Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Оптимальный состав люминофора: Са3(РО4)2(50) •8г8(Р04)2 (50)-Т1 (10); максимум его излучения расположен около 350 нм (рис. IV. 14, кривая 2). Люминофор возбуждается резонансной линией ртути 254 нм. Применяется он в люминесцентных лампах низкого давления, баллон которых готовится из стекла УФС-4 (максимум пропускания в области 365 нм). Такая лампа не требует дополнительных светофильтров для выделения УФ-излучения и может быть Применена для подсветки шкал приборов и люминесцентного анализа.
Люминофоры (Са, 7п)3(Р04)2 Т1 и (Са, Мд)3(Р04)2 Т1 для зри-темных ламп. Свойства и приготовление эритемных люминофоров описаны в работах [70—73]. Спектр излучения люминофора представлен на рис. IV.14 (кривая 3). Интенсивность и спектр излучения люминофоров (Са, гп)3(Р04)2 -Т1 зависят от содержания цинка в основе люминофора и концентрации Т1.
87
Люминофоры с максимальной интенсивностью свечения получаются при концентрации фосфата цинка ~10% и Т1 ~5% , при этом максимум спектра излучения соответствует 312 нм. Промышленностью люминофор выпускается под маркой Э-1.
Замена части 2п8(Р04)2 в основе на Л^3{Р04)2 (при содержании последнего ~8%) позволяет получить люминофор с максимумом излучения при 305 нм.
X, мм
Рис. IV.14. Спектральное распределение энергии излучения некоторых люминофоров:
1 — Са3 (Р04)г-Се; 2 — Sr3 (Р04)2 (50)-Са3 (Р04)2 (50)-Tl (10), 3 — Са3 (Р04)г (90)-Zn3 (Р04), (10)-Т1 (5) — марка Э-1; 4 — BaSi206-Pb; 5 — BaZn2Sij07-Pb; 6 ~ BaZn2Si307-Pb, модифицированный добавкой 3% MgO.
Этот люминофор, известный как Э-2, более соответствует требованиям, предъявляемым к эритемному люминофору, так как максимум его излучения ближе к максимуму эритемной чувствительности кожи человека (~300 нм) [73].
Силикаты
Люминофоры на основе цинк-бериллий силиката, активированные Мп, описаны в работах [74—76]. Основу люминофора готовят прокаливанием смеси ZnO и ВеО с Si02 при 1200°; при этом образуется твердый раствор силикатов цинка и бериллия. От состава основы зависят спектральный состав излучения (рис. IV.15) и длительность послесвечения. Введение Ве подавляет полосу излучения силиката цинка, активированного Мп, при этом появляется новая полоса с максимумом около 610 нм.
Силикат кальция, активированный Pb и Мп. Получение. Силикат кальция, активированный Pb и Мп (CaSi03 Pb-Мп), может быть получен прокаливанием смеси карбонатов или окислов соответствующих металлов с Si02 [76, 77]. Для смеси СаС03 с Si02 целесообразна температура 1150° и атмосфера водяного
88
пара, который оказывает минерализующее действие. При прокаливании в открытых кюветах шихта люминофора должна иметь следующий состав (в моль):
СаСОз • ¦ SiO, -Н20 PbF2 . . МпСОз .
1
1.2
0,008 0,0066
Наибольшую интенсивность свечения имеют люминофоры со структурой метасиликата. Оптимальная концентрация Мп лежит в пределах 0,04—0,13 моль Мп на 1 моль СаО. Концентрация вводимого в шихту РЬ очень мала (0,003— 0,008 моль на 1 моль СаО) в том случае, если прокаливание ведут в закрытых тиглях. При прокаливании в открытых тиглях в связи с летучестью солей свинца, концентрация РЬ должна быть значительно повышена. Поэтому методика приготовления люминофора зависит от состава газовой среды, формы и геометрических размеров тиглей и печей для прокаливания.
Рис. IV.15. Спектральное распределение энергии излучения цпнк-бериллий силикатных люминофоров различного состава
Кривая С оста в люминофора, моль Квантовый выход
ZnO ВеО МпО SiO,
1 2,0 0 0,122 1,18 0,77
2 1,8 0,2 0,058 1,11 0,89
3 1,8 0,2 0,181 1,11 0,89
4 1,8 0,2 0,111 1,17 0,84
5 1,8 0,2 0,138 1,20 0,84
6 1,В 0,4 0,132 1,19 0,84
470 500
600 700
\, им
В работе [78] приведены данные, показывающие целесообразность использования минерализующих добавок CaS04 и CaF2 при прокаливании шихты люминофора CaSi03 РЬ-Ми. В этом случае эффективные люминофоры получаются при более низкой температуре (1050°) и, кроме того, уменьшается длительность процесса. Применение в качестве минерализатора NH4F позволяет получить хороший мелкокристаллический люминофор.
Люминесцентные свойства. Люминофор CaSi03-Pb-Mn относится, как и галофосфат кальция, к разряду сенсибилизированных. Излучение в области 254 нм поглощается на уровнях активатора РЬ, который передает поглощенную энергию Мп. Спектр люминесценции (рис. IV. 16) состоит из двух полос, одна из которых, расположенная в УФ-области, имеет максимум излучения около 350 нм и обусловлена активирующим действием РЬ, другая имеет максимум при 610 нм, и определяется наличием Мп.
Квантовый выход люминофора превышает 80%, благодаря чему этот люминофор с успехом может быть применен в лампах с улучшенной цветопередачей. В этом случае для компенсации недостатка излучения в синей и зеленой областях спектра к люминофору CaSi03 РЬ Мп добавляют вольфрамат магния и силикат цинка, активированный Мп. В Советском Союзе люминофор CaSi03PbMn выпускается под маркой Л-25.
Фторсиликат магния, активированный Ti. Изучение фазового состава и люминесцентных свойств этого люминофора [79] позволило разработать состав ЛФ-1 для люминесцентных ламп. Для целей газосветного освещения применяют люминофор марки Л-14 на той же основе.
