《稀土发光材料》ppt课件

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1、稀土发光材料及其应用提纲：发光现象发光的定义发光材料的性能特点稀土的发光特点稀土发光材料的优点稀土发光材料的分类2发光：即Luminescence一词，作为一个技术名词，是专指一种特殊的光发射现象。自然界很多物体（包括固体、液体和气体，有机物和无机物），都具有发光的性能。§1、发光现象34如发光水母一样的“希望树”种子；郁郁葱葱、奇妙的发光森林；可当房子居住的参天巨树；色彩斑斓神气活现的茂密雨林……影片《阿凡达》：男主角杰克潘多拉星球5非洲北部有一种发光树，白天与普通树没区别。但每到晚上，从树干到树枝通体会发出明亮的光。由于这种树

2、发出的光比较强烈，当地人经常把它移植到自家的门前作为路灯使用。在夜间，人们可以在树下看书甚至做针线。科学家解释：这种树之所以会发光，是因为其树根特别喜欢吸收土壤中的磷。这种磷会在树体内转化成磷化氢，而磷化氢一遇到氧气就会自燃，从而使得树身磷光闪烁。发光树：6萤火虫栉水母生物界说到发光，首先想到萤火虫，除此之外大自然中还有许多能够发光的生物，如一些生活在海里的鱼、虾、水母、珊瑚、贝类和蠕虫等。百慕大三角洲发现的荧光虾日本富山湾海下栖息着大量荧光乌贼，有时，上百万的荧光乌贼聚集在一起，可以把整个海湾照亮。7发光蚯蚓美国南部生活着一种长

3、达45厘米的发光蚯蚓。这种蚯蚓一旦被伤害，就会分泌出闪烁着蓝光的黏液。铁路蠕虫身上长有两种不同的发光器官。仿佛圣诞树一般，头部发出红光，身子闪烁绿光。8古代“夜明珠”，是指能够在夜晚（或暗室中）自行发光的天然物体。而且这种光是人用肉眼能够直接看到的光。萤石夜明珠：9白炽灯节能灯101112§2、发光的定义131415光的本质是一种能量形态，发光就是一种能量传递的方式，是物质将吸收的能量通过特定的方式转换为非平衡光辐射的过程。实际应用中的发光材料一般是指固体材料，包括粉末、单晶、薄膜或非晶体。§3、发光材料的性能特点16171819

4、价带（基态电子的能量水平）导带（被激发电子的能量水平）禁带缺陷能级辐射的光能取决于电子跃迁前后电子所在能级的能量差电子辐射的光能≤激发时吸收的能量2021作为发光材料的晶体，往往有目的地掺杂其它杂质离子以构成缺陷能级，它们对晶体的发光起着关键作用。激发和去激发可能在价带、导带和缺陷能级中任意两个之间进行。22激发和去激发发生的过程如下：①价带与导带之间；②价带与缺陷能级之间；③缺陷能级与导带之间；④两个不同能量的缺陷能级之间。23⑵发光过程固体发光的物理过程示意图如下：其中，M表示基质晶格；A和S为掺杂离子；并假设基质晶格M的吸收

5、不产生辐射。24这时，基质晶格M吸收激发能，传递给掺杂离子，使其上升到激发态，它返回基态时可能有以下三种途径：25①以热的形式把激发能量释放给邻近的晶格，称为“无辐射弛豫”，也叫荧光猝灭；②以辐射形式释放激发能量，称“发光”；26③S将激发能传递给A，即S吸收的全部或部分激发能由A产生发射而释放出来，这种现象称为“敏化发光”，A称为激活剂，S通常被称为A的敏化剂。27⑶荧光和磷光激活剂吸收能量后，激发态的寿命极短，一般大约仅10-8s就会自动地回到基态而放出光子，这种发光现象称为荧光。撤去激发源后，荧光立即停止。28被激发的物质在

6、切断激发源后仍能继续发光，这种发光现象称为磷光。有时磷光能持续几十分钟甚至数小时，这种发光物质就是通常所说的长余辉材料。29即：“荧光”指的是激发时的发光，而“磷光”指的是发光在激发停止后，可以持续一段时间。30区别：激发态的寿命停止激发后，是否可以发光31稀土(RareEarth)元素是指元素周期表中的镧系元素加上同为ⅢB族的钪Sc和钇Y在内的17种元素。镧系元素是指原子序数从57~71的15中元素，具体为镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu。轻稀

7、土：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。重稀土：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。§4、稀土的发光特点军事方面稀土有工业“黄金”之称，由于其具有优良的光电磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且，稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事，必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说，美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制，以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮

8、，正缘于稀土科技领域的超人一等。稀土用途32冶金工业稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中，能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用，并可以改善钢的加工性能；稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁，由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求