熒光粉的溫度效應

以前區(qū)別燐光與熒光的方法是根據(jù)發(fā)光過程，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)光過程僅依賴于激活劑離子內(nèi)的電子躍遷，而沒有自由電子或“傳導”電子的參與，則其發(fā)光增減的過程隨指數(shù)曲線而變，與溫度幾乎無關(guān)。但如有自由電子參與，則其發(fā)光過程類似于二級化學反應，在高溫或強烈激活的情況下，將大大加快反應速度。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，其衰減時間從百萬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，衰減時間可長達幾小時或數(shù)日，特別是被銅激活的硫化物，衰減時間最長。不過也常發(fā)現(xiàn)，同一品種熒光的粉卻有不同時間常數(shù)的幾種衰減現(xiàn)象。

對給定的激發(fā)能源，大部分市售熒光粉都有一個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℃時即完全失掉發(fā)光能力，但有些鉻激活的鋁酸鹽直到500℃時，它的亮度還有增加。汞燈所用熒光粉須具有耐高溫性能，因為汞燈須在300℃左右工作。如將熒光材料突然加熱就會產(chǎn)生突然迸發(fā)的發(fā)光，接著便降到較低的亮度。這時在正常燐光現(xiàn)象中，用來發(fā)光的一部分儲備能量，由于加熱而提前釋放出來。但其總光輸出可能比不以加熱來加速其發(fā)光過程的光輸出為低。假如以紅外線輻射來代替加熱也有同樣現(xiàn)象，這往往是由于“刺激”作用、有時會由于猝滅而降低總的燐光輸出。當加熱產(chǎn)生熱致發(fā)光時，如有儲存的能量而無可見燐光時，也能產(chǎn)生類似情況。經(jīng)受長期放射性物質(zhì)照射的礦石，例如阿波羅號宇宙飛船帶回來的礦石標本，即顯有此種效果;有些合成熒光粉經(jīng)過紫外線或電離輻射的激活后，也有此現(xiàn)象。