熒光粉的溫度效應(yīng)

以前區(qū)別燐光與熒光的方法是根據(jù)發(fā)光過(guò)程，看它在被激活后的光輸出是增加或衰減。如果熒光粉的發(fā)光過(guò)程僅依賴于激活劑離子內(nèi)的電子躍遷，而沒(méi)有自由電子或“傳導(dǎo)”電子的參與，則其發(fā)光增減的過(guò)程隨指數(shù)曲線而變，與溫度幾乎無(wú)關(guān)。但如有自由電子參與，則其發(fā)光過(guò)程類似于二級(jí)化學(xué)反應(yīng)，在高溫或強(qiáng)烈激活的情況下，將大大加快反應(yīng)速度。大多數(shù)燈和陰極射線管所采用的氧基熒光粉屬于第一種類型，其衰減時(shí)間從百萬(wàn)分之一秒到百分之幾秒不等。鈰和錳是此類熒光粉的典型激活劑。硫化物則屬于第二類的典型，衰減時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)幾小時(shí)或數(shù)日，特別是被銅激活的硫化物，衰減時(shí)間最長(zhǎng)。不過(guò)也常發(fā)現(xiàn)，同一品種熒光的粉卻有不同時(shí)間常數(shù)的幾種衰減現(xiàn)象。

對(duì)給定的激發(fā)能源，大部分市售熒光粉都有一個(gè)最大光輸出的特定溫度，通常接近于室溫。隨著溫度升高，晶體內(nèi)原子振動(dòng)加劇，大量地吸收輸入功率,從而使光效降低到零。各種熒光粉的此種猝滅溫度的差異很大。如鎢酸鈣約在150℃時(shí)即完全失掉發(fā)光能力，但有些鉻激活的鋁酸鹽直到500℃時(shí)，它的亮度還有增加。汞燈所用熒光粉須具有耐高溫性能，因?yàn)楣療繇氃?00℃左右工作。如將熒光材料突然加熱就會(huì)產(chǎn)生突然迸發(fā)的發(fā)光，接著便降到較低的亮度。這時(shí)在正常燐光現(xiàn)象中，用來(lái)發(fā)光的一部分儲(chǔ)備能量，由于加熱而提前釋放出來(lái)。但其總光輸出可能比不以加熱來(lái)加速其發(fā)光過(guò)程的光輸出為低。假如以紅外線輻射來(lái)代替加熱也有同樣現(xiàn)象，這往往是由于“刺激”作用、有時(shí)會(huì)由于猝滅而降低總的燐光輸出。當(dāng)加熱產(chǎn)生熱致發(fā)光時(shí)，如有儲(chǔ)存的能量而無(wú)可見(jiàn)燐光時(shí)，也能產(chǎn)生類似情況。經(jīng)受長(zhǎng)期放射性物質(zhì)照射的礦石，例如阿波羅號(hào)宇宙飛船帶回來(lái)的礦石標(biāo)本，即顯有此種效果;有些合成熒光粉經(jīng)過(guò)紫外線或電離輻射的激活后，也有此現(xiàn)象。