1、定义

稀土荧光粉是在外界能量激发下能发荧光的含稀土元素的无机粉末材料。主要供制造彩色显像管和荧光灯用，通常将高纯单一稀土化合物和其他荧光级化工原料(包括助熔剂)混合后，经高温灼烧、破碎、球磨、水洗、表面处理、筛分等过程制成。

按稀土荧光粉的激发方式主要分为阴极射线稀土荧光粉、光致发光稀土荧光粉和X射线增感屏稀土荧光粉三类。

2、性能

以稀土化合物为基质和以稀土元素为激活剂的发光材料受激发吸收能量而跃迁至激发态（非稳定态）在反回到基态的过程中，以光的形式放出能量，即稀土荧光粉。稀土元素原子具有丰富的电子能级，因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道，为多种能级跃迁创造了条件，从而获得多种发光性能。

稀土荧光材料与相应的非稀土荧光材料相比，其发光效率及光色等性能都更胜一筹。因此近几年稀土荧光材料的用途越来越广泛，年用量增长较快。

3、应用特点

稀土荧光粉的应用特点表现为，发光谱带狭窄，发光能量更为集中，且在短波紫外线激发下稳定性高，高温特性好，更适用于高负载细管荧光灯和各种单端紧凑型荧光灯。

我国自七十年代在稀土固态发光研究的基础上，由稀土X增感屏、荧光闪烁晶体、投影管、彩色显像管、彩色电视阴极射线荧光粉、高压汞灯荧光粉的研制、生产、实用化推动了我国灯用稀土三基色荧光粉行业的发展。上世纪80年代初，我国第一批灯用稀土三基色荧光粉在上海跃龙化工厂产业化后，相继在上海沪光灯具厂、上海电珠二厂、上海灯泡三厂批量生产的稀土紧凑型三基色节能荧光灯进入家居商场。90年代，稀土荧光粉产业获得了较大的发展，关于灯粉类的首个国家标准《灯用稀土三基色荧光粉》与1993年发布。近年来，新标准、新材料、新工艺、新装备、新光源的不断涌现，发光材料产业进入了规模经济时期.新型灯用稀土荧光粉具有色泽纯真的窄带线光谱和色彩丰富的宽带光谱及优越的二次特性，耐高温、低汞耗、耐电子轰击和抗紫外辐射的能力，发光效率高、光色好、色漂移小、显色指数高、光通维持率高的优点。略……

稀土荧光粉产业链简图

 

1、产量变化

中国稀土协会数据显示：2010年中国稀土矿产量较前年下降31%至89300吨。在中国管理规划中，冶金分离稀土产品产量在去年也下跌了6.61%至118900吨。2011年稀土计划产量较2010年将上涨5%。去年产量虽然下降了，但对稀土的消费量却增加19.21%至87000吨，其中冶金，石化，纺织和其他传统消费领域占据了33200吨，增长了1.53%。新材料产业占据了53800吨，也增加了33.56%，且整个增长了61.85%。

2004年-2010年我国稀土矿产品产量

 

2、2011年稀土价格走势

从2010年10月起，中国稀土市场开始出现一轮涨价风潮，稀土原料及稀土金属价格一路飙升，并在2011年4月演变成爆发式增长。例如，氧化钕当前价格约148万元/吨，年涨幅达到628.4%，而在2010年的最低价格仅为11.8万元/吨。

自2011年8月8日六部委联合公布稀土行业整合行动以来，各类系稀土产品价格平均跌幅已超过了20%。预计，本次下跌将持续到9月份，预计会再跌20%-25%。

以氧化钕为例，8月15日的价格为1380000-1430000元/吨，但7月29日氧化钕的价格为1500000-1550000元/吨；另外，在原材料方面，8月15日金属钕的价格为1750000-1800000元/吨，7月29日的金属铽价格为1790000-1800000元/吨。

2011年初到7月份，稀土价格一直处于上涨趋势，直到7月下旬，稀土价格才出现小幅下跌的迹象，价格下降了20%左右，而到目前稀土的价格才出现了明显的松动。这一降价幅度相对于之前2-3倍甚至更高的涨幅，更显得有些“微乎其微”。

