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1、优质参赛课件主讲：***长余辉发光材料luminescentmaterialswithlongafterglow长余辉发光材料定义：在阳光和紫外线照射停止后仍能发光，并具有较长余辉时间的材料。又称蓄光材料或夜光材料；内含能量陷阱，包括ZnS、SrAl2O4中掺有Eu2+、Ce3+、Dy3+、Ag+发光发光过程：光致释光或热释光1、发光原理激发停止后发光的余晖（afterglow）衰减到0.032mcd/m2（该值是人眼暗适应条件下视觉灵敏阀的100倍）所需要的时间。·发光的衰减有赖于电子进入导带后的行为·陷阱在发光的弛豫过程中起非常重要的作用—俘获电子—热骚动的作用
2、下放出电子—可能同时存在多种陷阱—发光的衰减是多种衰减过程的总和发光原理定义：在阳光和紫外线照射停止后仍能发光，并具有较长余辉时间的材料。基本发光原理是：①在材料制备的过程中，掺杂的元素在基质中形成发光中心和陷阱中心，当受到外界光激发时，发光中心的基态电子跃迁到激发态，当这些电子从激发态跃迁回基态时，形成发光。②一些电子在受激时落入陷阱中心被束缚光照撤除后，受环境温度的扰动，束缚于陷阱的电子跳出陷阱落到基态，释放的能量激发发光中心形成发光。③束缚于陷阱的电子逐渐跳出陷阱，因此发光表现为一个长时间的过程，即形成了长的余辉。2、光能的存储和释放光能的释放（发光过程）发光
3、的形式有两种：1）升高温度时，发光体释出的光叫热释光。其发光强度对温度的关系叫做热释光曲线。所得光和（总光能）叫做热释光和。2）在长波光作用下，发光体释出的光叫做光致释光。所得光和叫做光释光和（闪光光和）。图解：注：S为发光体贮存的光能t为时间2.1热释光低温下激发荧光完全消失后，慢慢地升高温度影响因素：陷阱的个数、陷阱的深度2.2光致释光与光致猝灭含有深陷阱杂质的荧光粉激发后，再用红外或红光照射，会出现：发光强度增强——光释发光（Photostimulation）发光强度减弱——光致猝灭（Photoquenching)3、长余辉发光的应用（1）传统的“夜光粉”长余
4、辉发光材料由于撤除光照后在黑暗中能较长时间的发光，所以人们将这种材料通俗地称为“夜光粉”。传统的夜光粉有两大类：硫化物型和放射线激发型。硫化物型包括ZnS、CaS等，这类材料化学性能相对而言不太稳定，在水分和紫外线的作用下容易水解或光解。但是这种材料的余辉时间一般在二、三个小时，使用寿命较短。放射线激发型是以掺入材料内的放射物质发出的辐射能量为激发源，激发发光中心而发光。这类材料由于含有放射性物质而对环境和人类健康有害，已被大部分国家明令禁止使用。3、长余辉发光的应用（2）新型发光材料例如：与透明瓷粉混合涂敷烧结，制成发光陶瓷；作为发光母粒加入塑料颗粒中，可以制成发
5、光塑料板材或薄膜；与透明树脂或粘结剂混合，可以制成各种用途的油漆或涂料新型的长余辉发光材料是九十年代被发现的，不含任何有害元素，性能稳定，余辉时间长,特点如下：①以铝酸盐陶瓷材料为基质，以稀土材料为形成发光中心和陷阱中心的掺杂元素，具有良好的夜间显示功能。②以这种新型的长余辉发光材料为主，加以各种粘接材料，可以制成各种形式的夜间显示或装饰器件。3、应用实例发光饰品3、应用实例发光陶瓷等工艺品3、应用实例指示牌等（有了夜光材料，就不用为了小小的指示牌而大动工程拉电线）4、长余辉发光材料的发展4.1金属硫化物的长余辉发光材料4.2铝酸盐长余辉发光材料4.3硅酸盐长余辉发
6、光材料4.4红色长余辉发光材料4.1金属硫化物体系长余辉发光材料主要可分为两大类:过渡金属硫化物体系(Zn,Cd)S,以及碱土金属硫化物体系(Mg,Ca,Sr)S。金属硫化物体系是第一代长余辉发光材料。过渡金属硫化物体系ZnSBCu长余辉发光材料经逐步完善,在加入Co、Er等激活剂后,余辉时间由原来的200分钟延长至500分钟左右;但其最大缺点是不耐紫外线,在紫外线照射下会逐渐衰变,体色发黑。碱土金属硫化物体系的研究主要集中于CaS体系,激活剂多为Bi3+或者Eu2+等稀土离子。发展历程：在CaS为基质研究的基础上,90年代以后又通过改变基质组分获得了(Ca,Sr)
7、S,(Ca,Mg)S,(Sr,Mg)S及SrS等体系的长余辉材料,其激活剂是Eu2+离子。特点：该体系的最大优点是体色鲜艳,弱光下吸光速度快。4.2铝酸盐体系长余辉发光材料1992年肖志国率先发现了以SrAl2O4：Eu,Dy为代表的多种稀土离子共掺杂的碱土铝酸盐型发光材料,由于Dy的加入使得长余辉发光材料的发光性能比SrAl2O4：Eu2+的大大提高,余辉时间可达ZnS：Cu的十倍以上。目前铝酸盐体系达到实用化程度的长余辉发光材料有人们较熟悉的发蓝光的CaAl2O4：Eu,Nd;发蓝绿光的Sr4Al14O25：Eu,Dy(标记为PLB,发射光谱峰值490nm)
