稀土硼酸盐发光材料的制备及发光性能的研究(3)

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同时，我国是世界上稀土资源最丰富的国家之一，特别是在我国南方，丰富的稀土资源为我国的稀土发光材料的发展提供了重要的原料保障。虽然我国的稀土资源十分富饶，但在一定程度上，我们的国家并不是稀土强国，国家领导人非常重视稀土的开发利用并表明这具有重要意义，明确提出要将中国的稀土资源优势转化为经济优势[2]。目前，无论是储存、产量，还是出口量，我国在世界稀土市场上占有举足轻重的地位。稀土发光材料已成为我国信息显示、照明工程、光电子等产业中的支柱材料。它的发展以及它和其它领域高技术有机结合，可以创新和孕育出一些有知识产权的新技术和新产业。如荧光体和碳纳米管结合可以实现超高亮度光源，家庭照明新概念，新技术以及光子通信家庭化等。当今科学技术的步伐逐渐加快，产品也是日新月异，更新换代周期明显缩短，电子信息产品与照明器具等也不例外。作为上游产业的稀土发光材料必须也能够适应市场变化，应对市场情况，适时调整产品结构，从而实现自身发展[3]。无论从深度还是广度，稀土发光材料的发展进入一个新时期，它将为我国经济发展作出更大贡献。

1.2 无机固体发光原理

1.2.1无机固体发光与晶体结构

发光是指：当物质受到诸如光照、外加电场或电子束轰击等的激发后，吸收了外界能量，其电子处于激发状态，物质只要不因此而发生化学变化，当外界激发停止以后，处于激发状态的电子总要跃迁回到基态。在这个过程中，一部分多余能量通过光或热的形式释放出来。这部分能量以光的电磁波形式发射出来，即称为发光现象。

在实际晶体中，往往存在杂质原子或者晶格缺陷，局部破坏了晶体内部的规则排列，从而产生一些特殊的能级，叫做缺陷能级，这对晶体的发光起着至关重要的作用[4]。

在晶体中，电子的被激发和激发互为可逆过程。这个两个过程可能会在价带与导带之间，或在价带与缺陷能级、缺陷能级与导带之间进行，甚至可以在两个不同能量的缺陷能级之间进行。电子在去激发跃迁过程中，将所吸收的能量释放出来，转换成光辐射。辐射的光能取决于电子跃迁前后所在能带之间的能量差值。在去激发跃迁过程中，电子有可能将一部分能量转移给其他原子，这时电子辐射的光能将小于受激发时吸收的能量，即小于跃迁前后电子所在能带的能量差[5]。源:自*751~·论,文'网·www.751com.cn/

1.2.2 无机固体发光过程

发光材料是由作为材料主题的基质材料和掺入的少量杂质离子（激活剂）所组成[6]。有时还掺入另一种杂质离子作为敏化剂。激活剂和敏化剂部分的取代基质晶格原有格位上的离子，形成杂志缺陷。激活剂受到外界能量的激发而产生特征的辐射，激活剂是发光中心。

目前，我们研究的发光材料主要有两种：无机发光材料和有机发光材料。在无机发光材料中，由于稀土发光材料具有卓越的发光性质，从而成为了无机发光材料的代表。

1.3 稀土发光材料

1.3.1 稀土发光材料的发展

1960年首次发现用掺衫的氟化物CaF2:Sm2+可以输出激光脉冲，这是稀土发光材的问世｡在1964年，国际上稀土分离技术得到突破，导致了高效红色荧光粉YVO4:Eu3+和Y2O3:Eu3+的发明，同年美国用YVO4:Eu3+作红色荧光材料的新型彩色电视机问世｡紧接着，1968年又发明另一种高效的Y2O2S:Eu3+红色荧光粉｡尽管它们昂贵，但很快被应用于CTR彩色电视中，使彩电发生了质的变化｡与此同时，科学家们还进行着三价稀土离子的4f-4f能级跃迁、4f和5d能态及电荷转移态的基础研究工作：完成了三价稀土离子位于5000cm-1以下的4f电子组态能级的能量位置的基础研究工作，所有三价稀土离子的发光和激光均起源于这些能级｡因此可以说上世纪是60年代是稀土离子发光及其发光材料基础研究和应用发展的划时代和转折点｡有了60年代的研究基础和工业基础,步入70年代，无论是基础研究还是新材料研制及其开发应用多进入了百花齐放的时期｡如70年代初，由Koedam M等人通过对人眼色觉的研究，从理论上推出:：如果将蓝、绿、红(波长分别为440nm、545nm、610nm)三种窄波长范围发射的荧光粉按一定比例混合，可制成高效率、高显色性荧光灯｡1974 年,荷兰菲利蒲公司的Jversgetn JM等先后合成了稀土绿粉(Ce ,Tb)MgAl11O9、蓝粉(Ba,Mg,Eu)3Al16O27和红粉YO3:Eu3+，并将它们按一定比例混合制成了三基色粉，首次研制成了稀土三基色荧光灯随后投放市场。20世纪80年代以后，一些制备发光材料的新工艺及一系列超长余辉发光材料的研究成功，为发光材料的应用开辟了广阔的领域[7]。文献综述