Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.
Скачать (прямая ссылка):
В табл. IV. 1 приведены данные по светоотдаче люминесцентных ламп различного типа.
6*
83
Таблица IV.1
Технические характеристики различных типов галофосфатних люминофоров
Марка люминофора Тип лампы (мощность 40 Вт) Светоотдача, лм/Вт Содержание активаторов, масс. % Соотношение полос в максимумах *480^тах» %
начальная после 100 ч Мп
ЛГ-1-2 ЛБ-40 83 80 1,4 0,7-1,0 578-584 22 ±3
ЛГ-5 ЛТБ-40 77 75 2,4 0,7-1.0 579-585 12 ±4
ЛГ-6 ЛХБ-40 77 75 1,0 0,7—1,0 579-585 40 ±3
ЛГ-2К ЛД-40 65 63 0,4 0,7—1,0 570—580 85 ±5
Фосфаты
Состав и люминесцентные свойства. Исследование люминесцентных свойств систем на основе различных фосфатов привело к разработке некоторых практически важных смешанных люминофоров [46—50]. Замена в люминофоре 8г3(Р04)2, который обладает очень слабой люминесценцией с Ятах = 370 нм, части стронция на алюминий, цинк, магний или кальций позволяет получить люминофоры, возбуждающиеся в УФ-области спектра, с весьма интенсивным излучением в красной области (см. рис. П.4, стр. 39). Квантовый выход этих люминофоров близок к 0,9. Олово в фосфатных люминофорах должно находиться в двухвалентном состоянии. По этой причине их синтезируют или в восстановительной атмосфере строго дозированной смеси N-2+ Н2 (—1,5 объ-емн. % Н2), или с введением в шихту восстанавливающих агентов в условиях предотвращения попадания кислорода в люминофор на стадиях прокаливания и остывания [51].
Практическое применение в люминесцентных лампах нашли следующие люминофоры: (2п, 8г)3(Р04)2 -Зп; (Са, Зг)3(Р04)2 • Зп; (Са, гп)3(Р04)2 • Зп; (Са, М8)3(Р04)2-8п.
Исследование фазового состава и люминесцентных свойств указанных систем проведено в работах [48, 50].
В состав шихты люминофора (Ъп, 8г)3(Р04)2 Эп входят 8гНР04, ЭгСОд, 2п3(Р04)2 (или ХпО), 8пО (или Эп02). Люминофоры с наибольшей интенсивностью свечения получаются при содержании гп3(Р04)2, равном 15 мол. %; их структура соответствует области твердого раствора фосфата цинка в фосфате стронция.
Спектр излучения люминофора {Ъп, 8г)3(Р04)2 • Эп (рис. IV.11) состоит— из двух полос с максимумами 300—400 нм (малоинтенсивная полоса) и 620— 630 нм. Квантовый выход составляет 84%. Люминофор температурно устойчив, интенсивность излучения его возрастает при повышении температуры до 200ч п затем постепенно начинает уменьшаться (рис. IV.12).
Система (Хп, Са)3(Р04)2-Бп по фазовому составу аналогична системе (7л\, 8г)3(Р04)2 -вп. В области твердых растворов этих систем получены люминофоры, которые при возбуждении резонансной линией ртути (к = 254 нм) имеют три полосы излучения: 390 нм (очень слабая), 500 и 610 нм (рис. IV.13). Соотношение интенсивностей полос зависит от содержания олова. При Хгсзс, = 365 нм в спектре излучения этого люминофора остаются две полосы, интенсивность которых становится одинаковой. Наибольшей интенсивностью свечения обладает люминофор, содержащий 10 мол. % 2п3(Р04)2. Квантовый выход такого люминофора равен 0,9. При нагревании люминофора (2п, Са)3(Р04)2-Эп до 300° яркость свечения его при возбуждении Я, озб = 365 нм увеличивается и начинает уменьшаться при температуре выше 350°.
В последние годы были разработаны новые рецептуры ламповых люминофоров на основе различных соединений: редкоземельных элементов [52—61]. С целью поиска новых составов ламповых люминофоров изучалось влияние
84
некоторых редкоземельных элементов и ванадия на свойства фосфатных люминофоров. Показано [61—64], что при введении р. з. э. могут быть получены эффективные ламповые люминофоры с широким спектром возбуждения и излучения. Так, при введении У или Ьа в люминофор (Са, Бг)3(Р04)2 -Бп максимум его излучения сдвигается в длинноволновую область, при этом улучшаются и температурные характеристики излучения. Использование ТЬ в качестве активатора (в сочетании с Би) приводит к появлению в спектре излучения зеленой полосы с Я,тах = 540 нм, особенно эффективной при возбуждении длинноволновым
А., нм X, нм
Рис. IV.11. Спектры возбуждения (1) Рис. IV.12. Зависимость спектраль-и излучения (2) люминофора ного распределения энергии излуче-
(2п, Бг)3(Р04)2 Бп. ния люминофора (2п, Бг)3(Р04)2-Бп
от температуры.
150-
100
~ 50
2
500
Рис. IV.13.
УФ-светом. Интегральная яркость излучения этих люминофоров в 2—2,5 раза превосходит таковую для промышленного люминофора марки Л-42Дв.
Введение ванадия в фосфатные люминофоры в сочетании с р. з. э. позволило синтезировать новые люминофоры на основе Са, 2п- и Са, Бг-фосфатов. Наиболее эффективные из полученных люминофоров при возбуждении X = 365 нм при комнатной температуре по интегральной яркости излучения в 5—6 раз превосходят промышленные люминофоры с аналогичным цветом свечения (марки Л-43 и Л-50, фосфатованадаты иттрия).
Состав и некоторые люминесцентные характеристики новых люминофоров приведены в табл. IV.2.
Применение. Люминофоры на основе фосфатов цинка и кальция применяются в лампах низкого и высокого давления типа ДРЛ. При этом светоотдача ламп повышается примерно на 10% в сравнении со светоотдачей кварцевой горелки лампы и достигает для ламп мощностью 400 Вт 58 лм/Вт. Отметим, что в случае арсената или фторгерманата она понижается на 10—15%. Доля излучения ламп типа ДРЛ в красной области спектра при использовании цинк-кальций фосфата составляет 3—4%, что иногда ниже требуемого уровня. Поэтому в настоящее время указанный люминофор применяют в лампах ДРЛ в смеси с ортованадатом иттрия, активированном Ей, что позволяет повысить излучение в красной области спектра до 10—12%.
