稀土發(fā)光材料的特點及應(yīng)用介紹

1、稀土發(fā)光材料的特點及應(yīng)用介紹稀土發(fā)光材料的特點及應(yīng)用介紹專業(yè)：有機(jī)化學(xué)姓名：楊娟學(xué)號：201002121343發(fā)光是物體把吸收的能量轉(zhuǎn)化為光輻射的過程。當(dāng)物質(zhì)受到諸如光照、外加電場或電子束轟擊等的激發(fā)后，吸收外界能量，處于激發(fā)狀態(tài)它在躍遷回到基態(tài)的過程中，吸收的能量會通過光或熱的形式釋放出來。如果這部分能量是以光的電磁波形式輻射出來，即為發(fā)光。所謂的稀土元素是指鑭系元素加上同屬IIIB族的鈧Sc和釔Y，共17種元素。這些元素具有電子結(jié)構(gòu)

2、相同，而內(nèi)層4f電子能級相近的電子層構(gòu)型、電價高、半徑大、極化力強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)活潑及能水解等性質(zhì)，故其應(yīng)用十分廣泛。1稀土發(fā)光材料的發(fā)光特性稀土發(fā)光材料的發(fā)光特性稀土是一個巨大的發(fā)光材料寶庫，稀土元素?zé)o論被用作發(fā)光(熒光)材料的基質(zhì)成分，還是被用作激活劑，共激活劑，敏化劑或摻雜劑，所制成的發(fā)光材料，一般統(tǒng)稱為稀土發(fā)光材料或稀土熒光材料。物質(zhì)發(fā)光現(xiàn)象大致分為兩類：一類是物質(zhì)受熱，產(chǎn)生熱輻射而發(fā)光，另一類是物體受激發(fā)吸收能量而躍遷至激發(fā)態(tài)(非

3、穩(wěn)定態(tài))在返回到基態(tài)的過程中，以光的形式放出能量。因為稀土元素原子的電子構(gòu)型中存在4f軌道，當(dāng)4f電子從高的能級以輻射馳騁的方式躍遷至低能級時就發(fā)出不同波長的光。稀土元素原子具有豐富的電子能級，為多種能級躍遷創(chuàng)造了條件，從而獲得多種發(fā)光性能。稀土發(fā)光材料優(yōu)點是發(fā)光譜帶窄，色純度高色，彩鮮艷；吸收激發(fā)能量的能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換效率高；發(fā)射光譜范圍寬，從紫外到紅外；熒光壽命從納秒跨越到毫秒6個數(shù)量級，磷光最長達(dá)十多個小時；材料的物理化學(xué)性能穩(wěn)定，能

4、承受大功率的電子束，高能射線和強(qiáng)紫外光的作用等。今天，稀土發(fā)光材料已廣泛應(yīng)用于顯示顯像，新光源，X射線增感屏，核物理探測等領(lǐng)域，并向其它高技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)展。高，顆粒尺寸大且分布不均勻，難以獲得球形顆粒。2.2溶膠——凝膠法R.Mimo[12]通過對比實驗證明了溶膠——凝膠法在降低燒結(jié)溫度、均勻摻雜等方面均優(yōu)于固相反應(yīng)法。國內(nèi)亦有許多學(xué)者探索了用該法合成稀土摻雜的熒光體的發(fā)光性能[13～17]，表明了溶膠凝膠法在稀土發(fā)光材料合成領(lǐng)域中異?；钴S

5、。文獻(xiàn)[18]評述了稀土離子及其配合物摻雜于溶膠——凝膠基質(zhì)中的發(fā)展，預(yù)測了今后的發(fā)展方向：溶膠——凝膠過程對最終材料性質(zhì)有重大影響，基質(zhì)特性與稀土發(fā)光材料的相關(guān)性研究對提高稀土的發(fā)光性能具有指導(dǎo)作用；合成透明的稀土無機(jī)有機(jī)雜化薄膜，以提高材料的力學(xué)性質(zhì)；縮短整個溶膠——凝膠過程的周期，是材料走向?qū)嵱没闹匾徊健Ｈ苣z凝膠法的優(yōu)點是：反應(yīng)溫度一般為室溫或稍高一點，大多數(shù)有機(jī)活性分子可以引入此體系中并保持其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)；反應(yīng)從溶液開

6、始，易控制各組分的比例，且達(dá)到分子水平上的均勻，所以產(chǎn)品組成均勻；缺點是反應(yīng)的原料價格高，且有時較難制得，反應(yīng)操作也較復(fù)雜，周期長。盡管如此，溶膠——凝膠法還是以其溫和的反應(yīng)條件和靈活多樣的操作方式，在制備多功能光學(xué)材料方面顯示出巨大的潛力。2.3微波輻射法微波合成的產(chǎn)品具有物相純，稀土摻雜濃度高，發(fā)光強(qiáng)度大等特點。因而在化學(xué)合成領(lǐng)域受到的高度的重視，在稀土發(fā)光材料的合成中也有了較廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)主要是張邁生、楊燕生等[19～21]研究

7、較多，合成了多種熒光體并分析了它們的發(fā)光性質(zhì)。但微波輻射法仍存在一些問題，有待于進(jìn)一步的探討和深入研究。例如，其反應(yīng)機(jī)理仍不是很清楚反應(yīng)溫度的控制，大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用方式等。微波合成法是近10年來迅速發(fā)展的新興制備技術(shù)，是利用微波輻射代替?zhèn)鹘y(tǒng)的加熱以進(jìn)行無機(jī)固相反應(yīng)的一種方法。它是將微波爐發(fā)射出來的微波，通過吸收介質(zhì)傳遞給反應(yīng)物體系，從而快速升溫到所需溫度，并使反應(yīng)在較短時間內(nèi)完成。該法由于使組分內(nèi)部整體同時發(fā)熱，故升溫速度極快，是一種快