GB T 5838.1-2015 荧光粉 第1部分 术语.pdf
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1、ICS 3 1.030 L 90 B 中华人民共和国国家标准GB/T 5838.1-2015 代替GB/T5838-1986 L唱.荧光粉第1部分:术语Phosphors-Part 1 : Terminology 2015-05-15发布2016-01-01实施JFT!其中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局也t吟吟中国国家标准化管理委员会。叩., GB/T 5838.1-2015 目次前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .m 1 范围. 2 基本概念.3 荧光粉材料.10 4 测试技术.19 警5 器件及应用.3
2、0 索引. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 I 唱,GB/T 5838.1-2015 前言GB/T 5838(荧光粉系列国家标准包括以下部分:一一第1部分z术语F一一第2部分z牌号;第3部分E性能试验方法p一-第4-1部分z黑白显示管用荧光粉;一一第4-2部分z指示管用荧光粉;第4-3部分z示波管和显示管用荧光粉;二一第4-4部分:彩色显像管用荧光粉;一一第4-5部分z彩色显示管用荧光粉。本部分是GB/T5838的第1部分。本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本部分代替GB/T5838-1986(荧光粉名词术语。本部分与GB/
3、T5838-1986相比主要变化如下z一一将半宽度和谱线宽度两条术语合并成一条术语,且都用优先术语表示(见2.68,1986年版的1.67和1.66); 增加了激发波长、发射主峰和相对亮度的术语和定义(见2.60、2.64、2.74); 一一增加了冷阴极荧光灯(CCFL)用荧光粉、等离子显示器CPDP)用荧光输、发光二极管(LED)用荧光粉、场发射显示器(FED)用荧光勒、真空荧光显示器CVFD)用荧光粉、温度特性的术语和定义(见3.7-3.9、3.22、3.27、3.71); 一一增加了粒度分布离散度、比表面积、pH值、电导率、流动性、光谱反射率的术语和定义(见4.52、4.53、4.56-
4、4.58、4.63); -一一增加了冷阴极荧光灯(CCFL)、等离子体显示器CPDP)、发光二极管(LED)、场发射显示器(FED)、真空荧光显示器(VFD)的术语和定义(见5.505.54); 一一修改了三基色灯用荧光粉,并增加了铝酸顿镜铺锺荧光精(见表1,1986年版的表1);一一修改了影色灯用荧光精(见表2,1986年版的表2); 二一修改了黑光灯用荧光褂(见表3,1986年版的表3); -一删除了电致发光测试盒、电介质、介电常数、介质损耗、二次电子发射、二次电子发射系数、电子穿透深度的术语的定义(见1986年版的3.101-3.107); 按GB/T20001.1-2001的要求,将定
5、义中出现的许用术语、优先术语和符号调整到术语的位置,定义中的举例和说明用示例和注表示,且删除了一些无关的叙述;一-一删除了所有荧光粉名称中的冒号。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。本部分由全国半导体设备和材料标准化技术委员会CSAC/TC203)归口。本部分起草单位z彩虹集团公司、中国电子技术标准化研究院。本部分主要起草人:黄宁歌、张东宏、裴会川、庄卫东。本部分所代替标准的历次版本发布情况为z一一-GB/T5838-1986 0 皿 、荧光粉第1部分:术语1 范围GB/T 5838的本部分规定了荧光粉材料常用
6、的名词术语和定义。本部分适用于荧光粉常用名词术语的理解和使用。2 基本概念2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 发光radio luminescence 冷光cold luminescence 物体热辐射之外的一种辐射。注z这种辐射的持续时间要超过光的振动周期荧光f1uorescence 激发停止后,持续时间小于10-8S的发光。示例g蒸汽、气体或液体在室温下的发光是典型的荧光。注z有时不以发光的持续时间作为荧光的定义,而是把分子的自发发射称为荧光。磷光ph崎phorescence激发停止后,持续时间大于10-8S的发光。示例z重金属激活的碱土金属发光物质的发光是典型的磷光.注z有时把晶体的
7、复合发光称为磷光。但现在对荧光和磷光已不作严格区别。光致发光photoluminescence 用紫外、可见或红外辐射激发发光材料而产生的发光。示例:日光灯的发光。电致发光electrolnminescence 在电场或电流作用下引起固体的发光。GB/T 5838.1-2015 注2目前常见的电致发光材料有三种形态z结型、薄膜和粉末,其中粉末电致发光又有直流和交流之分。2.6 交流电致发光A. C.electrolumin回cence由交流电场引起的发光。注z它靠交变电场激发,即使通过的传导电流很小,仍可得到发光。1 GB/T 5838.1-2015 2.7 2.8 2.9 直流电致发光D.
