硅酸钙镁材料合成及其性能研究+文献综述(3)
除后，受环境温度的扰动，束缚于陷阱的电子跳出陷阱落到基态，释放的能量激发发光中
心形成发光。由于束缚于陷阱的电子是受环境温度的扰动逐渐跳出陷阱[2]
，因此发光表现
为一个长时间的过程，即形成了长的余辉。
1.1.2 分类
（1） 硫化物体系
有关长余辉材料的研究已有140年的历史[3]
， 传统的长余辉材料有硫化锌和硫化钙荧
光体。出发黄绿光的 ZnS：Cu，它是第一个有实际应用价值的长余辉材料。经过逐步完
善，出现了加入Co，Pm等激活剂的材料。虽然其发光时间得到延长，但其不耐紫外线，
废料处理费用高以及对人体和环境的危害等问题使其应用受到了限制， 于是出现了以稀土
离子为激活剂的新型长余辉材料(主要是Eu2+
)，但其化学性质仍不太稳定。
1999年Murazaki
[7]
通过掺杂Mg和Ti使传统的Y2O2S：Eu发光材料产生了红色长余
辉比传统的碱土硫化物长余辉时间长，亮度高。稀土激活的硫化物体系显著特点是发光颜
色从蓝到红的多样性，这是目前其它长余辉材料无法比拟的。
（2） 铝酸盐体系
由于硫化物体系长余辉发光材料的发光性质不稳定，余辉时间短，因此稀土激活的碱
土铝酸盐是今年来研究最多，应用最广的长余辉材料。
1946年，Froelich[4]
发现SrAl2O4：Eu2+
在经日利用分段加热法估算了陷阱深度分布和
余辉时间。2003年，Peng[7]
等研究了Sr4Al14O25中加入的铕离子(Eu3+
→Eu2+
)的还原过程，
建立了电荷补偿模型来解释此过程。2004 年，吕兴栋等利用四乙氧基硅为硅包膜剂在发
光颗粒表面进行包膜处理，研究包膜对SrAl2O4：Eu2+
、Dy3+
耐水性及发光亮度的影响。 硅酸钙镁盐合成及其性能研究
（3）钛酸盐体系 自首次报道[5]了CaTiO3：Pr3+
的红色长余辉特性以来，对稀土离子激活的碱土钛酸盐
体系长余辉材料的研究日益增多。CaTiO3：Pr3+
具有较长的余辉时间，基质化学性质稳定，
有良好的耐候性。
（4）硅酸盐体系
虽然铝酸盐体系长余辉材料发光效率高， 余辉时间长， 化学性质稳定， 无放射性污染，
但其发光颜色单调(主要在 440～520nm范围内)，遇水不稳定，原料纯度要求高，生产成
本高[6]
。为另辟新径，出现了另一类长余辉材料。
硅酸盐系列长余辉材料其发光颜色可与铝酸盐长余辉发光材料互补，耐水性好，在陶
瓷行业的应用性能优于铝酸盐材料，目前，其研究能达到应用水平的暂时只有焦硅酸盐体
系。作为基质的焦硅酸盐，主要是三元的焦硅酸盐和含镁的正硅酸盐。通过改变材料的组
成，得到了发射光谱峰值在470～540nm范围内可连续变化，获得发蓝、蓝绿、绿、绿黄、
黄等颜色光的长余辉材料。
1.1.3 应用
发光材料是指能够将从外界吸收的各种形式的能量转换为非平衡光辐射的功能材料,
其发光的方式主要有光致发光、电致发光、热释发光、光释发光和辐射发光等。光致发光
是指发光材料受紫外线、可见光或红外光激发后发光的现象。光致发光材料也称为蓄光材
料，蓄光材料在受激发后发出的光被称为磷光或余辉。某些蓄光材料的余辉时间长达几分
钟甚至数小时，被称为长余辉蓄光材料。
近年来，长余辉蓄光材料的研制不断进展[1]
，其应用范围迅速扩大，已在建筑材料、
交通设施、场所标志、涂料油墨、陶瓷器件等方面得到应用，发挥着应急照明、指示、装