第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
稀土熒光粉已成為熒光材料的主體，在現(xiàn)代照明工業(yè)中發(fā)揮著重要作用。自稀土熒光粉出現(xiàn)以來，其制備技術(shù)不斷地改進(jìn)、更新，而制備出超細(xì)且發(fā)光性能良好的粉體是今后的目標(biāo)。
幾種合成稀土熒光粉方法的特點(diǎn)
| 方法 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
| 高溫固相反應(yīng)法 | 工藝較簡單、成本低廉，適合工業(yè)化批量生產(chǎn) | 合成溫度高，反應(yīng)時(shí)陽長；產(chǎn)品顆粒較粗、破度較大，粒徑偏大且茬度分布寬，發(fā)光效率低 |
| 溶膠-凝膠法 | 反應(yīng)溫度低；合成產(chǎn)品均勻性好，粒徑??；各組分含量可精確控制，反應(yīng)組分可以在原子水平上混合均勻 | 生產(chǎn)流程過長；以金屑醇鹽作原料，成本輕高，且醇鹽有較大毒性，對人體健康有害，容易對環(huán)境造成很大污染；在非氧化氣氛下有機(jī)配位體中的碳6Z位體不易除去，從而增加了所制備的粉體中的雜質(zhì) |
| 沉淀法 | 粉體純度高、化學(xué)均勻性優(yōu)良、成分可控；所用原料為無機(jī)物，成本低，沉淀物易于干燥；前驅(qū)物熱處理時(shí)不會有碳的污染；方便省時(shí)，可通過控制反應(yīng)物的濃度、反應(yīng)溫度、時(shí)間等來調(diào)節(jié)熒光粉的粒度 | 要求各組分具有相同相近的水解或沉淀?xiàng)l件，從而對原料的選擇造成一定的困難，限制了使用 |
| 高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法 | 合成的多組分材料的分散均勻性很高；原料較為簡單，使用無機(jī)鹽水溶液即可；所得產(chǎn)品粒度小，多組分均勻性也能達(dá)到分子水平，合成溫度也大大降低 | 需要選擇合適的網(wǎng)絡(luò)劑和引發(fā)劑；限于氧化物的制備。非氧化物制備主要用氣相法 |
| 水熱法 | 純度高、分散性好、分布窄、無團(tuán)聚 | 粉體發(fā)光強(qiáng)度、效率低 |
| 微波法 | 方法操作簡單、升溫速度快，能夠在短時(shí)間內(nèi)合成純度高、結(jié)晶好；晶形發(fā)育較完整、粒度細(xì)的發(fā)光材料，并且產(chǎn)品不用研磨即可直接應(yīng)用，具有節(jié)能、高效、優(yōu)質(zhì)的特點(diǎn) | 大多數(shù)發(fā)光材料采用的原料為極少吸收微波的氧化物，必須采取一定的措施，如在被加熱原料外覆蓋微波吸收介質(zhì)，才能有效地利用微波法合成發(fā)光材料 |
| 燃燒法 | 安全、省時(shí)、節(jié)能；選擇性好、摻雜離子濃度高，無須特殊氣氛保護(hù) | 燃燒在瞬間完成，初制品密度小，比表面積大，發(fā)光強(qiáng)度受影響，有待開發(fā)新型的燃料 |
| 噴霧熱解法 | 產(chǎn)物顆粒之間組成相同，粒子為球形，形態(tài)大小可控、過程連續(xù) | 顆粒容易表現(xiàn)出中空形態(tài) |
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程
一、稀土熒光粉合成工藝
下面是幾種簡單合成稀土熒光粉方法的工藝流程。
1、高溫固相反應(yīng)法工藝流程
該方法以稀土氯化物、苯甲酸、六亞甲基四胺為原料，采用固相反應(yīng)法合成苯甲酸銪與苯甲酸鋱配合物。具體做法是：按物質(zhì)的量比1：3：3稱取氯化銪、苯甲酸及六亞甲基四胺固體，在瑪瑙研缽中混合均勻，室溫下砑磨，得到均勻白色固體。將固體置于遠(yuǎn)紅外烘箱中，于100℃下干燥，得到苯甲酸銪粉末，粉末密封保存。按同樣比例，重復(fù)上述步驟合成苯甲酸鋱粉末。熱重-差熱 分析 (TG-DTA)數(shù)據(jù)顯示，六亞甲基四胺鹽在200℃左右發(fā)生熱分解；紅外光譜(n-IR) 分析 、光致發(fā)光(PL)測試結(jié)果表明，加入六亞甲基四胺后，苯甲酸轉(zhuǎn)化成羧酸鹽，與稀土離子形成穩(wěn)定的配合物，合成的配合物具有理想的光致熒光性能。
2、溶膠-凝膠法工藝過程
溶膠-凝膠法是一種新興的濕化學(xué)合成方法，利用這種方法制備稀土發(fā)光材料在近十幾年內(nèi)取得了巨大進(jìn)展。
本工藝采用溶膠-凝膠法合成了Y3A15O12：Yb綠色熒光粉。具體過程是：將Y2O3和Tb4O7分別溶于硝酸，并將Al(NO3)3·9H2O溶于蒸餾水中，然后將各自的硝酸鹽溶液按化學(xué)計(jì)量比混合，再將以上混合液加入到檸檬酸中，且滿足金屬離子總物質(zhì)的量和檸檬酸物質(zhì)的量比為1：2。將上述混合液在75℃水浴中加熱12h，變成一種黃色溶膠，再將這種溶膠在120℃干燥12h變成一種淺黃色凝膠粉末。凝膠粉末在600℃下預(yù)燒，預(yù)燒后的粉末先經(jīng)球磨，再以每2h升溫150、的升溫速度在750-1050℃燒成。
