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概括熒光粉以及其分類


熒光粉(俗稱夜光粉),通常分為光致儲能夜光粉和帶有放射性的夜光粉兩類。光致儲能夜光粉是熒光粉在受到自然光、日光燈光、紫外光等照射后,把光能儲存起來,在停止光照射后,再緩慢地以熒光的方式釋放出來,所以在夜間或者黑暗處,仍能看到發光,持續時間長達幾小時至十幾小時。帶有放射性的夜光粉,是在熒光粉中摻入放射性物質,利用放射性物質不斷發出的射線激發熒光粉發光,這類夜光粉發光時間很長,但因為有毒有害和環境污染等,所以應用較謹慎。

燈用熒光粉主要有 3類。第一類用于普通熒光燈和低壓汞燈,第二類用于高壓汞燈和自鎮流熒光燈,第三類用于紫外光源等。熒光粉也有好多種類的,而且價格都是不一樣的,熒光粉具有熱穩定性好、安全環保的特點,適用於各種白光,可調節出不同的紅色,藍色,黃色等等的色彩,

熒光燈和低壓汞燈用熒光粉

有銻、錳激活的鹵磷酸鈣熒光粉和稀土三基色熒光粉。

銻、錳激活的鹵磷酸鈣熒光粉是在氟氯磷灰石基質3Ca3(PO4)2·Ca(F,Cl)2中摻入少量的激活劑銻(Sb)和錳(Mn)以后制成的熒光粉,通常表示式為:

3Ca3(PO4)2·Ca(F,Cl)2:Sb,Mn

這種熒光粉的制備方法很多采用的原料也可以不同,但對原料的純度要求較高。配制混料時,各原料的用量首先要從磷灰石結構進行理論計算在鹵磷酸鈣中,鈣和錳的克原子數之和對磷酸根中磷的克原子比為 4.9:3;隨后進行稱量、混合、磨細、過篩再在一定的氣氛中(一般用氮氣),以1150°C左右恒溫燒結幾小時;取出冷卻后,在紫外燈下進行挑選,再磨細過篩即為成品。

當激活劑Sb吸收激發能后將一部分能量以光輻射的形式放出,利用上述現象只要改變Mn的含量,就可以得到不同色溫的鹵磷酸鈣熒光粉。

熒光粉吸收輻射的能力與熒光粉的分散程度有關,因此其粒度的大小對發光亮度的影響很大。鹵磷酸鈣熒光粉粒度大小決定于原料CaHPO4的粒度大小,因此,獲取一定大小和晶格的晶體CaHPO4,即可將熒光粉粒度控制在一定大小(5~10µ),從而獲得高的發光亮度。

稀土三基色熒光粉中,紅粉為銪激活的氧化釔(Y2O3:Eu),綠粉為鈰、鋱激活的鋁酸鹽(MgAl11O19:Ce,Tb),藍粉為低價銪激活的鋁酸鋇鎂(BaMg2Al16O27:Eu)。3種粉按一定比例混合可以得到不同的色溫(2700~6500K),相應的燈的發光效率可達80~100lm/W,顯色指數為85~90。一般來說,綠粉含量越高、藍粉含量越低,則燈管發光效率越高。此外,藍粉增加,色溫升高;紅粉增加,色溫降低。

三種基色粉的基質和激活物質有所不同,但其中的發光關鍵均在于稀土激活物質(銪、鈰、鋱等),利用稀土金屬外層離子(D→F)的躍遷而發光。

采用稀土三基色熒光粉的三基色熒光燈本身具有許多突出的優點,然而,稀土原料價格昂貴,造成三基色燈成本較高,限制了三基色燈的發展??s小管徑或采用新的涂覆技術降低三基色粉用量,用廉價的其他彩色粉來部分取代一種或兩種稀土三基色粉,同樣可制得高光效、高顯色的熒光燈,但光衰可能要大一點。

鹵磷酸鈣熒光粉

鹵磷酸鈣熒光粉的發光是由激活劑銻(Sb)和錳Mn共同激活的。激活劑原子在點陣內占據鈣原子的位置。這種材料具有敏化現象:當激活劑Sb吸收激發能后,將一部分能量以光輻射的形式放出,另一部分則在所謂共振傳遞的過程中轉移給Mn,使Mn產生本身的輻射。因此,總的輻射取決于兩種激活劑的特性,并且隨著它的比例的變化而變化,還取決于氟、氯的比例。如在Sb激活的鹵磷酸鈣內增加錳的含量,就會增加橙黃色的輻射,而相應的減少了藍色輻射。利用上述現象,只要改變Mn的含量,就可以得到不同色溫的鹵磷酸鈣熒光粉。

高壓汞燈用熒光粉

高壓汞燈的光譜分布與低壓汞燈(熒光燈)的顯著不同。為了提高燈的效率和改善光色,高壓汞燈在放電管外玻殼內涂上熒光粉,將主要輻射波長之一的 365nm紫外線能轉換成可見光。高壓汞燈早期采用錳激活的氟鍺酸鎂或錫激活的磷酸鋅鍶粉等。后來,采用彩色電視用的熒光粉 YVO4:Eu,它的峰值為619nm,相應的燈的總光通量高顯色性能好?,F已研制出Y(PV)O4:Eu熒光粉,它更適合于高壓汞燈的要求。

紫外光源用熒光粉

它是在 253.7nm或其他較短波長紫外線激發下,能產生另一種波長較長的紫外線的熒光粉。它的種類很多。(BaSi2O3):Pb熒光粉是一種有效的紫外熒光粉,峰值為350nm,用于誘殺蟲害的黑光燈。正磷酸鈣〔(Ca,Zn)3(PO4)2:Tl〕熒光粉是一種制造健康線燈的高效粉發射波長280~350nm,峰值為310nm。復印燈必須有與所用的感光體或光電面吸收率匹配的譜線,因此,重氮復印燈用焦磷酸鍶(Sr2P2O7:Eu), 靜電復印燈用鎵酸鎂(MgGa2O4:Mn)和硅酸鋅(Zn2SiO4:Mn)等紫外線熒光粉。

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