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熒光粉的（應(yīng)用，使用壽命）
Release Time：2021-05-11熒光粉的應(yīng)用
日光燈
在熒光燈中，發(fā)出的光是由沉積在玻璃管內(nèi)側(cè)的熒光粉層產(chǎn)生的。熒光粉是由紫外光激發(fā)的，紫外光通常是由低壓汞蒸氣中的氣體放電產(chǎn)生的。在大多數(shù)情況下，熒光燈產(chǎn)生白光而不是彩色光。這是通過含有不同發(fā)光物質(zhì)的熒光粉實(shí)現(xiàn)的，在不同的波長區(qū)域發(fā)光;這種混合物是平衡的，這樣總的來說，一個(gè)人得到的白光與所需的色溫。雖然日光燈產(chǎn)生相對“冷”的光，具有較高的色溫，類似于中午的日光，人們往往喜歡較低色溫的暖色調(diào)燈，更類似于晚上的自然光。
由于熒光粉物質(zhì)的混合獲得的光譜不是連續(xù)的，而是多個(gè)發(fā)射量很大的光譜區(qū)域，被明顯的間隙打斷，不能達(dá)到理想的顯色(高CRI =顯色指數(shù))。有一種熒光粉與更復(fù)雜的混合發(fā)光物質(zhì)，導(dǎo)致更好的顯色，但往往具有較低的轉(zhuǎn)換效率。對于普通照明目的，這種權(quán)衡導(dǎo)致了合理但不完美的顯色性和相對較高的發(fā)光效率的燈。
發(fā)光二極管
許多發(fā)光二極管(led)發(fā)出有色光，這是直接產(chǎn)生的電致發(fā)光在p-n結(jié)，電子和空穴重組。那些p-n結(jié)的半導(dǎo)體材料不叫熒光粉。然而，主要是為了照明目的，人們需要白色的led，而這些都涉及到熒光粉。(基于InGaN)領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)際生產(chǎn)藍(lán)光，其中一些是直接用于照明，而另一個(gè)是吸收一部分磷像Y3Al5O12: Ce3 +生產(chǎn)長波長的光(通常是綠色,橙色地區(qū)(主要是黃色的),所以整體獲得一個(gè)白色的印象。LED熒光粉也可以含有SiAlON:Er2+或含有鋱和釓的物質(zhì)。與熒光燈的情況類似，也有關(guān)于轉(zhuǎn)換效率和顯色指數(shù)的權(quán)衡。對于廉價(jià)的白色led，人們也經(jīng)常觀察到嚴(yán)重的偏差，從想要的顏色外觀，這可能是由不理想的制造條件造成的。
陰極射線管
多年來，陰極射線管(crt)被用于大多數(shù)電視設(shè)備、計(jì)算機(jī)顯示器和示波器。在這里，一束電子能量為幾千伏(keV)的電子束擊中了沉積在真空管內(nèi)壁上的熒光粉層，因此產(chǎn)生的發(fā)光部分可以通過玻璃而被看到。人們通常在熒光粉上沉積一層薄薄的鋁，作為一個(gè)電極，同時(shí)作為一個(gè)光反射器，但不幸的是，它也會帶走相當(dāng)一部分的電子能量。單色屏幕只包含一種磷光體，發(fā)出綠色或橙色的光。彩色屏幕通常包含三種不同的熒光粉，例如紅色、綠色和藍(lán)色，它們以規(guī)則的模式排列。一種涉及帶圖案的掩模的機(jī)制允許人們將電子束特定地發(fā)送到含有所需顏色的正確種類的熒光粉的點(diǎn)上。由于熒光粉中電子的快速加速，產(chǎn)生了一些不必要的x射線。然而，用戶由此受到的x射線照射通常是相對較弱的。
電致發(fā)光顯示
一種電致發(fā)光顯示器包含一個(gè)薄薄的熒光粉層，其上有兩個(gè)電極施加相對較高的電壓。一個(gè)電極需要是透明的或有結(jié)構(gòu)的，以提取產(chǎn)生的光。例如，這種設(shè)備可以用于液晶顯示器的背光。
圖像增強(qiáng)器
圖像增強(qiáng)器和圖像轉(zhuǎn)換器主要用于夜視設(shè)備和紅外查看器，其中包含一個(gè)熒光屏，用于將電子圖像轉(zhuǎn)換為可見圖像。入射電子的能量為幾個(gè)keV，類似于陰極射線管中的電子。因此，一個(gè)入射電子可以發(fā)射數(shù)百個(gè)光子。因此，即使沒有任何電子倍增過程，一些顯著數(shù)量的圖像增強(qiáng)(例如，一個(gè)因數(shù)50)也是可能的。然而，現(xiàn)代器件通常包含一個(gè)微通道板提供強(qiáng)大的電子倍增，因此熒光粉的效率變得不那么關(guān)鍵。
所述熒光粉層通常沉積在光纖板或光纖錐體上，傳輸并可能轉(zhuǎn)換圖像，以便直接查看或用圖像傳感器記錄。選擇這種材料是為了具有高的光效(用于直接觀察)或?qū)崿F(xiàn)圖像傳感器的最大靈敏度。
紅外觀察卡
對于一些激光觀看卡，需要使用特殊的熒光粉，這些熒光粉需要通過可見光來“充電”，例如陽光或人造光。然后，這種材料會產(chǎn)生難以識別的低水平的磷光(余輝)。然而，當(dāng)被紅外光照射時(shí)，材料釋放充電過程中儲存的能量要快得多，而且用肉眼就能看到發(fā)光點(diǎn)(通常為橙色)。這種視覺印象只會持續(xù)到儲存的能量耗盡，然后，需要為卡充電或?qū)⒓す夤獍咭频缴形词褂玫牧硪晃恢谩?/span>
放射發(fā)光顯示器
有一種熒光粉(主要是基于硫化鋅)，在熒光粉中加入鐳之類的放射性物質(zhì)，這樣就能產(chǎn)生放射性發(fā)光。這種材料可以用于手表或不需要照明或電力就能發(fā)出少量光的顯示器。
熒光粉的使用壽命
由于主要發(fā)生在操作過程中的降解過程，熒光粉的使用壽命一般是有限的。在不同的熒光粉之間產(chǎn)生的壽命有很大的不同，也涉及到降解機(jī)制。下面簡要介紹了一些典型機(jī)制的例子:
稀土和過渡金屬表現(xiàn)出不同的電荷狀態(tài)，化學(xué)反應(yīng)可以改變這些狀態(tài)。然而，這些電荷態(tài)的電子性質(zhì)通常是非常不同的，而熒光粉只能在特定的狀態(tài)下工作。例如，它可以作用于Eu2+離子，但如果這些離子被氧化得到Eu3+，它就不再起作用了。這種反應(yīng)可能涉及外部物質(zhì)，例如濕度或熒光粉層中的其他物質(zhì)。擴(kuò)散過程(特別是在高操作溫度下)可以在這種化學(xué)降解中發(fā)揮重要作用。
可能會積累晶格損傷，例如以顏色中心的形式，這允許非輻射重組，從而利用光發(fā)射的效率。例如，這種損傷可以由入射的高能電子引起。在高發(fā)射強(qiáng)度或高環(huán)境溫度下運(yùn)行，通常會大大加速降解。需要注意的是，在磷光體運(yùn)行過程中可能會有顯著的加熱，因?yàn)楫a(chǎn)生的熱量通常不容易消散。降解可能簡單地導(dǎo)致發(fā)光效率的損失，或也在顏色外觀的變化。