3、噴霧熱解法
噴霧熱解法制備過程如下：先以水、乙醇或其他溶劑將反應(yīng)原料配成溶液，再通過噴霧裝置將反應(yīng)液霧化并導(dǎo)入反應(yīng)器中，在那里將前驅(qū)體溶液的霧滴干燥，反應(yīng)物發(fā)生熱分解或燃燒等化學(xué)反應(yīng)，從而得到與初始反應(yīng)物完全不同的具有全新化學(xué)組成的超細(xì)微粒產(chǎn)物。噴霧熱解過程一般分為兩個(gè)階段：第一個(gè)階段是溶劑從液滴表面蒸發(fā)，類似于直接加熱蒸發(fā)。隨著溶劑的蒸發(fā)，溶質(zhì)出現(xiàn)過飽和狀態(tài)，從而在液滴內(nèi)部析出細(xì)微的固相，再逐漸擴(kuò)展到液滴的四周，最后覆蓋液滴的整個(gè)表面，形成一層固相殼層；液滴干燥的第二個(gè)階段比較復(fù)雜，包括形成氣孔、斷裂、膨脹、皺縮和晶粒“發(fā)毛”生長。
4、鹵磷酸鈣熒光粉生產(chǎn)工藝
鹵粉工藝過程大體可分為原料制備、提純、配料、灼燒、后處理等過程。
為了制得優(yōu)質(zhì)的熒光材料，必須嚴(yán)格注意原材料的純度。
二、燈用稀土熒光粉工藝
稀土三基色熒光粉工藝流程圖
三、鹵粉制作工藝
下面是制備鹵磷酸鈣熒光粉對主要原料的純度要求：
配制混合料時(shí)，各原料的用量首先要按磷灰石組成進(jìn)行理論計(jì)算。鈣和錳的摩爾數(shù)之和與磷酸根中磷的摩爾數(shù)比應(yīng)為5：3。實(shí)際采用約為4.9：3。然后進(jìn)行稱量，混合，用球磨機(jī)磨細(xì)、過篩，再在氮?dú)庀拢?150℃左右進(jìn)行恒溫?zé)Y(jié)一定時(shí)間，取出冷卻后，在紫外燈下進(jìn)行挑選，再磨細(xì)過篩，表面處理，干燥過篩，制得鹵磷酸鈣熒光粉成品。
生產(chǎn)工藝：鹵磷酸鈣熒光粉的發(fā)光是由激活劑銻(Sb)和錳Mn共同激活的。激活劑原子在點(diǎn)陣內(nèi)占據(jù)鈣原子的位置。這種材料具有敏化現(xiàn)象：當(dāng)激活劑Sb吸收激發(fā)能后,將一部分能量以光輻射的形式放出，另一部分則在所謂共振傳遞的過程中轉(zhuǎn)移給Ma，使Ma產(chǎn)生本身的輻射。因此，總的輻射取決于兩種激活劑的特性，并且隨著它的比例的變化而變化,還取決于氟、氯的比例。如在Sb激活的鹵磷酸鈣內(nèi)增加錳的含量，就會增加橙黃色的輻射，而相應(yīng)的減少了藍(lán)色輻射。利用上述現(xiàn)象,只要改變Mn的含量，就可以得到不同色溫的鹵磷酸鈣熒光粉。立華顏料熒光粉吸收輻射的能力與熒光粉的分散程度有關(guān)，因此其粒度的大小對發(fā)光亮度的影響很大。鹵磷酸鈣熒光粉粒度大小決定于原料CaHPO4的粒度大小，因此，獲取一定大小和晶格的晶體CaHPO4，即可將熒光粉粒度控制在一定大小(5～10µ)，從而獲得高的發(fā)光亮度。
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
目前國內(nèi)外夜光材料主要是以ZnS（硫化鋅）SrS（硫化鍶）和CaS（硫化鈣）制成的，發(fā)出綠光和黃光。不過SrS，CaS材料易潮解，給廣泛應(yīng)用帶來困難。所以市場上主要是以ZnS為基質(zhì)的夜光材料。
盡管合成熒光粉的方法多種多樣，但各種方法又各有自己的特點(diǎn)，合成材料時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方法。許多學(xué)者采用多種物理方法、化學(xué)方法制備出了具有不同尺寸、不同結(jié)構(gòu)和不同組成的納米級熒光粉，并系統(tǒng)地 研究 了他們的發(fā)光性能。但是對于納米級熒光粉的發(fā)光性質(zhì)發(fā)生變化的機(jī)理還不是很清楚，沒有一個(gè)確定的結(jié)論，仍需進(jìn)一步地深入 研究 。
另外，如何在低溫下合成顆粒小、結(jié)晶好、分散均勻并且發(fā)光性能好的熒光粉仍是材料 研究 者未來的努力方向。
隨著技術(shù)的不斷深化和進(jìn)步，稀土熒光粉的技術(shù)發(fā)展趨勢是開發(fā)納米晶體熒光粉、表面包覆熒光粉技術(shù)，在涂布工藝方面發(fā)展熒光粉均勻的熒光板技術(shù)，將熒光粉與封裝材料混合技術(shù)。
同時(shí)，在改進(jìn)普通鹵粉生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，進(jìn)行精細(xì)化生產(chǎn)，對粉體顆粒度，晶體形貌進(jìn)行了控制，從而實(shí)現(xiàn)了高光效，高出管率，高分散性，免磨節(jié)能的特性。是鹵粉發(fā)展的一個(gè)趨勢。
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市場
研究
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