材料科學(xué)工程演示PPT

光致發(fā)光與電致發(fā)光指導(dǎo)老師：唐新桂老師

2016.01.08簡(jiǎn)介一、光致發(fā)光簡(jiǎn)單介紹二、光致發(fā)光材料的制備方法概括三、光致發(fā)光材料的發(fā)光原理四、無機(jī)光致發(fā)光材料五、光致發(fā)光材料展望六、電致發(fā)光簡(jiǎn)單介紹一、光致發(fā)光簡(jiǎn)單介紹1、在各種類型能量激發(fā)作用下能發(fā)光的物質(zhì)叫發(fā)光材料。發(fā)光材料分永久性發(fā)光材料(放射性輻射激發(fā))和外加能量激發(fā)而發(fā)光如光激發(fā)、電場(chǎng)激發(fā)、陰極射線激發(fā)、X射線激發(fā)等的材料。目前在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多部門都使用發(fā)光材料,廣泛應(yīng)用于黑暗處做指示作用,制作瞬時(shí)發(fā)光和永久發(fā)光涂料及裝飾等等,使產(chǎn)品在黑暗中發(fā)亮,使用范圍正在擴(kuò)大。2、光致發(fā)光材料又稱超余輝的蓄光材料。它是一種性能優(yōu)良,無需任何電源就能自行發(fā)光的材料。長(zhǎng)余輝光致發(fā)光材料是吸收光能后進(jìn)行蓄光而無需任何電源就能自行發(fā)光的材料。3、長(zhǎng)余輝光致發(fā)光材料是吸收光能后進(jìn)行蓄光而后發(fā)光的物質(zhì)。白天利用太陽光能蓄光，晚上發(fā)光這一特點(diǎn)，使其在發(fā)光的鐘表、輪船和飛機(jī)的儀表盤，道路照明，建筑標(biāo)志物等的應(yīng)用上有著誘人的前景，是一種絕好的“綠色”光源。特別是在安全防護(hù)中應(yīng)用前景更廣闊,可利用其制成各種危險(xiǎn)標(biāo)識(shí)、警告牌;做成各種安全、逃生標(biāo)志;在應(yīng)付突發(fā)事件、事故中可發(fā)揮巨大的作用。在發(fā)生突發(fā)事故時(shí),電源往往被切斷,這使得許多依靠電源發(fā)光照明的安全標(biāo)志失去了作用,而采用長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的安全標(biāo)志此時(shí)將發(fā)揮其特殊的作用。因此長(zhǎng)余輝光致發(fā)光材料的研究,具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用性。。二、光致發(fā)光材料的制備方法概括（1）高溫固相燒結(jié)法（2）沉淀法（3）燃燒法（4）溶膠-凝膠法、微波合成法、水熱法、化學(xué)氣相沉積法等等三、光致發(fā)光材料的發(fā)光原理1、發(fā)光材料被外加能量(光能)照射激發(fā)后,能量可以直接被發(fā)光中心吸收(激活劑或雜質(zhì))，也可被發(fā)光材料的基質(zhì)吸收。在第1種情況下,吸收或伴有激活劑電子殼層內(nèi)的電子向較高能級(jí)的躍遷或電子與激活劑完全脫離及激活劑躍遷到離化態(tài)(形成“空穴”)。在第2種情況下,基質(zhì)吸收能量時(shí),在基質(zhì)中形成空穴和電子,空穴可能沿晶體移動(dòng),并被束縛在各個(gè)發(fā)光中心上,輻射是由于電子返回到較低(初始)能量級(jí)或電子和離子中心(空穴)再結(jié)合(復(fù)合)所致。即當(dāng)外加能量(光能)的粒子與發(fā)光基質(zhì)的原子發(fā)生碰撞而引起它們激發(fā)電離。電離出來的自由電子具有一定的能量,又可引起其他原子的激發(fā)電離,當(dāng)激發(fā)態(tài)或電離態(tài)的原子重新回到穩(wěn)定態(tài)時(shí),就引起發(fā)光。發(fā)光基質(zhì)將所吸收的能量轉(zhuǎn)換為光輻射,這就是光致發(fā)光材料激發(fā)發(fā)光的簡(jiǎn)要原理。2、根據(jù)這個(gè)原理,只要在工藝上能實(shí)現(xiàn)具有一定能量的粒子與發(fā)光基質(zhì)的原子發(fā)生碰撞,就能使發(fā)光材料發(fā)光。至于發(fā)光的顏色可以由選用的基質(zhì)和激活劑種類來加以控制。。四、無機(jī)光致發(fā)光材料

無機(jī)光致發(fā)光材料是由基質(zhì)和激活劑組成的,其中基質(zhì)是不發(fā)光的物質(zhì),但是當(dāng)在基質(zhì)中加入少量的離子或原子時(shí)，這些被稱作激活劑的原子或離子結(jié)合到基質(zhì)的晶格中，引起某個(gè)中心的激活而發(fā)光。有時(shí)有的激活劑還需與敏化劑配合使用，敏化劑能吸收外界能量并將其傳遞給激活劑而使其發(fā)光?？煞譃橐韵聨状箢悾毫蚧锵盗?、鋁酸鹽系列、硅酸鹽系列、鎵酸鹽系列、鍺酸鹽系列、氧化物系列、磷酸鹽、鈦酸鹽系列、錫酸鹽系列、硫氧化物系列以及硅基氮化物系列等。五、光致發(fā)光材料展望

稀土元素是21世紀(jì)具有戰(zhàn)略地位的元素,稀土光致發(fā)光材料的研究開發(fā)與應(yīng)用是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)最激烈也是最活躍的領(lǐng)域之一中國(guó)是稀土資源最豐富的國(guó)家,我們的目標(biāo)就是要將資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),根本出路在于提高我國(guó)稀土光致發(fā)光材料產(chǎn)業(yè)自身高科技的應(yīng)用水平,提高稀土光致發(fā)光材料的產(chǎn)品質(zhì)量,并進(jìn)一步開發(fā)稀土新材料在光致發(fā)光領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)。有效地利用稀土,制造出具有高附加值的高新技術(shù)產(chǎn)品,對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都將具有積極的推動(dòng)作用。。六、電致發(fā)光簡(jiǎn)單介紹電致發(fā)光(英文electroluminescent)，又可稱電場(chǎng)發(fā)光，簡(jiǎn)稱EL，是通過加在兩電極的電壓產(chǎn)生電場(chǎng)，被電場(chǎng)激發(fā)的電子碰擊發(fā)光中心，而引致電子在能級(jí)間的躍遷、變化、復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的一種物理現(xiàn)象。電致發(fā)光物料的例子包括摻雜了銅和銀的硫化鋅和藍(lán)色鉆石。目前電致發(fā)光的研究方向主要為有機(jī)材料的應(yīng)用。電致發(fā)光板是以電致發(fā)光原理工作的。電