稀土荧光粉中的稀土元素,是指稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称,常用R或RE表示。稀土金属是60年代,稀土用作石油裂化催化剂和制取荧光粉。稀土荧光粉是由这些稀土元素所生产的荧光粉。
稀土荧光粉(俗称稀土夜光粉),通常分为光致储能夜光粉和带有放射性的夜光粉两类。光致储能夜光粉是荧光粉在受到自然光、日光灯光、紫外光等照射后,把光能储存起来,在停止光照射后,在缓慢地以荧光的方式释放出来,所以在夜间或者黑暗处,仍能看到发光,持续时间长达几小时至十几小时。带有放射性的夜光粉,是在荧光粉中掺入放射性物质,利用放射性物质不断发出的射线激发荧光粉发光,这类夜光粉发光时间很长,但因为有毒有害和环境污染等,所以应用范围小。
荧光粉的历史:20世纪初,人们在研究放电发光现象的过程中开发了荧光灯和荧光粉。当时的荧光灯使用硅酸锌铍荧光粉,发光效率低,并有毒性。1942年,A.H.麦基格发明卤磷酸钙荧光粉并用在荧光灯内,在照明领域引起了一次革命。这种粉发光效率高、无毒、价格便宜,一直使用到现在。70年代初,荷兰科学家从理论上计算出荧光粉的发射光谱,发现荧光粉如由450nm、550nm和610nm三条窄峰组成(三基色),则显色指数和发光效率能同时提高。1974年,荷兰的范尔斯泰亨等人先后合成了发射峰值分别在上述范围内的三种稀土荧光粉,使灯的发光效率达到85lm/W,显色指数为85,使荧光灯有了新的突破。
稀土荧光粉的特点是发光谱带狭窄,发光能量更为集中,且在短波紫外线激发下稳定性高,高温特性好,更适用于高负载细管荧光灯和各种单端紧凑型荧光灯。
稀土荧光粉的基质和激活物质有所不同,但其中的发光关键均在于稀土激活物质(铕、铈、铽等),利用稀土金属外层离子(D→F)的跃迁而发光。
采用稀土荧光粉的三基色荧光灯本身具有许多突出的优点,然而,稀土原料价格昂贵,造成三基色灯成本较高,限制了三基色灯的发展。缩小管径或采用新的涂覆技术降低三基色粉用量,用廉价的其他彩色粉来部分取代一种或两种稀土三基色粉,同样可制得高光效、高显色的荧光灯,但光衰可能要大一点。所以,荧光粉在各个领域内都具有广泛的应用。