“绿色照明”无汞荧光灯用蓝粉的真空紫外辐照劣化机理研究

环保是"绿色照明"的主题，无汞荧光灯能够彻底解决现有含汞荧光灯的汞污染问题，是一种很有应用价值和发展前景的"绿色照明灯"。然而，现有无汞荧光灯由于灯用蓝粉达不到应用要求，阻碍了其产业化进程。本项目针对现有无汞荧光灯用蓝粉 BAM在高能真空紫外辐照下会出现严重的性能劣化这个关键缺陷，以提高现有蓝粉的真空紫外辐照劣化性能为研究目标，利用我们所特有的真空紫外荧光测试仪器并且自行设计改装了专门应用于无汞灯用蓝粉相关测试的真空紫外辐照测试系统，全面系统地考察现有蓝粉的真空紫外辐照劣化的影响因素，建立"真空紫外辐照劣化程度-发光性能-结构信息"之间的动态关系，阐明无汞灯用蓝粉BAM的真空紫外辐照劣化机理，用以指导我们对现有无汞灯用蓝粉BAM 的改性和新型高效发光材料的开发，并在实践中验证、完善所建立的无汞灯用蓝粉的真空紫外辐照劣化机理，填补国内外在相关研究方面的理论空白。

由于“绿色环保”无汞灯用BAM蓝粉存在严重的真空紫外-紫外辐照劣化，导致无汞灯使用寿命较短，成为重大技术瓶颈。本项目则利用真空紫外光源等部件成功地改装了一台专用的无汞灯用荧光粉的真空紫外辐照劣化性能测试系统。项目首先对无汞灯用蓝粉BAM进行了极限真空紫外及紫外辐照实验和并对劣化样品的微结构及发光性能等各方面进行了表征分析，研究了无汞灯用BAM蓝粉的真空紫外辐照劣化机理，揭示了导致无汞灯用BAM蓝粉发生真空紫外及紫外劣化的关键因素是辐照时所诱发的“氧空位缺陷”，其会引发BAM蓝粉中作为发光中心的Eu2+ 发生不可逆转的光氧化和Eu2+→Mn2+ 的能量传递效率的降低，从而出现严重的发光亮度衰减的现象（也即真空紫外辐照劣化现象）。根据从BAM蓝粉的真空紫外辐照劣化机理中所获得的“要抑制BAM蓝粉在制备和辐照过程中氧空位缺陷产生”的关键思路，我们结合甘肃稀土新材料股份有限公司生产线的实际情况，有针对性地设计了“补偿性离子掺杂”和“两步法”工艺的改进方案。小试实验结果表明：改进后的BAM蓝粉的抗真空紫外辐照劣化性能显著提高（劣化率从25.45% 降至19.76%），同时热劣化性能也有相应提高，已接近日本化成公司同类最优产品。目前，我们的工作获得了甘肃稀土新材料股份有限公司技术人员及公司高管的认可，已申报专利并签署二期技术合作协议，目前已经处于在产业化中试阶段，项目已基本达到研究目标。同时，在国家自然基金支持下，本项目的研究成果已由项目负责人以第一或通讯作者在各种国内外学术期刊发表SCI论文13篇（均标注基金支持），并于2012年申请专利1项。