在2011年下半年还有一些因素将直接影响到稀土的价格，相比于快速的国内需求，国内供给依然相对趋紧，使得稀土价格仍将保持在高位运行。

稀土荧光粉主要用来制造节能灯、LED灯，应用于照明行业。

1、节能灯产业

数据显示，2010年，国内白炽灯总产量达38.5亿支。根据测算，如此多的白炽灯如彻底被节能灯替代，将形成高达5000亿元的市场空间。2010年，中国节能灯总产量约42.6亿只，约占全球总产量的80%；其中，年产量5000万只以上规模企业约有20家，占全行业总产量的82.2%

2010年我国节能灯市场总体规模达到1000亿元左右。预计到2015年，国内节能灯市场规模将达到5000亿元以上，年复合增速将达到38%。从成本上来看，以目前普遍被看好的LED灯为例，其在未来10年内，预计亮度可以再提升20倍，而成本将降至现有的1/10。

此外，政策上的持续“加码”也将成为产业成长的助推力。以此次《逐步淘汰白炽灯路线图》出台为标志，节能灯全面替代白炽灯进程将因此加速推进。同时，相关部门出台的一系列例如节能惠民工程、“十城千盏”计划在推广节能灯改造及应用方面也起到了积极作用。

从长期来看，随着白炽灯淘汰步伐加快，全球范围内的节能灯市场的爆发增长指日可待。因此，对于国内企业来说，在完成产业重整后，一批有实力的企业将迎来业绩增长的黄金期。

2、LED照明产业

中国LED产业已经形成珠三角、长三角、北方地区、江西及福建地区四大半导体照明产业聚集区域，上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄七大国家半导体照明工程产业化基地。

2008年我国半导体照明总产值近700亿元，其中芯片产值19亿元，封装185亿元，应用产品产值450亿元，芯片、封装和应用产值之比为1∶9∶22。

2009年，中国LED外延产业规模达到7亿元，占整体产业的3.2%；芯片产业规模达到19.3亿元，占整体产业的8.8%。

2009年包括衬底、外延、芯片、封装在内的中国半导体照明(LED)工业销售总产值达1000亿元，与2008年相比，同比增长30%以上，

2010年，中国LED照明产业产值超过1500亿元，较2008年翻倍。预计最快在2015年，LED在中国照明市场的占有率将达到20%，带动产业规模达5000亿元，中国将进入全球LED照明市场前三强。略……

一、稀土荧光粉合成工艺

下面简要介绍一下几种合成稀土荧光粉方法的工艺流程。

1、高温固相反应法工艺流程

该方法以稀土氯化物、苯甲酸、六亚甲基四胺为原料，采用固相反应法合成苯甲酸铕与苯甲酸铽配合物。具体做法是：按物质的量比1：3：3称取氯化铕、苯甲酸及六亚甲基四胺固体，在玛瑙研钵中混合均匀，室温下砑磨，得到均匀白色固体。将固体置于远红外烘箱中，于100℃下干燥，得到苯甲酸铕粉末，粉末密封保存。按同样比例，重复上述步骤合成苯甲酸铽粉末。热重-差热分析(TG-DTA)数据显示，六亚甲基四胺盐在200℃左右发生热分解；红外光谱(n-IR)分析、光致发光(PL)测试结果表明，加入六亚甲基四胺后，苯甲酸转化成羧酸盐，与稀土离子形成稳定的配合物，合成的配合物具有理想的光致荧光性能。

2、溶胶-凝胶法工艺过程

溶胶-凝胶法是一种新兴的湿化学合成方法，利用这种方法制备稀土发光材料在近十几年内取得了巨大进展。

本工艺采用溶胶-凝胶法合成了Y3A15O12：Yb绿色荧光粉。具体过程是：将Y2O3和Tb4O7分别溶于硝酸，并将Al(NO3)3·9H2O溶于蒸馏水中，然后将各自的硝酸盐溶液按化学计量比混合，再将以上混合液加入到柠檬酸中，且满足金属离子总物质的量和柠檬酸物质的量比为1：2。将上述混合液在75℃水浴中加热12h，变成一种黄色溶胶，再将这种溶胶在120℃干燥12h变成一种浅黄色凝胶粉末。凝胶粉末在600℃下预烧，预烧后的粉末先经球磨，再以每2h升温150、的升温速度在750-1050℃烧成。

