Khi đi tàu điện ngầm, mọi người đôi khi bị lạc. Trong các nhà ga tàu điện ngầm, biển báo lối thoát phát sáng ở khắp mọi nơi. Những vật liệu phát sáng này được làm bằng gì? Nghiên cứu cho thấy chúng sử dụng đất hiếm phốt pho phát sáng dài. Chúng được sử dụng rộng rãi trong tàu điện ngầm, trung tâm thương mại và tòa nhà văn phòng. Chúng hướng dẫn lối thoát hiểm, an toàn phòng cháy chữa cháy, sơ tán và thoát hiểm. Đất hiếm phốt pho phát sáng dài là vật liệu phát quang đất hiếm. Vậy, vật liệu phát quang đất hiếm là gì? Trước tiên, chúng ta hãy tìm hiểu về "đất hiếm". Bảng tuần hoàn bao gồm 15 nguyên tố nhóm Lantan, từ La đến Lu. Cộng với Yttri (Y) và Scandi (Sc), tổng cộng là 17 nguyên tố đất hiếm. Trong vật liệu phát quang, các nguyên tố đất hiếm được thêm vào. Do bán kính nguyên tử và độ âm điện quang học độc đáo của chúng, chúng hoạt động như các thành phần chủ hoặc như chất hoạt hóa, chất nhạy cảm hoặc chất pha tạp. Điều này mang lại cho chúng một vai trò độc đáo trong vật liệu phát quang. Do đó, chúng được gọi là vật liệu phát quang đất hiếm hoặc vật liệu huỳnh quang.
Ứng dụng vật liệu phát quang đất hiếm
Trong các màng chuyển đổi ánh sáng nông nghiệp, vật liệu phát quang hoạt động như bộ chuyển đổi ánh sáng mặt trời. Chúng được thêm vào màng nhựa để làm màng nông nghiệp hoặc nhà kính. Điều này cải thiện chất lượng ánh sáng cho quá trình quang hợp. Nó làm tăng hiệu quả năng lượng ánh sáng và thúc đẩy quá trình trưởng thành sớm và năng suất. Các bộ chuyển đổi hiện đang được sử dụng bao gồm hai loại chính: Các phức hợp hoặc chelate europium hữu cơ (hoặc samarium), Và các chất phát quang vô cơ ánh sáng đỏ được kích hoạt bằng đất hiếm.
Thứ hai, trong các ứng dụng quân sự, vật liệu phát quang đất hiếm được sử dụng rộng rãi.
Chúng có thể được sử dụng để tạo ra nhiều loại màn hình khác nhau. Những màn hình này rất phù hợp với máy bay phản lực chiến đấu và máy bay tấn công. Chúng cũng lý tưởng để sử dụng trong trực thăng vũ trang. Điều này cải thiện đáng kể chức năng và hiệu suất của sản phẩm cuối.
Phốt pho đất hiếm cũng có thể được sử dụng trong màn hình tăng cường tia X. Nhiều loại phốt pho đất hiếm phù hợp cho mục đích này. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc chẩn đoán bệnh tật và bảo vệ sức khỏe.
Tình hình phát triển hiện tại của vật liệu phát quang đất hiếm
Vật liệu phát quang đất hiếm chủ yếu bao gồm:
Tricolor phosphors, LED phosphors và long glow phosphors. Ứng dụng của chúng đã mở rộng vượt xa phạm vi chiếu sáng trong nhà. Hiện nay chúng được sử dụng trong chiếu sáng đường phố, chiếu sáng vuông và chiếu sáng cảnh quan. Chúng cũng được ứng dụng trong nhiều loại chiếu sáng chuyên dụng. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng trong màn hình cao cấp cho điện thoại, máy tính và TV.
Phương pháp chế tạo vật liệu phát quang đất hiếm
Thiết bị nghiền
Thiết bị nghiền là điều cần thiết để cải thiện vật liệu phát quang đất hiếm. Trong quá trình chuẩn bị, nguyên liệu thô thường cần được nghiền thành kích thước phù hợp. Điều này giúp tăng diện tích bề mặt và hoạt động của vật liệu. Máy nghiền bi tinh chế bột thông qua tác động và nghiền bằng phương tiện. Chúng làm giảm đáng kể thời gian nghiền và tăng hiệu quả sản xuất. Điều này dẫn đến kích thước hạt mịn hơn và phân phối đồng đều hơn. Do đó, hiệu suất phát quang của vật liệu được cải thiện.
