稀土发光材料及其应用.ppt

*⑵发光过程固体发光的物理过程示意图如下：其中，M表示基质晶格；A和S为掺杂离子；并假设基质晶格M的吸收不产生辐射。第23页，共55页，星期日，2025年，2月5日*这时，基质晶格M吸收激发能，传递给掺杂离子，使其上升到激发态，它返回基态时可能有以下三种途径：第24页，共55页，星期日，2025年，2月5日*①以热的形式把激发能量释放给邻近的晶格，称为“无辐射弛豫”，也叫荧光猝灭；②以辐射形式释放激发能量，称“发光”；第25页，共55页，星期日，2025年，2月5日*③S将激发能传递给A，即S吸收的全部或部分激发能由A产生发射而释放出来，这种现象称为“敏化发光”，A称为激活剂，S通常被称为A的敏化剂。第26页，共55页，星期日，2025年，2月5日*⑶荧光和磷光激活剂吸收能量后，激发态的寿命极短，一般大约仅10-8s就会自动地回到基态而放出光子，这种发光现象称为荧光。撤去激发源后，荧光立即停止。第27页，共55页，星期日，2025年，2月5日*被激发的物质在切断激发源后仍能继续发光，这种发光现象称为磷光。有时磷光能持续几十分钟甚至数小时，这种发光物质就是通常所说的长余辉材料。第28页，共55页，星期日，2025年，2月5日*即：“荧光”指的是激发时的发光，而“磷光”指的是发光在激发停止后，可以持续一段时间。第29页，共55页，星期日，2025年，2月5日*区别：激发态的寿命停止激发后，是否可以发光第30页，共55页，星期日，2025年，2月5日*稀土(RareEarth)元素是指元素周期表中的镧系元素加上同为ⅢB族的钪Sc和钇Y在内的17种元素。镧系元素是指原子序数从57~71的15中元素，具体为镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu。轻稀土：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。重稀土：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。§4、稀土的发光特点第31页，共55页，星期日，2025年，2月5日军事方面稀土有工业“黄金”之称，由于其具有优良的光电磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且，稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事，必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说，美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制，以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮，正缘于稀土科技领域的超人一等。稀土用途*第32页，共55页，星期日，2025年，2月5日冶金工业稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中，能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用，并可以改善钢的加工性能；稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁，由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件，被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业；稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中，可以改善合金的物理化学性能，并提高合金室温及高温机械性能。*第33页，共55页，星期日，2025年，2月5日石油化工用稀土制成的分子筛催化剂，具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点，因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程；在合成氨生产过程中，用少量的硝酸稀土为助催化剂，其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍；在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中，采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂，所获得的产品性能优良，具有设备挂胶少，运转稳定，后处理工序短等优点；复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂，环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。*第34页，共55页，星期日，2025年，2月5日玻璃陶瓷稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿，可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光；在熔制玻璃过程中，可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用，降低玻璃中的铁含量，以达到脱除玻璃中绿色的目的；添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃，其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等；在陶釉和瓷釉中添加稀土，可以减轻釉