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簡述蓄光型自發(fā)光材料與發(fā)光人造石材

[ 發(fā)布日期：2011/11/24 8:52:12 ] 瀏覽人數(shù)： 3942
　　蓄光型自發(fā)光材料又稱為光致光超長余輝蓄光材料、非放射性蓄光材料、無電源自發(fā)光材料等。該材料主動吸蓄太陽光、燈光、紫外光、雜散光等可見光5-10min后，就可在黑暗中持續(xù)發(fā)光12h以上，并可根據(jù)實際需要，使其發(fā)出紅、綠、藍、黃、紫等多種彩色光。目前，蓄光型自發(fā)光材料制品有發(fā)光涂料、發(fā)光油漆、發(fā)光油墨、發(fā)光釉料、發(fā)光塑料、發(fā)光橡膠、發(fā)光皮革、發(fā)光玻璃、發(fā)光陶瓷、發(fā)光裝飾石、發(fā)光鋁塑復(fù)合板、發(fā)光工藝品等。由于其特有的高亮度、快吸光、長蓄光、化學(xué)穩(wěn)定性好及耐候性強等優(yōu)良理化性能，使其廣泛應(yīng)用于建筑裝飾、交通運輸、消防安全、電子通信、電力電器、儀器儀表、石油化工、地鐵隧道、印刷印染、廣告牌匾、珠寶首飾等各個領(lǐng)域，是二十一世紀(jì)極有發(fā)展前途的裝飾發(fā)光材料．
　　將蓄光型自發(fā)光材料按一定比例摻人到人造石材http://www.stonebuy.com/中，可使其具有原本材料的外觀和性能，又具備夜間發(fā)光的特殊裝飾效果，白天晚上皆可欣賞，尤其在夜間特別理想，一改以往燈光裝飾與石材http://www.stonebuy.com/各占一角各主其事的局面，使二者有機地結(jié)合到一起，從而使人造石材http://www.stonebuy.com/產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/顯得美妙神奇、清新高雅，點綴都市夜生活，給建筑物增添情調(diào)及藝術(shù)效果，且對于節(jié)約電力資源和作為防止火患的應(yīng)急照明光源有著巨大而實用的意義。
　　1蓄光型自發(fā)光材料的種類
　　1.1硫化物系列蓄光型自發(fā)光材料硫化物系列蓄光型自發(fā)光材料主要包括硫化鋅、硫化鋅鍋、硫化銀、硫化鋇、硫化鈣等。同時也是重要的陰極射線、電致發(fā)光的實用發(fā)光材料。硫化物系列蓄光型自發(fā)光材料目前依舊有實用價值的材料有:發(fā)光顏色為黃綠色的ZnS:Cu系列，藍色的CaS:Bi系列，紅色的CaS:Eu系列。
　　1.2鋁酸鹽體系蓄光型自發(fā)光材料
　　鋁酸鹽體系蓄光型自發(fā)光材料具有發(fā)光效率高，化學(xué)穩(wěn)定性好的特點。目前達到實用化程度的材料有:發(fā)光顏色為藍紫色的CaAl2O4:Eu，Nb，藍綠色的Sr4All4O25:Eu，Dy，黃綠色的SrAl2O4:Eu，Dy，它們都有優(yōu)異的長余輝發(fā)光性能，被人們譽為第二代蓄光型自發(fā)光材料，是蓄光型自發(fā)光材料發(fā)展的一個里程碑。
　　1.3硅酸鹽體系蓄光型自發(fā)光材料
　　我國根據(jù)鋁酸鹽體系蓄光型自發(fā)光材料尚存在耐水性稍差，發(fā)光色較單一，對原材料純度要求高，生產(chǎn)成本高等缺點，開展了硅酸鹽體系蓄光型自發(fā)光材料研究，成功研制出數(shù)種耐水性好、紫外輻照性穩(wěn)定、發(fā)光色多樣、余輝亮度較高、余輝時間較長的硅酸鹽體系蓄光型自發(fā)光材料，將蓄光型自發(fā)光材料的研究推向一個新的時代。目前研制的銪、鏑激活的焦硅酸鹽藍色材料，其發(fā)光性能也優(yōu)于銪、釹激活的鋁酸鹽藍色發(fā)光材料。但總體來說，硅酸鹽體系的發(fā)光性能尚未達到鋁酸鹽體系的水平，已達到應(yīng)用水平的只有焦硅酸鹽體系，含鎂的正硅酸鹽性能還未能得到應(yīng)用，進一步提高硅酸鹽體系的發(fā)光性能，還需做更深入的工作。
　　2蓄光型自發(fā)光材料發(fā)光原理
　　蓄光型自發(fā)光材料是一類吸收了激發(fā)光能并儲存起來，光激發(fā)停止后，再把儲存的能量以光的形式慢慢釋放出來，并可持續(xù)幾個甚至十幾個小時的發(fā)光材料。這種吸收光一儲存一再發(fā)光，并可無限重復(fù)的過程和蓄電池的充電一放電一再充電一再放電的反復(fù)重復(fù)是相似的，所以稱為蓄光型自發(fā)光材料。
