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长余辉发光材料luminescent materials with long afterglow
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)(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
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
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。