稀土包括镧、铈、镨、钕、钇等镨种金属元素。由于它们原子结构特殊,能级丰富,具有多种特殊的能级跃迁和发光性能,可以制成多种荧光发光材料,用于新型电光源、彩电显像管、射线增感屏和电致发光器等高新技术领域。
当今世界上流行的新型电光源几乎都与稀土有关,其中用量最大的是稀土三基色荧光灯。所谓三基色是指红、绿、蓝三种基本色光,在经过混色组合后,可成为照明用的暖白色光。荧光灯用的红绿蓝三种基色荧光粉,都以稀土元素作为主要成分。
稀土三基色荧光灯作为一种成熟的节能灯技术,是当今世界公认的高效节能新型电光源(即通常所说的节能灯),它与普通白炽灯相比,节电率高达70%。
与金属卤化灯、钠灯、汞灯相比,节电60%;它克服了HID灯的热污染、光污染和辐射污染,没有红外线和紫外线的辐射,排放的热能低80%,与传统直管日光灯光色比,稀土三基色荧光灯的显色指数好,是名副其实的日光型光源。它照射的物体颜色纯正不失真,应用于学校,对青少年视力健康有保护作用;应用于生产工作面,可以避免照明视觉误差,减少眼部疲劳,提高工作效率;应用于商业广告,可以大大提高宣传媒介效果。运用于运动场馆,尤其是网球馆、羽毛球馆和网球馆,照明如日光效果,球体在灯光下运动无闪烁,跳跃,运动员没有刺眼的感觉。应用于城市景观照明,能降低城市光污染,降低城市热效应,减少市政照明开支,降低光辐射对生态的伤害。产生有害物质少;稀土三基色荧光被公认为是当今理想的绿色照明工程产品。
常用的稀土三基色荧光灯以取代白炽灯作为主要目标,一般制成外观小巧的紧凑型,按灯管构型分有单型、双、三、单、双、双、单π、双π型等多种类型。也可制成细管径直管型稀土三基色荧光灯。这类灯不但高效节能,使用寿命也比白炽灯高几倍。但市场上多以用于室内照明的9W-45W小功率稀土三基色荧光灯为主流产品。人们期盼真正用于工业和商业的大功率稀土三基色荧光灯问世。
为何世界上著名的照明公司不生产大功率的稀土三基色荧光灯?包括GE,菲利普、都不生产45瓦以上的稀土三基色荧光灯。
从理论上讲,稀土三基色荧光灯的功率和灯体温度成正比,灯体温度和寿命成反比。荧光物质的电子激发态对电子整流器工作电压和电流要求极高,灯的环境温度是稳定工作电压和电流的重要基础。电子整流器中的半导体三极管和电解电容的温度临界点只有85度,温度每超过5度,寿命就降低50%;温度超过85度,半导体三极管和电容便迅速老化,性能衰减,其寿命不超过3000小时;晶体管温度高,其性能参数漂移,整体性能降低。而稀土三基色荧光灯的功率提升到65W以上,温度就会超过90度,因此,照明界认为,超过45W以上功率稀土三基色荧光灯在没有解决散热问题前,质量、寿命和可靠性是毫无保证的,45W以上大功率节能灯在理论上被认为是不可逾越的“禁区” 。这就是国际著名照明公司不开发、生产大功率稀土三基色荧光灯的理由。温度是提升节能灯功率的瓶颈,散热方案也成了世界性的难题。国内市场少数厂家销售的85W以上的稀土三基色荧光灯,但都没有解决散热的世界难题,其质量和可靠性离与国家大功率节能灯的质量标准相距甚远,普遍问题是是功率因素低于75%;寿命短(4000小时)难以适应市场对成品的质量要求。
近年来,我国稀土三基色荧光灯生产技术不断取得突破性进展,将节能灯技术进行优化组合并加以创新,研发出120瓦以上的大功率稀土荧光灯,上海波尔照明设备有限公司生产的大功率节能灯采用了强制冷技术,使节能灯的灯管和腔体温度不超过50度,解决了稀土三基色荧光灯的温度控制的世界难题,达到了世界先进水平,其技术已经获得国家发明专利(专利号02157348.4。已于2004年7月10日发补公告) 。目前,这种超大功率稀土节能灯已有85瓦、120瓦、220瓦等多种规格,基本满足了大型工业车间、大型仓库和大型商业场所需照明。另外,该公司将平栅型节能灯管引进泛光灯具,不但可以用于广场、运动场、园林、道路、(各种隧道) 、城市景观,还可以用于特殊的生产场地(有粉尘、蒸气、及有污染的场地) 。扩展了稀土三基色荧光灯的使用范围。用这类稀土荧光灯作为城市景观泛光照明,可以取代HID泛光灯,既节电又大大改善了城市景观照明的质量。克服了高压汞灯、高压钠灯和金属卤化灯造成的热污染、光污染、辐射污染,是一种“高效、节能、舒适、亮丽、长寿” 的产品。其市场前景和经济效益难以估量。在能源电荒的环境下解决城市景观照明问题,不失为最好的解决方案之一。
我国的稀土节能灯生产企业,无论是生产大功率稀土荧光灯,还是是型直管稀土荧光灯,都采用我国自产的优质不球磨稀土三基色荧光灯,并且采用了金属氧化物超细粉顶涂膜和固态注汞等新工艺新技术,使我国稀土三基色荧光灯制造技术开始步入了国际先进行列。
稀土三基色荧光灯是世界各国都在大力提倡和推广的新型电光源,在欧美和日本等发达国家,已取代了大部分的白炽灯,并开始取代普通粗管径日光灯。但在我国推广使用中,有“节电不节钱”的说法,这是由于有大量假冒伪劣产品充斥市场,使用寿命短,严重败坏了稀土节能灯的声誉。随着深入“打假”和选购优质产品,稀土节能灯作为优质绿色照明产品,不但会大量用于商场、宾馆、饭店、会场和办公室等公共场所,也必将越来越多地进入百姓家庭,充分发挥其节电节能和改善照明质量的作用。当此新世纪到来之际,我们会看到,无论是首都北京还是各省市的照明工程,都把稀土荧光灯作为首选对象。从天安门广场到黄浦江两岸,从长城内外到大江南北,将到处能看到稀土三基色节能荧光灯闪光的光彩。稀土之光伴随着我国改革开放事业的蓬勃发展,正在把我们伟大的共和之夜装点得更加灿烂辉煌。