12低压汞灯用三基色荧光粉1.ppt

1、低压汞灯用稀土三基色荧光粉,主讲人：连锦鹏 成员:宾海钦、蔡跃进、蒋泽炼、连锦鹏 参考文献: 张希艳、卢利平 稀土发光材料 国防工业出版社 张凯 共沉淀制备参杂钇铝石榴石荧光粉及其发光性能研究,荧光粉发光的启示,为了弄清荧光粉的化学成分，我们首先想到了荧火虫的发光，荧火虫的发光原理主要有以下一系列过程。 成光蛋白质成光酵素含氧成光蛋白质（发出绿光）含氧成光蛋白质H2O成光蛋白质 这就是荧火虫为何能持续发光，并且光亮一闪一闪的原因，值得注意的是，荧火虫所发出的绿光是一种冷光，其结果转化率竟达97%。,其次，我们又注意了发光塑料的发光，发光塑料主要是在普通塑料中掺进一些放射性物质，如14C、35S

2、r、90Sr及Na、Th和发光材料ZnS、CaS这些硫化物在放射光线的照射下，被激发而射出可见光（冷光）。,发光机理,发光是物体内部以某种方式吸收能量后转化为光辐射的过程。当物体受到诸如光的照射、外加电场或电子束轰击后，物体只要不发生化学变化，总要回复到原来的平衡状态。在这个过程中，一部分多余的能量通过光或热的形式释放出来。如果这部分能量是以可见光或近可见光的电磁波形式发射出来，这种现象就称为发光。 也就是说，发光是物质在热辐射之外，以光的形式发射出多余的能量。,发光机理,物质发光现象大致分为两类：一类是物质受热，产生热辐射而发光。另一类是物体受激发吸收能量而跃迁至激发态（非稳定态）在反回到基

3、态的过程中，以光的形式放出能量。 以稀土化合物为基质和以稀土元素为激活剂的发光材料多属于后一类，即稀土荧光粉。稀土元素原子具有丰富的电子能级，因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道，为多种能级跃迁创造了条件，从而获得多种发光性能。,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。 稀土荧光材料与相应的非稀土荧光材料相比，其发光效率及光色等性能都更胜一筹。,稀土三基色荧光粉的性能,1耐受185nm短波紫外光辐射能力强； 2粉层表面可抵挡汞原子层的形成，减少光衰； 3耐高温性能好，猝灭温度高于800,而且在高温下发射强度的维持率高，在120工作仍能保持高的

4、亮度； 4与卤粉相比，量子效率提高15%，达80%以上；,5发射峰带窄，色纯度高； 6三种发射光谱相对集中在人眼比较灵敏的区域，视觉函数值高，在相同条件下，与发射连续光谱的荧光粉相比，可见光辐射的光效提高约50%； 7稀土离子具有丰富的光谱跃迁能级，在254nm紫外线辐照下能发出不同颜色的光。,稀土三基色荧光粉的主要缺点是价格昂贵，约为卤粉的40倍；另外，三基色荧光粉的各单色粉光衰性能不一致，红粉的光衰最小，100h的光衰小于1%；而蓝粉和绿粉的光衰大约为5%-10%，从而造成灯的使用过程中光色和显光指数的变化。,缩小管径或采用新的涂覆技术降低三基色粉用量，用廉价的其他彩色粉来部分取代一种或两

5、种稀土三基色粉，同样可制得高光效、高显色的荧光灯，但光衰可能要大一点。,稀土三基色荧光粉中,红粉为铕激活的 氧化钇(Y2O3:Eu),绿粉为铈、铽激活的铝酸盐(MgAl11O19:Ce,Tb),蓝粉为低价铕激活的铝酸钡镁(BaMg2Al16O27:Eu)。 3种粉按一定比例混合,可以得到不同的色温(27006500K)，相应的灯的发光效率高,显色指数为8590。一般来说，绿粉含量越高、蓝粉含量越低，则灯管发光效率越高。此外，蓝粉增加，色温升高；红粉增加，色温降低。,灯用荧光粉的制备工艺,制备荧光粉的工业过程由以下工艺步骤所组成: 原料的选择与分析，配料，混料，焙烧，后处理工艺，洗涤，灯粉的质量

6、评价,红粉（Y2O3：Eu3+荧光粉）的制备,Y2O3：Eu3+荧光粉的制备是将Y3+和Eu3+与草酸混合形成草酸盐，然后焙烧得到混合氧化物。草酸盐的制备工艺如下： 1稀土溶液的制备 将88.95L的浓HNO3与946.25L的去离子水加入到1892.5L的容器中，形成浓度为1.200mol/L的溶液，然后向里面加入51.3kg的Y2O3 和13.1kg的Eu2O3搅拌。两种氧化物在加入之前就应该先混合好，而且加入的速度要慢，因为，如果加入的速度太快，由于溶解反应的放热，可能会导致溶液的沸腾。,2草酸溶液的制备,将946.25L的去离子水与167.71kg的草酸加入到1135.5L的容器中搅拌

7、。草酸在20时的溶解度为94kg，而在100 时可达到1135kg。因此，溶解过程需要在40 -45 时进行，以使所有的草酸都能溶解。溶解之后，向体系中加入246.03的乙醇，然后加热溶液到80 .,3共沉淀,向稀土溶液中加入37.85L、30%的双氧水，搅拌15分钟之后，加热到80 。把80 的草酸溶液倒入Y3+和Eu3+溶液，即稀土溶液中，倒入速度为18.93L/min，边倒边搅拌。总的共沉淀的时间需要一小时。沉淀之后，静置，倒出母液，然后倒入清水使之形成悬浮液。所形成的悬浮液可以在鼓式过滤机中进行，并用水喷洗粉料虑块。最后把湿虑块放在125 烘箱中干燥16h，测定草酸盐的质量和粒径分布。

8、,蓝粉的制备BaMg2Al16O27:Eu2+荧光粉的制备,配方如表所示，原料混合物的锤磨、混合过程。,原料混合物经两次锤磨，每次锤磨前后均需混匀。将粉料加入2000ml的刚玉坩埚，在空气中于1450 下焙烧6h。湿磨2h后，在（90%）N2-（10%）H2气流中于1150 下进行二次焙烧4h。 在第二次焙烧之前，粉饼需经过仔细的检验，压碎筛分。加入359.5kg/m3的灯粉。进行湿磨，浆料过滤，干燥，然后在进行二次焙烧。,绿粉(MgAl11O19:Ce,Tb) 的制备,绿粉为铈、铽激活的 铝酸盐(MgAl11O19:Ce,Tb), 配方,原料混合物的锤磨、混合过程同上。使用刚玉坩埚，第一，焙烧是在空气中于1450 下焙烧，然后在（90%）N2-（10%）H2气流中于1150 下进行二