3、喷雾热解法

喷雾热解法制备过程如下：先以水、乙醇或其他溶剂将反应原料配成溶液，再通过喷雾装置将反应液雾化并导入反应器中，在那里将前驱体溶液的雾滴干燥，反应物发生热分解或燃烧等化学反应，从而得到与初始反应物完全不同的具有全新化学组成的超细微粒产物。喷雾热解过程一般分为两个阶段：第一个阶段是溶剂从液滴表面蒸发，类似于直接加热蒸发。随着溶剂的蒸发，溶质出现过饱和状态，从而在液滴内部析出细微的固相，再逐渐扩展到液滴的四周，最后覆盖液滴的整个表面，形成一层固相壳层；液滴干燥的第二个阶段比较复杂，包括形成气孔、断裂、膨胀、皱缩和晶粒“发毛”生长。

二、灯用稀土荧光粉工艺

稀土三基色荧光粉工艺流程图

 

尽管合成荧光粉的方法多种多样，但各种方法又各有自己的特点，合成材料时应根据实际情况选择合适的方法。许多学者采用多种物理方法、化学方法制备出了具有不同尺寸、不同结构和不同组成的纳米级荧光粉，并系统地研究了他们的发光性能。但是对于纳米级荧光粉的发光性质发生变化的机理还不是很清楚，没有一个确定的结论，仍需进一步地深入研究。

另外，如何在低温下合成颗粒小、结晶好、分散均匀并且发光性能好的荧光粉仍是材料研究者未来的努力方向。

随着技术的不断深化和进步，稀土荧光粉的技术发展趋势是开发纳米晶体荧光粉、表面包覆荧光粉技术，在涂布工艺方面发展荧光粉均匀的荧光板技术，将荧光粉与封装材料混合技术。略……

未来行业发展趋势概况为：生产稀土荧光粉需要中重稀土,国外稀土荧光粉生产所需稀土原料将长期依赖中国;国外稀土荧光粉产业继续向中国转移;节能荧光灯未来几年仍是拉动荧光粉需求的主要力量。

1、工艺不断完善

随着科学技术的不断进步，稀土荧光粉的制作工艺也在不断得到完善，从而提高产品质量。同时，新技术、新设备的引进，也会加快新产品的开发，调整产品结构，使稀土荧光粉行业的产品富含更高的科技价值。

2、行业的生产日益产业化

稀土荧光粉产业将朝着规模化、专业化、系列化、功能化的方向发展，尤其强调稀土荧光粉体的综合利用，分类、细化、对号入座及应用技术工艺的专项服务，进一步提高稀土发光材料的功能作用。

3、不断加大对技术的研发投入

核心技术，是企业保持长久生命力关键，在科学技术不断发展的今天，为了稳固的站稳市场脚跟，企业必须积极重视核心技术的开发。因此，随着技术周期的不断缩短，企业都将纷纷加大对行业技术的研发投入，使其很好的维护自己的市场份额，不致于被市场所淘汰。

稀土三基色荧光体制作的节能灯获得了迅猛发展，这将给灯用稀土荧光粉的产业带来一个新的局面。

1、“绿色照明”淘汰白炽灯

低碳经济是“低能耗、低污染、低排放”的经济发展模式，关键是核心技术的创新、体制创新、制度创新及发展理念更新。低碳经济、低碳消费、低碳生活是进一步提高资源和能源的利用效率，创建先进的节能作业技术和清洁的能源结构。鉴于高效节能光源在光效、光色、显色性、寿命等方面的卓越性能，在全球应对气候变化和能源紧缺的背景下，近年来世界发达国家和发展中国家及地区纷纷实施“绿色照明”与淘汰白炽灯活动。

2、稀土节能荧光灯产业产发展势头良好

2008年6月1日起，我国第一次对照明产品实施能效标识制度，并发布了《自镇流荧光灯能源效率标识实施规则》，规定达到3级能效以上的自镇流荧光灯才可以销售，重点推荐2级标识以上的产品。另一方面，欧盟已于2009年9月1日开始执行ROHS指令，按现有卤粉荧光灯的性能指标，无法达到指令要求的荧光灯光效及光通维持率指标，将促使传统卤粉荧光灯退出照明市场。目前，欧盟ROHS指令对原有害物质(汞、铅)豁免限值进一步收紧，并将限期分段实施。

我国稀土紧凑型节能荧光灯的产量占世界80%以上，且70～80%出口国际市场，以OEM为主，然而出口价格十分低廉。

2013年中国稀土发光材料需求将超过14000吨。目前全球约90%的节能灯产自中国,下游市场的繁荣带动了我国中国稀土荧光粉市场需求的持续增长，具有不错的投资前景。略……