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荧光粉

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== 历史 ==
19世纪,人们在研究放电发光现象的过程中开发了 [[ 荧光灯 ]] 和荧光粉。当时的荧光灯使用硅酸锌铍荧光粉,发光效率低并有毒性。1942年,A.H.麦基格发明卤磷酸钙荧光粉并用在荧光灯内,在照明领域引起了一次革命。这种粉发光效率高、无毒、价格便宜,一直使用。70年代初, [[ 荷兰 ]] 科学家从理论上计算出荧光粉的发射光谱发现荧光粉如由450nm、550nm和610nm三条窄峰组成(三基色),则显色指数和发光效率能同时提高。1974年,荷兰的 [[ 范尔斯泰亨 ]] 等人先后合成了发射峰值分别在上述范围内的三种稀土荧光粉,使灯的发光效率达到85lm/W,显色指数为85,使荧光灯有了新的突破。稀土三基色荧光粉的特点是发光谱带狭窄,发光能量更为集中,且在短波紫外线激发下稳定性高,高温特性好,更适用于高负载细管荧光灯和各种单端紧凑型荧光灯。
== 类型 ==
== 荧光灯和低压汞灯用荧光粉 ==
[[ ]] [[ ]] 激活的卤磷酸钙荧光粉和稀土三基色荧光粉。锑、锰激活的卤 [[ 磷酸钙 ]] 荧光粉是在 [[ 氟氯磷灰石 ]] 基质3Ca3(PO4)2·Ca(F,Cl)2中掺入少量的激活剂锑(Sb)和锰(Mn)以后制成的荧光粉,通常表示式为:
3Ca3(PO4)2·Ca(F,Cl)2:Sb,Mn这种荧光粉的制备方法很多采用的原料也可以不同,但对原料的纯度要求较高。配制混料时,各原料的用量首先要从磷灰石结构进行理论计算在卤磷酸钙中,钙和锰的克原子数之和对磷酸根中磷的克原子比为 4.9:3;随后进行称量、混合、磨细、过筛再在一定的气氛中(一般用氮气),以1150°C左右恒温烧结几小时;取出冷却后,在紫外灯下进行挑选,再磨细过筛即为成品。当激活剂Sb吸收激发能后将一部分能量以光辐射的形式放出,利用上述现象只要改变Mn的含量,就可以得到不同色温的卤磷酸钙荧光粉。荧光粉吸收辐射的能力与荧光粉的分散程度有关,因此其粒度的大小对发光亮度的影响很大。卤磷酸钙荧光粉粒度大小决定于原料CaHPO4的粒度大小,因此,获取一定大小和晶格的晶体CaHPO4,即可将荧光粉粒度控制在一定大小(5~10µ),从而获得高的发光亮度。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(2700~6500K),相应的灯的发光效率可达80~100lm/W,显色指数为85~90。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。三种基色粉的基质和激活物质有所不同,但其中的发光关键均在于稀土激活物质(铕、铈、铽等),利用稀土金属外层离子(D→F)的跃迁而发光。采用稀土三基色荧光粉的三基色荧光灯本身具有许多突出的优点,然而,稀土原料价格昂贵,造成三基色灯成本较高,限制了三基色灯的发展。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。
== 紫外光源用荧光粉 ==
它是在 253.7nm或其他较短波长紫外线激发下,能产生另一种波长较长的紫外线的荧光粉。它的种类很多。(BaSi2O3):Pb荧光粉是一种有效的紫外荧光粉,峰值为350nm,用于诱杀虫害的黑光灯。正磷酸钙〔(Ca,Zn)3(PO4)2:Tl〕荧光粉是一种制造健康线灯的高效粉发射波长280~350nm,峰值为310nm。复印灯必须有与所用的感光体或光电面吸收率匹配的谱线,因此,重氮复印灯用 [[ 焦磷酸锶]](Sr2P2O7:Eu), 静电复印灯用 [[ 镓酸镁]](MgGa2O4:Mn)和 [[ 硅酸锌]](Zn2SiO4:Mn)等紫外线荧光粉 [1]
== 利用 ==
人们在实际生活中利用夜光粉长时间发光的特性,制成弱照明光源,在军事部门有特殊的用处,把这种材料涂在航空仪表、钟表、窗户、机器上各种开关标志,门的把手等处,也可用各种透光塑料一起压制成各种符号、部件、用品(如电源开关、插座、钓鱼钩等)。这些发光部件经光照射后,夜间或意外停电、闪电后起床等它仍在持续发光,使人们可辨别周围方向,为工作和生活带来方便。把夜光材料超细粒子掺入纺织品中,使颜色更鲜艳,小孩子穿上有夜光的纺织品,可减少交通事故。
2.夜光材料
国内外夜光材料主要是以ZnS( [[ 硫化锌 ]] )SrS( [[ 硫化锶 ]] )和CaS( [[ 硫化钙 ]] )制成的,发出绿光和黄光。不过SrS,CaS材料易潮解,给广泛应用带来困难。所以市场上主要是以ZnS为基质的夜光材料。但它的余辉时间只有1~3小时,而且在强光(如太阳光)、紫外光和潮湿空气中容易变质发黑,所以在许多领域中应用受到限制。添加钻、铜共激活的ZnS夜光粉虽然有很长的余辉时间,但它有红外淬灭现象,在电灯光(包含较多的红光)照射下,余辉很快熄灭。
== 危害 ==
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