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| 类似太阳光谱荧光灯研究与应用 |
一、项目概述
本项目是以变价态稀土离子（La、Y、Ce、Sm、Eu、Gd、Tb、Yb等）为激活剂和敏化剂，采用新型液体高温气流技术制造能发射类似于太阳光谱能量分布的新型光谱发光材料，以及具有高透过UV-B段紫外光，并要完全截止有害的UV-C段短波紫外光透过的光学玻璃支撑的全光谱分布的荧光光源。解决目前所有光源中各波段光谱能量比例失调，所造成的视觉疲劳及对环境光污染，以实现真正意义上的高效绿色光源。该光源具备了阳光中对人、动物及植物的有益光谱。可广泛应用在大型地下设施、工作间、办公室、幼儿园、学校、印刷、纺织、家庭等长期脱离太阳光的一切场所，特别是还可以用于医疗、温室栽培养殖、科学实验等。
本项目所发射的类似太阳光谱能使人皮肤中的7-脱氢胆固醇转化为维生素D3，以促进人体的钙磷代谢作用，有助于人体的正常生长发育，对小儿佝偻病和老年性骨质疏松症有良好的治疗和预防作用，作为照明光源必定对人们的身体健康带来极大的益处，增强人体免疫功能机能，减少疾病。该项目作为评价颜色分辨高、色偏差小、不失真，且光谱丰富、光线柔和，能减少视觉疲劳，对预防近视也有良好作用。对在冬季产生的季节性情感失调症即情绪抑郁症，具有明显的预防和治疗效果。
对于不同光线下的平均寿命情况，美国著名科学家威廉•奥尼尔曾经做过试验表明了这种光谱灯的重要性，他把2000只C3H老鼠放置在不同的4种灯光下，这些老鼠在严格控制的同样的环境下生存：
① 在粉色的日光灯下平均活了7.5个月；
② 在冷白色的日光灯下平均活了8.2个月（一般常用日光灯）；
③ 在类似太阳光谱灯下平均活了15.6个月；
④ 在自然太阳光下平均活了16.1个月；
二、本项目的基本原理及关键技术内容
自然光源系属低压汞蒸汽放电灯，该灯的功率、结构、形状及冷端温度等都促使汞在低压放电中获得6×10-3乇的蒸汽压，从而使在253.7nm的谐振辐射达到最佳状态。采用具有中长波段紫外辐射和模拟阳光各波段的由稀土离子激活新型发光材料。经常规工艺设备，按太阳光谱能量分布得到符合设计要求的荧光粉层。在253.7nm紫外线激发下，发射出近似太阳光的连续光谱。并采用特种光学玻璃制成的能完全截止短波紫外线，而对UV-B波段紫外光有高透过率以及有足够近红外光发射的荧光灯。这是类似太阳光谱光源最基本的发光原理。其外形和结构与普通日光灯基本相同。
这种光源的关键技术是：①由变价态稀土离子激活和敏化的新型发光材料，其激发的光谱范围达到290nm-780nm，接近自然光的连续光谱能量分布；同时要保证平均显色指数Ra=92-98（自然阳光的Ra=100），具有较好的颜色复现本领；色温为5000-6500k之间可调。②采用便于生产并成本低、可靠性高，便于回收的汞合金代替液态汞。可减少汞用量95%，大大降低了汞对环境的污染。③制成能截止有害的短波紫外，而在UV-B波段有较高透过率的玻璃管。
（一）项目的创新点
阳光是地球上生物生存和生长以及保持大自然生态平衡所不可缺少的重要因素之一。人和动物的钙磷代谢，植物的光合作用都离不开阳光。然而随着现代科学技术发展，对越来越多的缺少阳光照射的特殊环境，因长期缺乏阳光的中长波紫外辐射而严重影响人的健康和生物生长的场所，这就需要用仿真太阳的光源加以补充。另外，目前被大量使用液态汞所造成的汞害，严重危害着人类的生存和发展，这也是人类急待解决的一个重要问题。
类似太阳光谱光源具有太阳光所具有的多种生化功能。本项目产品具有创新的功能和效果如下：
1能使人和动物皮肤中的7-脱氢胆固醇转化为维生素D3以起到钙、磷代谢的作用，有助于人和动物的正常发育，对小儿佝偻病和老年骨质疏松有良好的预防作用。
维生素D是人和动物维持生命和保持健康必不可少的要素，它调解人体钙、磷代谢，保证骨骼系统和体内多系统的正常生长发育与生理功能。
2显色指数高。平均显色指数Ra=92-98在该灯的照射下，颜色的复现最接近太阳光下的本色。近几年来一些生物学家在进行光生物试验中发现，如果照明光源中各波段比例失调或只限在可见光谱中一个窄的区域时，将会破坏正常生活环境。不仅造成严重色偏差，致使物体颜色失真，还会造成视觉疲劳和身体不适的感觉。本项目可以实现人们长期在自然光源下生活，提高人们的生活质量。
3类似太阳光谱灯以铟-铋汞合金替代液态汞，比其他日光灯减少95%的用汞量，有利于环境保护。
（二）本项目的技术来源
本项目是研发人根据现代人造光源发展趋势而自选课题、自主立项、自己投资、自己承担风险而开发的技术。其核心技术是以变价态稀土离子为激活剂和敏化剂的发射UV-B段健康光线荧光粉。能够高透射UV-B段健康线的特种玻璃以及发射近红外光的荧光粉组成的新一代光源。
（三）项目的成熟性和可靠性
类似太阳光谱灯产品正积极准备批量生产。前段的研究和试验是在严格的管理下进行的，使得技术成熟，从而保证了产品的可靠性，保证了产品的各项性能指标。