　　發(fā)光材料在合成過程中所形成的晶體的晶格里產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)缺陷和雜質(zhì)缺陷才具有發(fā)光性能。結(jié)構(gòu)缺陷是晶格點間產(chǎn)生空位和離子，也稱晶格缺陷。由材料的晶格缺陷引起的發(fā)光叫做自激活發(fā)光。
　　在基質(zhì)材料中加人某種元素，高溫合成過程中，加人元素的離子摻入到基質(zhì)晶格形成了雜質(zhì)缺陷。由這種缺陷引起的發(fā)光叫做激活發(fā)光。加人的元素叫激活劑，也叫做發(fā)光中心。得到實際應(yīng)用的各類發(fā)光材料大多是激活劑型發(fā)光材料。
　　對于光致發(fā)光材料而言，激發(fā)材料的紫外光能量可以被基質(zhì)吸收(也稱本征吸收)。基質(zhì)吸收能量，其發(fā)光可直接由價帶電子和空穴的復(fù)合產(chǎn)生，也可通過由晶格缺陷或雜質(zhì)缺陷所形成的發(fā)光中心來產(chǎn)生。這種類型的發(fā)光材料被稱為“復(fù)合型”發(fā)光材料。硫化物系列是這類發(fā)光材料的代表。它們是半導(dǎo)體型化合物，基質(zhì)晶格是產(chǎn)生發(fā)光過程的介質(zhì)。改變基質(zhì)組分，即使采用同一激活劑，也可在很寬的波長范圍內(nèi)，有規(guī)律的改變發(fā)光光譜的組成。這類發(fā)光材料被紫外光激發(fā)時，首先是基質(zhì)吸收能量，再把能量傳遞給發(fā)光中心而產(chǎn)生發(fā)光。因此，在吸收能量、傳遞能量、發(fā)光的過程中，復(fù)合型發(fā)光材料損耗較大，能量發(fā)光效率是較低的。
　　紫外光能量在激發(fā)材料時，也可以直接被發(fā)光中心吸收，吸收能量后，發(fā)光中心的電子由低能態(tài)躍遷向高能態(tài)，當(dāng)電子從高能態(tài)返回低能態(tài)時產(chǎn)生發(fā)光。發(fā)光只和發(fā)光中心的電子躍迂有關(guān)的材料叫做“特征型”發(fā)光材料。以含氧化合物為基質(zhì)的發(fā)光材料如硅酸鹽、磷酸鹽、鋁酸鹽等都屬于特征型發(fā)光材料。用作激活劑以形成發(fā)光中心的元素主要是過渡族稀土元素。這類材料發(fā)光過程較復(fù)合型材料簡單，發(fā)光中心直接吸收激發(fā)能量，其濃度也只達到百分之幾，中心和基質(zhì)間相互作用能量較低，從而使這類材料具有高的發(fā)光效率。
　　硫化物系列和鋁酸鹽體系發(fā)光材料具有的蓄光性能是和這些材料中存在不同深度的陷阱能級有關(guān)。紫外光激發(fā)時，有一定能量深度的陷阱能級從激發(fā)態(tài)捕獲了足夠的電子，并儲存起來。紫外光停止激發(fā)后，儲存在陷阱能級的電子，在室溫的熱擾動下，逐漸被釋放出，釋放出的電子再躍遷到激發(fā)態(tài)，電子從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時產(chǎn)生長余輝發(fā)光。
　　3蓄光型自發(fā)光材料的性能指標(biāo)
　　目前，國內(nèi)外能生產(chǎn)的產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/其體色基本為淡黃色，在200-450 μm的光激發(fā)后，呈現(xiàn)黃綠色的光，發(fā)射光主峰約520nm，起始亮度一般在1000mcd/m2左右，余輝約12h左右。國內(nèi)生產(chǎn)的蓄光型自發(fā)光材料的性能指標(biāo)如下：
　　3.1表現(xiàn):淺黃色粉末(平均粒度10-65μm分檔)。
　　3.2發(fā)光顏色:黃綠色。
　　3.3發(fā)光主峰波長:520nm。
　　3.4激發(fā)光波長范圍:200-450nm。
　　3.5余輝亮度:起始亮度>2000mcd/m2； 10min>200mcd/m2；  60min>50mcd/m2；
　　120min>20mcd/m2。