Phương pháp sol-gel
Phương pháp sol-gel tạo ra dung dịch đồng nhất bằng cách hòa tan các muối vô cơ trong nước hoặc dung môi rượu ở độ pH thích hợp. Thông qua quá trình thủy phân hoặc rượu và ngưng tụ, một mạng lưới sol polyme được hình thành. Sol này trở thành tiền chất để chế tạo phốt pho. Sau khi nung ở nhiệt độ cao, sản phẩm cuối cùng thu được. Phương pháp tổng hợp phốt pho đất hiếm này có một số ưu điểm:
Kích thước hạt nhỏ, thậm chí đạt tới cấp độ nano.
Hoạt động phản ứng cao và nhiệt độ tổng hợp thấp.
Kích thước hạt có thể kiểm soát được và phân bố đồng đều.
Quy trình đơn giản với độ tinh khiết cao của sản phẩm.
Tính chất phát quang tuyệt vời.
Phương pháp trạng thái rắn
Phương pháp trạng thái rắn thường được sử dụng để chế tạo vật liệu nano phát quang đất hiếm.
Trong phương pháp trạng thái rắn nhiệt độ cao, vật liệu rắn được trộn đều. Sau đó, hỗn hợp được nung trong lò nung nhiệt độ cao để tạo thành sản phẩm. Phương pháp này tạo ra các mẫu có ít khuyết tật bề mặt và chất lượng tinh thể tốt.
Vật liệu thu được có độ phát quang mạnh và thích hợp cho sản xuất hàng loạt. Tuy nhiên, nó cũng có nhược điểm: nhiệt độ tổng hợp cao, thời gian thiêu kết dài, kích thước hạt lớn, phân bố không đều và hiệu suất phát quang thấp.
Tính chất của vật liệu đất hiếm phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể và khuyết tật. Các hạt phản ứng đất hiếm nhỏ hơn có diện tích bề mặt lớn hơn. Điều này làm tăng diện tích tiếp xúc và thúc đẩy phản ứng trạng thái rắn.
Phương pháp nhiệt phân phun
Phương pháp nhiệt phân phun liên quan đến việc trộn các vật liệu phản ứng với dung môi hữu cơ như etanol. Trong điều kiện pH thích hợp, dung dịch hoặc keo được hình thành. Sau đó, dung dịch hoặc keo này được thêm vào thiết bị phun để phun dung dịch thành dạng khí dung. Khí dung được đưa vào lò nhiệt phân nhiệt độ cao, tại đó xảy ra quá trình phân hủy nhiệt hoặc đốt cháy. Phương pháp này tạo ra các hạt rắn hình cầu, rời rạc với kích thước hạt nhỏ. Các hạt có phân bố kích thước đồng đều, độ sáng cao và hiệu suất phát quang tuyệt vời. Tuy nhiên, phương pháp này có mức tiêu thụ năng lượng cao và hiệu suất năng lượng thấp.
Phần kết luận
Trong tương lai, vật liệu phát quang đất hiếm sẽ phát triển theo hướng hiệu suất cao, chi phí thấp và bền vững với môi trường. Đặc biệt là trong các lĩnh vực như đèn LED trắng, chiếu sáng toàn phổ, chẩn đoán y tế và chiếu sáng nông nghiệp, chúng có triển vọng thị trường rộng lớn. Đồng thời, hỗ trợ chính sách và đổi mới công nghệ sẽ thúc đẩy hơn nữa việc nâng cấp ngành và đào sâu ứng dụng.
bột sử thi
Bột Epic, Hơn 20 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành bột siêu mịn. Tích cực thúc đẩy sự phát triển trong tương lai của bột siêu mịn, tập trung vào quá trình nghiền, xay, phân loại và sửa đổi bột siêu mịn. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn miễn phí và các giải pháp tùy chỉnh! Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi tận tâm cung cấp các sản phẩm và dịch vụ chất lượng cao để tối đa hóa giá trị chế biến bột của bạn. Epic Powder—Chuyên gia chế biến bột đáng tin cậy của bạn!
