灯用荧光粉讲座课件.ppt

1、灯用荧光粉Phosphors for lamps-荧光粉系列讲座之四通士达新材料韩钧祥 教授2022-12-15讲授内容讲授内容n前言n灯用荧光粉的历史 n典型的灯用荧光粉卤粉 n卤粉和三基色粉的比较n今后灯用荧光粉的研究方向 2022-12-15前言前言灯的种类：灯的种类：n白炽灯n金属卤化物灯n汞灯高压、低压n钠灯高压、低压nLED灯n其他灯必须用荧光粉的灯为低压汞灯（杀菌灯除外）可用可不用荧光粉的灯为高压汞灯，LED灯2022-12-15灯用荧光粉的历史灯用荧光粉的历史 1938年年非稀土三基色荧光粉非稀土三基色荧光粉nRCdB2O4：MnnGZnSiO4：MnnBCaWO4非稀土二组分

2、荧光粉非稀土二组分荧光粉nY（a）（Zn，Be）2SiO4：MnnBMgWO42022-12-15灯用荧光粉的历史1942年年卤粉卤粉n3Ca3(PO4)2Ca(F,Cl)2：Sb，MnnCa10(PO4)6(F,Cl)2：Sb，MnnCa5(PO4)3(F,Cl)：Sb，Mnn50年代工业化2022-12-15灯用荧光粉的历史1974年年稀土三基色荧光粉稀土三基色荧光粉nRYOEnGCAT LAP(变化较大)nBBAM(变化最大：基质Al16-Al10；激活剂从单到双)2022-12-151996年年LED荧光粉荧光粉n460nm激发的荧光粉nYYAG，硅酸盐nR不成熟n460nm波长激发的

3、荧光粉灯用荧光粉的历史2022-12-15其他特殊荧光粉（起始时间各异）其他特殊荧光粉（起始时间各异）nUVBaSi2O5：Pb；SrB4O7:Eu2+nIRROXYEnYYAG:Ce（提高Ra）灯用荧光粉的历史2022-12-15典型的灯用荧光粉典型的灯用荧光粉卤粉卤粉 这是灯用荧光粉中历史最长、产量最大的产品，至今仍在应用和研究。作为一个荧光粉者，尤其是灯用荧光粉来说，对卤粉是应该全面了解的。2022-12-15卤粉-卤粉的制造 n原材料（CaCl2，（NH4）2HPO4等）的净化（用S”沉淀、用络合剂C吸附清除微量杂质）n基质原料CaHPO4的合成要求晶型、形貌、粒度大小。这是最关键的一

4、步。需要掌握溶液浓度、沉淀温度、速度、脱水温度、时间等。n配料与混合（以干法为主）V型等2022-12-15n灼烧（中性气氛，1200）n后处理：a.破碎腭式等 b.磨细 c.分级过筛（325目）；水透 d.洗涤（水、酸洗、EDTA等）卤粉-卤粉的制造 2022-12-15 在同一种结构（磷灰石）的情况下，可以调配出许多产品 n照明用产品暖白色、冷白色、日光色等灯用荧光粉n衍生出其他单色产品：A 卤蓝粉（不加Mn2+的卤粉）max=480nm B 稀土卤蓝粉 Sr5(PO4)3Cl：Eu2+C 其他稀土卤粉卤粉-卤粉的品种 2022-12-15n重视基质原料的研究重视基质原料的研究 卤粉的机制

5、原料是CaHPO4，它的形貌、粒度大小决定最终产品的形貌、大小，这一规律对研究其他荧光粉（如三基色荧光粉）也是适用的。卤粉-卤粉研究给人们的启示 2022-12-15n能量传递机理的应用能量传递机理的应用 在卤粉中，有两个激活剂第一激活剂（也叫敏化剂）是Sb3+；第二激活剂（也叫激活剂）是Mn2+，Sb3+吸收254nm能量，一方面发出自己能有的480nm光谱，另一方面把部分能量传递给Mn2+，发出主峰为580nm左右的Mn2+光谱，这种传递机理在稀土荧光粉中也得到了很多应用，其离子对有：Eu2+Mn2+Ce3+Mn2+Ce3+Tb3+其中Ce3+发出的光一般是不可见的。卤粉-卤粉研究给人们的

6、启示 2022-12-15n基质晶格变化对发射光谱的影响基质晶格变化对发射光谱的影响 在卤粉中，调整基质晶格中的阳离子、阴离子或者阴阳离子都对荧光粉的发射光谱有重要影响，如用Sr2+、Ba2+代Ca2+，或者调整F-,Cl-等卤离子的比例，都对Sb3+，尤其是Mn2+的发射产生影响。这种影响体现在fd跃迁的稀土荧光分钟尤为明显：卤粉-卤粉研究给人们的启示 2022-12-15在YAG：Ce荧光粉中，变更Y和Al，Ce3+的发射峰值位置和强度有很大的变化；在SrSiO4：Eu荧光粉中，变更Sr和Si，Eu2+的发射峰值位置和强度有很大变化；在BAM：Eu荧光粉中，变更Ba，Mg，Al，Eu2+的

7、发射峰值位置和强度也有很大变化。卤粉-卤粉研究给人们的启示 2022-12-15n灼烧条件的控制灼烧条件的控制 在卤粉中，如果灼烧条件（温度，气氛等）控制不好，结晶就不好，Mn2+Mn4+，Sb3+Sb5+，这样发光效率就会下降。同样，在稀土荧光粉中，如何得证Eu，Ce，Tb的价态，也是得证最终产品质量的关键条件之一。卤粉-卤粉研究给人们的启示 2022-12-15n制造卤粉的设备及测试仪器制造卤粉的设备及测试仪器 总之，卤粉研究的方法，成果，设备，仪器等，对现代荧光粉的研究有极其重要的借鉴作用。卤粉-卤粉研究给人们的启示 2022-12-15卤粉和三基色粉的比较卤粉和三基色粉的比较 卤粉 三

8、基色粉 光效高高显色性低高色差小大光通维持率低高价格便宜贵*价格由原材料、设备、能耗等决定。2022-12-15卤粉和三基色粉的比较卤粉n为了克服为了克服Ra低的缺点，常在卤粉中加低的缺点，常在卤粉中加入稀土红粉；入稀土红粉；n为了克服光通维持率低的缺点：为了克服光通维持率低的缺点：A 加Cd（有毒）B 表面处理 C 继续研究（无根本性突破）2022-12-15n为了克服自己价格贵的缺点：为了克服自己价格贵的缺点：A 降低贵重稀土Eu，Tb的含量；B 降低粉的粒度，以便减少涂粉；C 和卤粉搭配使用（如先涂卤粉，再涂三 基色 粉）；D 回收粉；E 其他方法，如先涂Al2O3粉，或者 混入Al2O3粉等。卤粉和三基色粉的比较三基色粉2022-12-15n为了克服色差大的缺点：为了克服色差大的缺点：A 改进蓝，绿粉，尤其是蓝粉性能；B 研究三种粉的颗粒级配；C 涂粉工艺的改进。卤粉和三基色粉的比较三基色粉2022-12-15今后灯用荧光粉的研究方向今后灯用荧光粉的研究方向 n完善稀土三基色荧光粉的生产工艺n研制市场上需要的特殊灯用荧光粉n密切注视LED发展动向，制作照明用的白光LED灯用荧光粉n关注其他真正绿色照明光源的发展2022-12-15