发光玻璃的定义、分类和长余辉发光玻璃

发光玻璃定义与分类

发光玻璃是指由于外界的激励,使玻璃物质中电子由低能态跃迁至高能态,当电子回复 时,以光的形式产生辐射的发光过程的一类玻璃。在基质玻璃中添加少量稀土元素,常以三 价离子的形式形成发光中心,不同稀土激活剂发出不同颜色的光。稀土元素具有特殊的4f 电子内壳层结构,由于价电子在不同能级轨道上的跃迁,使得稀土离子表现出了极其丰富的 荧光性质,其吸收和发射光谱覆盖了从紫外到红外的很宽的谱带范围。在玻璃中掺入稀土离 子,可以制成发光玻璃,由于其独特的发光性质,在激光材料、显示材料及光纤通讯等领域 已得到初步应用。发光玻璃多数都含有稀土元素。为了提高发光亮度,一方面改进现有玻璃 并探索新的对人眼比较灵敏的绿光材料;另一方面则设法把发光效率高的玻璃发出的红光或 红外线转换成高亮度的光,如双掺杂Yb3+Er3+Ce3+Tb3+Ce3+Tm3+Dy3+等。 稀土发光玻璃包括:长余辉发光玻璃、荧光玻璃、闪烁玻璃、热致发光剂量玻璃、参考玻 璃、示踪玻璃等。其中,长余辉发光玻璃是近年来研究最多,有广泛应用前景的一种发光玻 璃。因此这里将主要介绍长余辉发光玻璃。

长余辉发光玻璃

长余辉发光玻璃,是指当激发光源切断后能持续发光的玻璃。稀土离子具有丰富的能级 和电子跃迁特性,使之成为一个可以利用的发光宝库。由于永久性发光材料含有放射性同位 素,给生产和使用带来不便和危害。新近开发的SrAl24  Eu, Dy等新型的长余辉光致发 光材料,从环境保护的角度来看,不具有放射性。另外,在制备过程中,不引入和产生有毒 的化学物质,与传统的硫化物为基底的发光材料相比,具有明显优点。Eu2+激活的尖晶石 型碱土金属铝酸盐由于具有亮度高、余辉长、不含放射性元素等优点,而被广泛应用。由于 晶体材料很难以单晶形式制成足够大的平板,所以,长余辉发光晶体材料通常以多晶块状或 粉末状的形式存在,其颗粒的形状和大小都不是均匀的,因此它们的应用领域也就受到了一 定的限制。玻璃由于均匀、透明,并且易于加工成各种形状,例如纤维和大尺寸平板,由于 玻璃的网络结构是近程有序而长程无序,稀土离子在玻璃中可以掺杂较高浓度的稀土激活离 子,所以玻璃就成为长余辉发光材料的良好基质材料,长余辉发光玻璃可以应用于激光、光 学放大器、光通讯、储能和显示等诸多领域。高效长余辉发光玻璃材料是一种绝好的省能 绿色光源,有望在民用、军事上获得更广泛的应用。


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