本项产品已达到了设计要求，功能及性能指标如下：
1、光谱范围为290nm-780nm，它具有普通光源所没有的对人体有益的中波紫外和红外光辐射，又可按颜色划分，其光谱能量相对分布接近于太阳光谱。
2、该光谱灯所含中波紫外线能使人和动物皮肤中的7-脱氢胆固醇转化为维生素D3，以起到钙磷代谢的作用，有助于人和动物的正常发育，对小儿佝偻病和老年骨质疏松有良好的治疗和预防作用。
3、平均显色指数Ra=92-98，在照射下颜色显现最接近太阳光下的本色。
4、该光谱灯以可靠的铟-铋汞合金替代液态汞，比其他日光灯减少95%以上的用汞量，有利于环保。
5、该产品制造工艺严密，无环境污染、工艺稳定、原材料、设备经济易得，通过小试验证，成品率达96%以上。
三、市场调查与竞争能力预测
1、该光谱灯具有其他光源无法比拟的技术优势。其应用领域涉及医疗、种植养殖、军事、大型地下设施、实验室、工作间、办公室、幼儿园、学校、印刷、纺织、家庭等和长期脱离阳光的一切需要照明的场所。按照人造光源发展的历史来看，一种新型的光源产品的更新换代都要经过20-50年，一种新光源产品从开始生产到被淘汰的经济寿命都要需20-80年，所以本项目的经济寿命至少30年。本项目在国外也是刚刚起步，在国内还没有。
中国照明电器协会理事长陈燕生认为，照明行业呈现持续稳定的增长趋势。目前国内市场每年荧光灯消耗在5.2亿支左右，随着经济的发展，市场还将进一步扩展。根据美国FOST•SULLIVAN市场调查结果，截止2006年全球市场规模已达到379.7亿美元。促成市场的增长因素主要为：（1）全球对新型适用的产品需求量日增；（2）发展中国家经济增长率不断提高。
我国是世界上缺钙率最高的国家之一，根据最近几年的调查，中国儿童、青少年缺钙率达到50%以上；其主要原因是体内维生素D3不足造成的。由于照明环境长期得不到改善，我国青少年近视发生率逐年增长。现今社会的儿童、青少年和中老年几乎多在缺少阳光照射的环境中学习、工作和生活，所有这些环境照明条件都需要改善。同时自然光源在医疗领域对小儿佝偻病、老年骨质疏松有良好预防和治疗效果。它对维护身体健康具有深远的意义。据业内专家估计，随着经济的发展和人们对身体健康的日益重视，其市场潜力将十分巨大。
该产品在未来市场的竞争中将独领风骚，在未来的十年间在此领域保持领先水平。
2、该项属国内空白，在国内尚无生产厂家。本项目预计最终年生产能力为生产高效稀有发光材料30吨，200万支灯，产值2亿。
3、国外也只有美国生产类似产品，而其他国家尚无发现相关报道，该光源的产量远远不能满足市场的需求，产品将供不应求。美国生产类似产品目前售价约为25美元/套，而我们的产品售价拟定12美元/套，部分技术指标也优于美国同类产品。
4、由于该光源可有效预防、治疗小儿佝偻病、老年骨质疏松、皮肤病、季节性心理失衡等疾病，因而此光源灯在医疗领域潜力巨大。
四、项目实施方案
1、工艺流程说明
各种初始原料经预处理（筛分、破碎、干燥、灼烧）达到所需质量指标后，经配料、混料、溶解后进入合成工序，经气化在弱还原条件下高温合成。产品可以直接用于制作光源，再经装配即成为商品的类似太阳光谱灯。
2、生产方案
本项目本着先少投资，快见效的原则，先按日产400支的规模生产，年产14.4万支，产值1440万元；以后逐年提高产量，最终达年产200万支，产值2亿元。
高效率变价态稀土发光材料是该项目重要的组成部分和关键技术，其直接决定着光源的质量和性能。所以只有保证发光材料的质量，才能保证该灯的高质量。本项目在生产过程中，把发光材料的制备作为企业生产的重点，充分发挥在发光材料领域里的技术优势。为提高效率和减少初期投资额，其他的基本元器件由外协专业厂家加工，合作企业主要生产关键的发光荧光粉和最终产品的组装。
3、技术质量指标
（1）技术指标
功率（W） 40
显示指数（Ra） 92-98
光谱范围 290nm-780nm
色温（k） 5000-6500
光通量（Im） 2200-2500
紫外辐射通（uw） 50-80
（2）质量指标
本项目的光源产品执行GB/T17262-1998标准，并为本项目的产品制定企业标准。
五、合作意向：
项目所需资金150万元。
项目联系方式：
电话：0431-85176316 联系人：郑老师
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发布日期：2008-02-28 14:10:53 |
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来源：吉林长春产权交易中心 |
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责任编辑：吉林长春产权交易中心 |
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