长短,基本上反映了两种颜色差别的程度。3.27 (绝对)黑体black body既不反射也不透射,完全吸收入射辐射的物体称为绝对黑体。加热时,黑体辐射的是连续光谱,光谱能量只与温度有关。3.28 绝对黑体辐射光谱分布曲线black body radiation curve黑体的辐射能量按波长的分布曲线,称为绝对黑体的辐射光谱分布曲线。3.29 黑体轨迹black locus黑体的辐射颜色随温度变化在CIE x y色度图上描出的轨迹,称为黑体辐射轨迹。3.30 色温colour temperature当某一光源的色度坐标位于色度图中黑体轨迹上时,就以黑体的热力学温度定义为该光源的色温。3.31 相关色温correlated colour temperature黑体轨迹上,和某一光源的色品坐标相距最近的那个黑体的绝对温度,即为该光源的相关色温。3.32 等色温线isotemperature line色度图上,相关色温相同的直线为等色温线。XYZ测色系的色度图上,等色温线与黑体轨迹不垂直,UCS测色系的色度图上,等色温线与黑体轨迹垂直。3.33 CIE标准施照体ACIE standard illuminant A国际照明委员会(CIE)推荐,代表全辐射体在热力学温度为2856K(根据1968年国

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