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概括荧光粉以及其分类


荧光粉(俗称夜光粉),通常分为光致储能夜光粉和带有放射性的夜光粉两类。光致储能夜光粉是荧光粉在受到自然光、日光灯光、紫外光等照射后,把光能储存起来,在停止光照射后,再缓慢地以荧光的方式释放出来,所以在夜间或者黑暗处,仍能看到发光,持续时间长达几小时至十几小时。带有放射性的夜光粉,是在荧光粉中掺入放射性物质,利用放射性物质不断发出的射线激发荧光粉发光,这类夜光粉发光时间很长,但因为有毒有害和环境污染等,所以应用较谨慎。

灯用荧光粉主要有 3类。第一类用于普通荧光灯和低压汞灯,第二类用于高压汞灯和自镇流荧光灯,第三类用于紫外光源等。荧光粉也有好多种类的,而且价格都是不一样的,荧光粉具有热稳定性好、安全环保的特点,适用於各种白光,可调节出不同的红色,蓝色,黄色等等的色彩,

荧光灯和低压汞灯用荧光粉

有锑、锰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。

卤磷酸钙荧光粉

卤磷酸钙荧光粉的发光是由激活剂锑(Sb)和锰Mn共同激活的。激活剂原子在点阵内占据钙原子的位置。这种材料具有敏化现象: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,另一部分则在所谓共振传递的过程中转移给Mn,使Mn产生本身的辐射。因此,总的辐射取决于两种激活剂的特性,并且随着它的比例的变化而变化,还取决于氟、氯的比例。如在Sb激活的卤磷酸钙内增加锰的含量,就会增加橙黄色的辐射,而相应的减少了蓝色辐射。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。

高压汞灯用荧光粉

高压汞灯的光谱分布与低压汞灯(荧光灯)的显著不同。为了提高灯的效率和改善光色,高压汞灯在放电管外玻壳内涂上荧光粉,将主要辐射波长之一的 365nm紫外线能转换成可见光。高压汞灯早期采用锰激活的氟锗酸镁或锡激活的磷酸锌锶粉等。后来,采用彩色电视用的荧光粉 YVO4:Eu,它的峰值为619nm,相应的灯的总光通量高显色性能好。现已研制出Y(PV)O4:Eu荧光粉,它更适合于高压汞灯的要求。

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。

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