　　3.6余輝時間:大于12h(黑暗中人眼可辯認(rèn)的亮度鬧值為0.32mcd/m2)。
　　4發(fā)光人造石材http://www.stonebuy.com/的生產(chǎn)與應(yīng)用
　　人造石材http://www.stonebuy.com/是以石英砂或碳酸鈣等為骨料(填料)，以不飽和聚醋樹脂為膠粘劑，經(jīng)鑄模、固化成型而制成的制品。在制作人造石材http://www.stonebuy.com/工藝中加人一定比例的蓄光型自發(fā)光材料就可制成發(fā)光人造石材http://www.stonebuy.com/。
　　4.1發(fā)光人造石材http://www.stonebuy.com/的主要原材料
　　4.1.1蓄光型自發(fā)光材料可根據(jù)人造石材http://www.stonebuy.com/對顏色或亮度的要求來選用蓄光型自發(fā)光材料。
　　4.1.2填料可用石英砂、碳酸鈣、滑石粉、氧化鋁等作填料。加人填料主要是降低成本，阻燃，提高發(fā)光人造石材http://www.stonebuy.com/產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/的機械http://www.stonebuy.com/machine/強度。同時可減少固化收縮率，減少產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/裂紋。
　　4.1.3不飽和聚酷樹脂由不飽和二元酸(如馬來酸醉)加人適當(dāng)比例的飽和二元酸(如苯醉)與二元醇(如丙二醇)縮聚反應(yīng)而得到線型結(jié)構(gòu)樹脂。其分子鏈內(nèi)具有不飽和雙鍵存在，可以進一步交聯(lián)為體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
　　4.1.4輔助材料主要有固化劑、促進劑、脫膜劑等。
　　4.2發(fā)光人造石材http://www.stonebuy.com/生產(chǎn)工藝在發(fā)光人造石材http://www.stonebuy.com/生產(chǎn)工藝中，固化是關(guān)鍵的工序。為使樹脂與填料的混合物變成堅硬的制品，必須使不飽和聚醋分子間相互交聯(lián)起來，即由線型結(jié)構(gòu)進一步交聯(lián)為體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(這一過程就是固化)。
　　發(fā)光人造石材http://www.stonebuy.com/生產(chǎn)工藝如下：
　　4.2.1先將蓄光型自發(fā)光材料、不飽和聚醋樹脂、填料、助劑等按一定比例混合均勻，制成基體發(fā)光樹脂。
　　4.2.2將基體發(fā)光樹脂、固化劑、促進劑混合均勻，制成半成品。
　　4.2.3切割。
　　4.2.4打磨上蠟。
　　4.2.5成品。
　　4.3制作發(fā)光人造石材http://www.stonebuy.com/應(yīng)注意事項
　　4.3.1不飽和聚醋樹脂應(yīng)盡量選擇顏色較淺或無色的產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/。
　　4.3.2固化劑、促進劑的用量應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)。
　　4.3.3在固化過程中，應(yīng)進行振蕩式真空脫泡。
　　4.3.4半成品應(yīng)進行定型處理后，再進行后續(xù)加工處理。
　　4.5發(fā)光人造石材http://www.stonebuy.com/的應(yīng)用
　　發(fā)光人造石材http://www.stonebuy.com/發(fā)光顏色多種多樣，適用于室內(nèi)外裝飾。用于建筑物外裝飾，公路裝飾，白天吸收陽光，晚上發(fā)光，為都市夜生活增光添彩。用于家居衛(wèi)生間、廚房、客廳地面的裝修鑲嵌，既美化家居，給家居房間帶來美麗神奇的效果，也方便人們夜晚在房間活動，避免受到意外的傷害，而且，美麗的發(fā)光效果讓人耳目一新。

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