Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Использование галофосфатов в люминесцентных лампах. Галофосфаты Используют в лампах типа ЛД, ЛХБ, ЛБ и ЛТБ. На стадии изготовления ламп И в процессе их эксплуатации люминофор подвергается внешним воздействиям, снижающим интенсивность свечения. К последним относятся: измельчение на стадии приготовления суспензии; нагревание на стадиях выжигания биндера и вакуумной обработки слоя; взаимодействие с парами ртути и остаточными газами в процессе эксплуатации ламп; радиационное разрушение под действием излучения с длиной волны 185 нм при горении ламп.
В настоящее время, когда квантовый выход и коэффициент поглощения возбуждающей радиации близки к предельным, повышение устойчивости к указанным воздействиям является, по-видимому, основным направлением работ в области повышения светоотдачи и стабильности светового потока люминесцентных ламп. Это не исключает необходимости проведения работ по совершенствованию технологии изготовления ламп с целью ослабления воздействия технологических факторов на люминофор.
Основной причиной снижения яркости свечения на стадии размола, по-вИдимому, следует считать увеличение диффузного отражения возбуждающего излучения в результате уменьшения размера зерен люминофора. Показано, что измельчение люминофора не изменяет квантовый выход. Поэтому увеличение поглощательной способности люминофора путем повышения в нем содержания активной сурьмы, ответственной за поглощение возбуждающего излучения, является одним из приемов снижения потерь яркости свечения на стадия Измельчения. Однако наиболее рациональным решением представляется разработка люминофора с оптимальным гранулометрическим составом, не требующим размола на стадии приготовления суспензии.
При нагревании люминофора на стадии выжигания биндера протекают Два независимых друг от друга процесса порчи люминофора. Окончательно природа этих процессов не изучена. Первый процесс протекает в самом люминофоре при нагревании его на воздухе и сопровождается появлением темной окраски [32—35]. Это явление не имеет отношения к равновесному состоянию системы, так как при увеличении длительности прогрева в окислительных условиях (на воздухе) яркость свечения почти полностью восстанавливается, серая окраска исчезает [35]. Применение некоторых специальных обработок позволяет существенно снизить потерю яркости люминофора при нагревании; это свидетельствует о поверхностном характере данного явлен.m. Можно предполагать, что в основе процесса лежит обугливание
6 Заказ 4 4
81
адсорбированных люминофором органических соединений или восстановление ими соединений сурьмы, расположенных на поверхности зерен люминофора. При нагревании люминофора в вакууме, по-видимому, протекает тот же самый процесс, но из-за отсутствия кислорода яркость свечения восстанавливается при
?л, %
60
40-
20-
0
350
450
550
650
700
Рис. ІУ.9. Зависимость спектрального распределения энергии излучения гало-фосфата кальция от концентрации сурьмы (а), марганца (б) и относительного содержания хлора и фтора (в).
Содержание активаторов (в масс.%): 1 — 1,0; 2 — 3,0; з — 6,0; 4 — 0,0; 5 — 0,1; б — 0,5;
7 _ 1,0; 8 — 2,0; 9 — 3,0; Ю — 4,0; 11—5,0. Соотношение хл»р/фтор: 1 — без хлора; 2 — без фтора; 3 — ОЛ1? = 1/1; 4 — сі/?,= 1/3}
5 — С1/Р = 3/1.
более высоких температурах и сопровождается отгонкой из люминофора металлической сурьмы [35, 36].
Причина второго процесса порчи люминофорного слоя при нагревании — взаимодействие люминофора с окислами щелочных металлов, диффундирующими из стекла в люминофор [37]. Этот процесс зависит от химического состава как стекла, так и поверхности зерен люминофора.
82
На основании результатов изучения поведения люминофора в лампе при горений определены законы спада яркости свечения, отражающие различную природу процессов деградаций люминофора в лампе. Наиболее быстро протекает деградация, обусловленная радиационным разрушением люминофора под действием излучения X = 185 нм [38—41J. Она сказывается уже на начальной светоотдаче ламп (перед измерением начальной светоотдачи лампы тренируются). Данные измерения ЭПР [40, 41] и результаты исследования
100 г
природы запасания светосуммы под действием излучения с X = 185 нм позволяют сделать вывод, что в основе этого процесса лежит ионизация Мп2+ до Мп3+. Повышение в люминофоре содержания активной сурьмы, поглощающей коротковолновое УФ-излучение [40, 41J, стабилизирует люминофор. Этому же способствует введение в люминофор кадмия.
(ООО 2000
Время горения ,
3000
то
Рис. IV.10. Изменение во времени светоотдачи лампы мощностью 40 Вт с галофосфатным люминофором.
Показано, что под действием излучения с X = 185 нм протекают процессы и в безактиваторной основе люминофора, приводящие к появлению центров окраски.
Взаимодействие люминофора с остаточными вредными газами изучено в работах [42—45]. Однако химизм этого взаимодействия до настоящего времени окончательно не выяснен.
На рис. IV. 10 представлена типичная кривая спада во времени светоотдачи люминесцентных ламп, изготовленных с применением галофосфата кальция.