8、C. electroluminescence 由直流电场和电流作用引起的发光。注z它和交流电致发光不同,要求有电流流过发光体颗粒,否则不论电场有多强也不能得到发光。阴极射线致发光cathodoluminescence 固体受高速电子束轰击所引起的发光。示例E各种示波管、显像管、雷达指示管是典型的阴极射线致发光器件。X射线致发光X-ray luminescence 由X射线激发发光物康产生的发光。2.10 披射线致发光radioactive ray lumin臼cence由放射性物质的射线激发发光物质产生的发光。示例z夜光表上的发光就是由锺(Pm111)卢射线激发硫化铸铜产生的发光。2.11 闪
9、烁scintiIlation 电离粒子(、P或Y射线)激发荧光体所引起的瞬时约10-55以下)闪光。2.12 热辑发光thermoluminscence 发光体的温度升高后贮存的能量以光的形式释放出来的现象。注,:热释隶光又可称为加热发光。注2:其发光强度与温度的关系叫热释发光曲线。热释发光反映了固体中电子陷阱的深度和分布,可以测量物体所受辐射计量.做成计量计,可以鉴别文物的真伪和化石的年代。2.13 原子的状态和能级state and energy level of atom 由原子核和围绕核运动的电子组成的原子(或离子),它们的总能量在一定范围内只能取一系列不连续的确定的分立值,这些分立的
10、能量值对应于不同的能量状态.2.14 能级圄nergy level diagram 按微观粒子系统容许具有的能量大小,由低到高按次序用一些线段表示出来的图形。注2能级的数目是元限的,通常只画出和所研究问题有关的能级。2.15 能级的筒并d唔eneracyof energy level 在某些情况下,对应于某一能量E,微观系统可以有n个不同状态的情况。注2同一能级的不同状态数g,称为该能级的简并度。2.16 能级的分裂split of energy level 微观系统在电场、磁场等的作用下,原来简并的能级分裂成几个能级的现象。2.17 基态ground state 原子或分子以及由它们组成的系
11、统所具有的许多特定的、各不相同的能量状态中最低的能量状态。2 2.18 2.19 2.20 GB/T 5838.1-2015 激发态excitation state 微观系统的能量高于基态的一切状态的统称。注2系统由较低能态过渡到较高能态叫做激发。在激发过程中,系统需要从外界吸收能量,如施加电场、光照或加热等.处于激发态的微观粒子均存在跃迁回基态的可能性。跃迁transition 系统由一个能量状态过渡到另一个能量状态。跃迁几率transition probability 设某一能级上原有的粒子数为N.平均每单位时间内跃迁到另一能级的粒子数为tlN,则tlN/N称为粒子由该能级到另一能级的跃迁
12、几率。2.21 允许跃迁allow transition 满足选择定则的跃迁过程。注2粒子在它的两个定态之间发生跃迁需要满足一定的条件,这些条件通常用两个定态之间的两组量子数之差值来表示,称为选择定则。允许跃迁和禁戒跃迁只有相对的意义,即只有跃迁几率的大小之别。2.22 禁戒跃迁forbidden transition 不满足选择定则的跃迁过程。2.23 辐射跃迁radiation transition 粒子系统从较高的能量状态跃迁到较低的能量状态时,以光的形式把能量发射出去的现象。2.24 元辐射跃迁nonradiative transition 粒子系统从较高的能量状态跃迁到较低的能量状态
