Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Синтез других люминофоров, в частности некоторых двойных фосфатов и силикатов, ведут в восстановительной атмосфере, например, в смеси азота с небольшим количеством водорода, необходимого для восстановления активатора (см. стр. 44, 84). В отдельных случаях газообразные восстановители могут быть заменены на твердые (углерод, металлы), вводимые в шихту в виде порошка [8, 9].
60
Обычно люминофоры — это неравновесные системы, их люминесцентные свойства могут зависеть и от режима остывания; поэтому последний также регламентируется.
Полученные люминофоры обычно просматривают под ультрафиолетовой лампой для отбраковки частей и включений с недостаточной интенсивностью свечения или светящихся другим цветом. Такая операция необходима потому, что в тиглях или кюветах, в которых прокаливают шихту, всегда в той или иной степени происходит взаимодействие люминофора со стенками и с окружающей .атмосферой.
После очистки полученные люминофорные спеки измельчают я просеивают через сита, а некоторые люминофоры даже специально классифицируют по размеру зерен с целью выделения тех фракций, которые обеспечивают повышенную яркость свечения и хороший слой. При измельчении люминофоров всегда следует считаться с происходящим при этом снижением яркости свечения, поэтому режим измельчения также должен быть строго регламентирован.
И, наконец, последние операции промывка и обработка порошков люминофора специальными растворами. Этим операциям подвергают не все люминофоры, однако большую часть катодолюминофоров. Промывка «лужИт для удаления из люминофора примесей непрореагировавших веществ, введенных в шихту. Некоторые из этих веществ могут оказать вредное действие при использовании люминофоров в готовых изделиях, например при действии катодного пучка в электроннолучевых трубках или УФ-излучения в газоразрядных ртутных лампах. Так, согласно имеющимся данным, примеси галогени-дов уменьшают стабильность работы катодолюминофоров в процессе эксплуатации; подобное же влияние оказывают избыточные количества БЬ и Мп (не вошедшие в решетку люминофора) на галофосфатные люминофоры.
Порошки люминофоров обрабатывают различными реагентами и тогда, когда необходимо создать на поверхности зерен люминофора тончайшие слои некоторых соединений, улучшающих адгезионные свойства люминофора (см. стр. 112) или повышающих агрегативную устойчивость порошков в дисперсионных средах при нанесении экранов. Кроме того, иногда на поверхность верен наносят специальные слог (путем обработки порошков различными растворами), которые повышают стабильность в процессах эксплуатации и изготовления люминесцИрующих экранов.
Перечисленные операции будут рассмотрены далее подробнее в связи с производством конкретных люминофоров. На схеме 1 показаны все стадии синтеза некоторых сульфидных люминофоров.
111.2. АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА ЛЮМИНОФОРОВ
Высокая чистота, необходимая при синтезе люминофоров, предъявляет специальные требования к конструкционным материалам аппаратуры. При этом, как уже упоминалось, должна быть исключена возможность попадания Нежелательных примесей как в исходные, так и в промежуточные и конечные Продукты.
Наиболее пригодными материалами аппаратуры для работы с растворами являются: высококачественный фарфор, кварц или химически стойкое стекло *. Однако вследствие плохой теплопроводности использование этих материалов йатруднено в тех случаях, когда требуется нагревание **. Недостатком указанных материалов является хрупкость: кроме того, аппаратура достаточной вместимости в промышленных масштабах, к сожалению, не выпускается.
В связи с расширением масштабов производства люминофоров, были проведены испытания чугунной и стальной эмалированной аппаратуры. При этом оказалось, что специальные сорта эмали позволяют использовать покрытую
* В некоторых случаях применяют винипласт, оргстекло и фторопласт. ^** В ГДР синтез люминофоров успешно ведут в аппаратах из химически Стойкого или жаростойкого стекла (если необходимо нагревание).
61
ею аппаратуру даже в кислых сульфатных растворах, например, в производстве люминофорно-чистых сульфидов цинка и кадмия. Однако это оправдывается (при условии надлежащего контроля) только при достаточно большом масштабе производства, когда загрязнения, попадающие в растворы со стенок аппаратуры в сильной степени разбавляются *.
В связи с увеличением производства люминофоров одна из важнейших технологических задач — разработка технологических схем и аппаратов, пригодных для организации непрерывного процесса изготовления люминофоров. Кроме повышения производительности аппаратуры это должно значительно улучшить качество люминофоров, так как уменьшается вероятность внесения загрязнений, попадающих в материальные потоки на различных стадиях существующих многостадийных периодических процессов. Однако вопрос об экономической целесообразности применения непрерывных процессов отнюдь не бесспорен и требует специального рассмотрения в каждом отдельном случае.
Сейчас прокаливание шихты ведут почти исключительно в сосудах из кварца. Этот материал обладает термостойкостью, обусловленной малым коэффициентом линейного расширения [1 - Ю- 6 град-1 (в среднем) для интервала темиера-туры 0—1300®], а также высокой температурой размягчения (—1400°). При 800—1300° (в этом интервале температур формируется большинство люминофоров) кварц наиболее удобен, потому что имеет сравнительно большую химическую стойкость по отношению к реакционным смесям веществ различной природы, применяемым при синтезах, а также высокую степень чистоты по содержанию примесей. Тигли, пробирки, кюветы, трубы и другие предметы делают из двух сортов кварца: «прозрачного» и «непрозрачного». Изделия из первого наиболее дороги и дефицитны, поэтому их используют в производстве люминофоров наиболее высокой степени чистоты. Несмотря на высокую химическую стойкость кварца вследствие значительной агрессивности некоторых твердых, жидких Или газообразных продуктов, образующихся при прокаливании шихты, он сравнительно быстро разрушается. Поэтому в некоторых случаях кварцевые тигли выдерживают только одно прокаливание и затраты на кварц — существенная статья расхода в производстве люминофора.
