灯用荧光粉讲座

灯用荧光粉Phosphorsforlamps----荧光粉系列讲座之四通士达新材料韩钧祥教授荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24讲授内容前言灯用荧光粉的历史典型的灯用荧光粉——卤粉卤粉和三基色粉的比较今后灯用荧光粉的研究方向荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24前言灯的种类：白炽灯金属卤化物灯——汞灯——高压、低压钠灯——高压、低压LED灯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灯荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24灯用荧光粉的历史1938年~非稀土三基色荧光粉R—CdB2O4：MnG—ZnSiO4：MnB—CaWO4非稀土二组分荧光粉Y（a）—（Zn，Be）2SiO4：MnB—MgWO4荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24灯用荧光粉的历史1942年~卤粉3Ca3(PO4)2Ca(F,Cl)2：Sb，MnCa10(PO4)6(F,Cl)2：Sb，MnCa5(PO4)3(F,Cl)：Sb，Mn50年代工业化荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24灯用荧光粉的历史1974年~稀土三基色荧光粉R—YOEG—CATLAP(变化较大)B—BAM(变化最大：基质Al16—Al10；激活剂从单到双)荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/241996年~LED荧光粉①460nm激发的荧光粉Y—YAG，硅酸盐R—不成熟②460nm波长激发的荧光粉灯用荧光粉的历史荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24其他特殊荧光粉（起始时间各异）UV—BaSi2O5：Pb；SrB4O7:Eu2+IR—ROXYEY—YAG:Ce（提高Ra）灯用荧光粉的历史荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24典型的灯用荧光粉——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。荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24卤粉--卤粉的制造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）基质原料CaHPO4的合成——要求晶型、形貌、粒度大小。这是最关键的一步。需要掌握溶液浓度、沉淀温度、速度、脱水温度、时间等。配料与混合（以干法为主）——V型等荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24灼烧（中性气氛，~1200℃）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--卤粉的制造荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24在同一种结构（磷灰石）的情况下，可以调配出许多产品照明用产品——暖白色、冷白色、日光色等灯用荧光粉衍生出其他单色产品：A卤蓝粉（不加Mn2+的卤粉）λmax=480nmB稀土卤蓝粉Sr5(PO4)3Cl：Eu2+C其他稀土卤粉卤粉--卤粉的品种荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24重视基质原料的研究卤粉的机制原料是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荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24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--卤粉研究给人们的启示荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24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f→d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荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24①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；②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；③在BAM：Eu荧光粉中，变更Ba，Mg，Al，Eu2+的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荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24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荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24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荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24卤粉和三基色粉的比较卤粉三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。荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24卤粉和三基色粉的比较—卤粉为了克服Ra低的缺点，常在卤粉中加入稀土红粉；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）荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24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—三基色粉荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24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—三基色粉荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24今后灯用荧光粉的研究方向完善稀土三基色荧光粉的生产工艺研制市场上需要的特殊灯用荧光粉密切注视LED发展动向，制作照明用的白光LED灯用荧光粉关注其他真正绿色照明光源的发展荧光粉系列讲座之四韩钧祥教授2019/12/24