歷史編輯19世紀初,人們在研究放電發(fā)光現(xiàn)象的過程中開發(fā)了熒光燈和熒光粉。當時的熒光燈使用硅酸鋅鈹熒光粉,發(fā)光效率低并有毒性。1942年,A.H.麥基格發(fā)明鹵磷酸鈣熒光粉并用在熒光燈內,在照明領域引起了一次革命。這種粉發(fā)光效率高、無毒、價格便宜,一直使用。70年代初,荷蘭科學家從理論上計算出熒光粉的發(fā)射光譜發(fā)現(xiàn)熒光粉如由450nm、550nm和610nm三條窄峰組成(三基色),則顯色指數(shù)和發(fā)光效率能同時提高。1974年,荷蘭的范爾斯泰亨等人先后合成了發(fā)射峰值分別在上述范圍內的三種稀土熒光粉,使燈的發(fā)光效率達到85lm/W,顯色指數(shù)為85,使熒光燈有了新的突破。
稀土三基色熒光粉的特點是發(fā)光譜帶狹窄,發(fā)光能量更為集中,且在短波紫外線激發(fā)下穩(wěn)定性高,高溫特性好,更適用于高負載細管熒光燈和各種單端緊湊型熒光燈。
2類型編輯燈用熒光粉主要有 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(zhèn)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(wěn)定性好、安全環(huán)保的特點,適用於各種白光,可調節(jié)出不燈的紅色,藍色,黃色等同的色彩,
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(shù)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(fā)能后將一部分能量以光輻射的形式放出,利用上述現(xiàn)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(fā)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(fā)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(fā)光效率可達80——100lm/W,顯色指數(shù)為85——90。一般來說,綠粉含量越高、藍粉含量越低,則燈管發(fā)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(fā)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(fā)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(yōu)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(fā)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(fā)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(jù)鈣原子的位置。這種材料具有敏化現(xiàn)象:當激活劑Sb吸收激發(fā)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(xiàn)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(xiàn)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(fā)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(fā)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。
3利用編輯制成弱照明光源
人們在實際生活中利用夜光粉長時間發(fā)光的特性,制成弱照明光源,在軍事部門有特殊的用處,把這種材料涂在航空儀表、鐘表、窗戶、機器上各種開關標志,門的把手等處,也可用各種透光塑料一起壓制成各種符號、部件、用品(如電源開關、插座、釣魚鉤等)。這些發(fā)光部件經光照射后,夜間或意外停電、閃電后起床等它仍在持續(xù)發(fā)光,使人們可辨別周圍方向,為工作和生活帶來方便。把夜光材料超細粒子摻入紡織品中,使顏色更鮮艷,小孩子穿上有夜光的紡織品,可減少交通事故。
夜光材料
國內外夜光材料主要是以ZnS(硫化鋅)SrS(硫化鍶)和CaS(硫化鈣)制成的,發(fā)出綠光和黃光。不過SrS,CaS材料易潮解,給廣泛應用帶來困難。所以市場上主要是以ZnS為基質的夜光材料。但它的余輝時間只有1——3小時,而且在強光(如太陽光)、紫外光和潮濕空氣中容易變質發(fā)黑,所以在許多領域中應用受到限制。添加鉆、銅共激活的ZnS夜光粉雖然有很長的余輝時間,但它有紅外淬滅現(xiàn)象,在電燈光(包含較多的紅光)照射下,余輝很快熄滅。
4危害編輯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(fā)出的射線激發(fā)熒光粉發(fā)光,這類夜光粉發(fā)光時間很長,但因為有毒有害和環(huán)境污染等,所以應用范圍小。
汞蒸氣達0.04至3毫克時,會使人在2至3月內慢性中毒;達1.2至8.5毫克量,會誘發(fā)急性汞中毒,如若其量達到20毫克,會直接導致動物死亡。汞一旦進入人體內,可很快彌散,并積累到腎、胸等組織和器官中,慢性汞中毒會導致精神失常,植物神經紊亂,急性癥狀常頭痛、乏力、發(fā)熱、口腔及消化道齒齦紅腫酸痛,糜爛出血,牙齒松動等,因此絕對不能將日光燈管碎片隨處丟棄。
萬一吸進熒光粉,那和吸進灰塵一樣。微量的,會被呼吸器官黏膜粘住,再隨痰吐出。少量的,可能進入肺部,慢慢隨痰吐出。經常吸入,會生“矽肺”。少量熒光粉粘到皮膚,也象灰塵一樣,用水洗掉就行了。經常接觸熒光粉,或熒光粉漿液,皮膚會變粗糙。熒光粉對身體有一定的輻射,最好不多接觸,偶爾接觸問題不大。
5熒光粉LED優(yōu)點編輯采用熒光粉來制作彩色LED有以下優(yōu)點:
首先,雖然不使用熒光粉,就能制備出紅、黃、綠、藍、紫等不同顏色的彩色LED,但由于這些不同顏色LED的發(fā)光效率相差很大,采用熒光粉以后,可以利用某些波段LED發(fā)光效率高的優(yōu)點來制備其他波段的LED,以提高該波段的發(fā)光效率。例如有些綠色波的LED效率較低,利用熒光粉制備出一種效率較高,被其稱為"蘋果綠"的LED用于手機背光源,取得了較好的經濟效益。
其次,LED的發(fā)光波長還很難精確控制,因而會造成有些波長的LED得不到應用而出現(xiàn)浪費,例如需要制備470nm的LED時,可能制備出來的是從455nm到480nm范圍很寬的LED,發(fā)光波長在兩端的LED只能以較低廉的價格處理掉或者廢棄,而采用熒光粉可以將這些所謂的"廢品"轉化成我們所需要的顏色而得到利用。
第三,采用熒光粉以后,有些LED的光色會變得更加柔和或鮮艷,以適應不同的應用需要。當然,熒光粉在LED上最廣泛的應用還是在白光領域,但由于其特殊的優(yōu)點,在彩色LED中也能得到一定的應用,但熒光粉在彩色LED上的應用還剛剛起步,需要進一步進行深入的研究和開發(fā)。[1]6熒光粉煅燒設備編輯熒光粉生產設備氫氣保護鉬絲爐
額定溫度:1500 ºC
額定功率:52KW
額定電壓:380V
相 數(shù):二相
加熱區(qū)數(shù):4區(qū)
加熱元件:高溫鉬絲
爐膛尺寸(L×W×H):7500×150×120mm(推板以上高)
推板尺寸(L×W×H):140×140×40 mm,
材質:剛玉莫來石
匣缽外形尺寸:120×120×50
設備占地面積(L×W):——9500×1400 mm(含推料機長度)
推進形式:液壓推進,間歇步進與連續(xù)
保護氣:氫氮混合氣或氨分解氣體
保護氣耗量:≤5m3/h