13、时,能量不是以光的形式释放的现象。2.25 弛豫时间relaxation time 物质系统由非平衡状态自发地趋于平衡状态的过程称为弛豫。在发光中弛豫是指一个系统从较高的能量状态向较低能量状态的转变,如激发电子与晶格相互作用而回到基态,激发电子向低能态的跃迁等。弛豫时间系指电子在较高能态的平均寿命。2.26 能级寿命Iife time of energy level 电子停留在某个能态上的平均时间,用r=l/A表示.A为自发发射的跃迁几率。2.27 能带energy band 描述晶体中电子能量状态的一个物理概念。数量级极大(1015以上).密集程度很高且可以看成是连续的能级。注z晶体是由大量
14、原子规则排列组成的,在晶体中原子的外层电子运动已不再局限在该原子附近,而是可以在整个晶体中运动。这种情况称为电子运动的共有化。其结果是:N个孤立原子有N个相同的能级,在晶体中变成N个能量略有差别的不同等级。因N的数量级极大(105以上),所以这些密集程度很高的能级,基本上可以看成是连续的。电子可以具有能带内的任何能量值。3 GB/T 5838. 1-2015 2.28 价带valence band 最高的满带。注:晶体的能带图中,最下面的几个能带,基本上都是被电子所填满,故称为满带。2.29 导带conduction band 金属的价带之上的最低能带有大量电子(但没有占满所有的能带),这些电
15、子在电场作用下,可以在晶体中运动,引起电流的现象。注3半导体价带之上的最低能带有少量电子,绝缘晶体的价带之上的能带基本上是空的,这些能带也称为导带.2.30 2.31 禁带Corbidden band 晶体中能带和能带之间的间隔,这个问隔中的能量一般是电子不能具有的。注2禁带往往表示价带和最低导带之间的能量间隔。禁带宽度band gap 能隐ener宵gap用价带顶到导带底之间的能量差来表示。它反映了使电子从价带激发到导带所需要的能量。2.32 杂质能级impurity energy level 固体中由杂质原子所形成的能级。注g因为杂质原子和周围品格中的原子不同,杂质能级中的电子或空穴只能局
16、限在杂质原子附近,不能转移到其他原子上去,杂质能级一般处在禁带中.2.33 激发excitation 处于较低能态或束缚态中的粒子吸收能量后跃迁到较高能量状态的过程。2.34 离化ionization 将原子或分子轨道上的电子分离,使原子或分子形成带电的粒子的过程。注1:加热、光辐照、施加电磁场、带电离子轰击等都可以使原子或分子离化.注2:发光中心的离化一般理解为处于束缚态的电子空穴被激发到导带(价带)脱离发光中心的束缚成为自由载流子。2.35 发光中心luminescent center 在适当的激发条件下,固体中发射光的原子(离子)或原子团。按发光中心的性质可以分为分立中心和复合中心。2.
17、36 分立发光中心discrete lumin四centcenter 如果发光过程从吸收开始到发射光子为止,可以完全局限在一个中心内部进行,这些中心彼此间是独立的,各自起作用,互不干扰(不排除它们相互间的共振能量传递)的。注1:分立中心在晶格中比较独立,一般是受基质晶场微扰的激活剂离子本身。注2:分立中心发光是非光电导型发光,一般发生在离子性较强的晶体中.2.37 复合发光中心recombination luminescent center 发光中心在激发时被离化,当电子和被离化了的中心重新复合时发生的发光称为复合发光,该中心4 GB/T 5838.1-2015 即为复合发光中心。注=复合发光
18、中心包括激活剂及其周围的晶格,激发和发射过程都有基质品格参与,发光光谱受晶格的能带结构影响很大。复合发光伴随着光电导的产生,一般为共价性强的半导体的发光。2.38 色,c,color center 使透明晶体产生非该晶体所特有的,新的吸收带的晶体的某些结构缺陷。注2如碱卤晶体中的F色心就是一个负离子空位束缚一个电子。产生色心的原因很多,如化学成分偏离、杂质的存在以及紫外或X射线的辐照等。2.39 陷阱trap 晶体中的杂质或缺陷所形成的能级。注2晶体中有些杂质原子或缺陷能够俘获电子或空穴,它们与复合中心不同,不能先后俘获两种不同的载流子,因而不起复合中心的作用。它俘获的电子或空穴可因热激励而释
19、放出来,再经过其他复合中心与空穴或电子复合。2.40 缺陷defect 晶体中对完整周期性点阵或结构的任何偏离。按缺陷的几何结构可分为za) 点缺陷z晶格空位、杂质原子、填隙原子等;b) 线缺陷z位错等zc) 面缺陷:晶粒间界、孪晶间界、层错、表面等zd) 体缺陷z空洞、第二相夹杂物等。2.41 激活activation 在发光材料的基质中加入某种杂质或使基质材料出现偏离化学剂量比的部分(即生成结构缺陷), 使原来不发光或发光很弱的材料产生发光的作用。2.42 共激活co-activation 与激活剂共同加入基质中可与激活剂协同起到增强激活的作用。2.43 自激活self-activatio
20、n 在不加激活剂的情况下,因基质晶体中的结构缺陷(空位或填隙)而形成的发光中心称为自激活发光中心,这种激活作用称为自激活。2.44 电荷补偿charge compensation 激活剂掺入基质时,如果发生不等价置换,就会在晶体中形成带电中心,因而需在晶体中再形成一个带相反电荷的中心,以保持晶体的电中性,这种作用就是电荷补偿。2.45 2.46 斯托克斯定律Stok田slaw 发光物质的发光波长一般总是大于激发光波长。注:激发能量与发射能量之差称为斯托克斯位移。反斯托克斯发光anti-Stokes luminescence 物质的发光波长小于激发波长的反常现象。示例2上转换发光,5 GB/T
21、5838. 1-2015 2.47 敏化sensitization 某些杂质中心能有效地吸收外界的激发能并传递给发光中心,从而提高发光效率的过程。2.48 合作敏化co-operation sensitization 合作敏化是几个离子的一种共同敏化作用。如图1.敏化剂离子SI和S2.由激发态跃迁至基态时,将所释放的能量同时传给激活剂离子A.使它跃迁到激发态的敏化过程。S S2 A 圄1合作敏化发光示意圄2.49 猝灭quenching 由于某些原因使发光材料发生非辐射跃迁,从而降低了发光效率的现象。注2猝灭的原因可以各不相同,常见的有温度猝灭、浓度猝灭和杂质猝灭等。2.50 2.51 温度猝
22、灭temperature quenching 由温度升高引起的发光效率下降的现象。注z这主要是由于温度升高使发光中心的激发能量以更多的晶格振动的形式消耗了,从而造成了发光效率的下降.浓度猝灭concentration quenching 由于激活剂浓度过大造成的发光效率下降的现象。注=这主要是由于激活剂浓度达到一定值以后,它们之间的相互作用增强了,增大元辐射跃迁几率,从而使发光效率下降。2.52 2.53 杂质猝灭impurity quenching 由于某些杂质离子的作用便发光效率下降的现象。猝灭荆quencher 导致发光效率下降的杂质离子。注z铁、钻、保是硫化铸型荧光粉的强猝灭剂。这种猝
23、灭作用一般认为是由于猝灭剂的能级间距很容易转化为声子。2.54 6 能量传递energy transfer 某一激发中心将激发能的全部或部分转交给另一中心。注:能量传递的方式主要有z辐射能量传递、无辐射能量传递。GB/T 5838.1-2015 2.55 能量输运energy migration 借助于载流子、激子等的运动,把能量从晶体的一部分带到另一部分。2.56 电荷迁移态charge transfer state; CTS 在激发过程中,电子从一个离子转移到另一个离子上,即从周围阴离子被激发到发光中心的阳离子上,中心离子此时所处的能态。注:CTS不能直接产生光发射,只有当电子从CTS返回
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