Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Готовят фторсиликат магния, активированный Ti [80] прокаливанием шихты состава (в моль): MgO — 1; Si02— 1; MgF2 — 2; ТЮ2 — 0,015 в закрытых кварцевых тиглях при 1100—1200° на воздухе в течение —2 ч. Спектр излучения
89
этого люминофора показан на (рис. IV.16). Люминофор возбуждается в области 254 нм и имеет квантовый выход, близкий к 90%. Широкая полоса излучения и высокий квантовый выход позволяют применять этот люминофор для исправления цветности люминесцентных ламп низкого давления.
Тройной силикат бария, стронция и лития, активированный Се и Мп [81—83]. Оптимальный состав люминофора соответствует формуле 2,4ВаО-0,63гО-1,01л2О • 1,93Ю2, концентрация Се составляет 10%, а концентрация Мп — 2% . Прокаливание ведут в восстановительной атмосфере при 900°. Люминофор относится к классу сенсибилизированных: при возбуждении его энергия поглощается Се и передается Мп. Значительное поглощение в области 365 нм делает этот люминофор в случае применения его в лампах высокого давления низкой мощности эффективнее арсената магния, активированного Мп,
X, нм
Рис. IV.16. Спектральное распределе- Рис. IV.17. Спектральное распреде-
ние энергии излучения люминофоров леште энергии излучения некоторых
на силикатной основе: люминофоров:
1 — СаЗЮз'РЬ-Мп; 2— фторсиликат магния, 1 — тройной силикат бария, стронция и активированный Тл. лития, активированный Се и Мп; 2 — фтор-
германат магния, активированный Мп; 3 — арсенат магния, активированный Мп.
и цинк-кальций фосфата, активированного Бп. Спектр люминесценции (рис. IV.17, кривая 1) состоит из двух полос с максимумами при 420 и 620 нм *. При повышении температуры до 200? интенсивность люминесценции уменьшается, поэтому этот люминофор не может конкурировать с фторгерманатом магния, арсенатом магния и цинк-кальций фосфатом в мощных люминесцентных лампах высокого давления. Уменьшая концентрацию Мп и увеличивая длительность прокаливания, можно улучшить стабильность люминофора в 1,5 раза [83]. В промышленном масштабе этот люминофор в СССР не изготовляется.
Люминофоры на силикатной основе, излучающие в ультрафиолетовой области спектра. Люминофор ВаЗь205 • РЬ весьма эффективен при излучении в УФ-области спектра (А,мах = 350 нм). Готовят его прокаливанием шихты, состоящей из смеси ВаС03, 8Ю2, РЬ02 и добавок минерализаторов — Ва304 и ВаС12 в течение 2 ч при 1100 °С [84]. Примерная рецептура шихты (в г):
БіОз ............... 390
ВаСОз............... 500
Ва304 ............... 78
ВаС12............... 19
РЬ02 ............... 28
Спектр излучения люминофора представлен на рис. ІУ.14. Область возбуждения находится около 254 нм. Этот люминофор, выпускаемый промышленностью под маркой Л-33, применяется в лампах УФО для подсветки шкал приборов.
* На рис. IV. 17 показана только основная полоса излучения.
90
При исследовании ряда тройных силикатных систем, которые содержат один из окислов щелочноземельных металлов вместе с MgO или гпО, активированных РЬ [85], было установлено, что некоторые из них являются хорошими основаниями для люминофоров, излучающих в области 300—400 нм. В частности, для эритемных ламп весьма эффективным оказался люминофор Ва2п231а07 РЬ, выпускаемый под маркой Э-3. Этот люминофор имеет максимум излучения в области 300—305 нм, а его квантовый выход составляет 0,70—0,75. Люминофор применяют в эритемных лампах, позволяющих повысить выход витамина 6 в процессе производства на 25—30%. Для приготовления люминофора шихту, состоящую из БЮг, ВаС03, ХпО, Ва.?2 и РЬОа, прокаливают в закрытых тиглях при 1100° около 2 ч. Спектр излучения люминофора Ва2п281207 РЬ представлен на рис. 1У.14. Добавление 3— 5% MgO (вместо 1пО) приводит к смещению спектра излучения в коротковолновую область, что способствует увеличению эритемного действия.
Германаты и арсенаты
Фторгерманат магния, активированный Мп. Первые люминофоры на основе орто- и метагерманатов магния были получены в 1936 г. Леверенцем [86], однако они обладали слабой люминесценцией. Вильяме [87] добился заметного повышения яркости свечения этих люминофоров, использовав при синтезе значительный избыток МдО над окисью германия. Дальнейшее усовершенствование свойств германата магния, активированного Мп, было осуществлено Торинг-тоном [88]. Он, заменив часть MgO на МёР2, повысил яркость свечения и терми-
Рис. IV. 18. Спектры возбуждения некоторых люминофоров, активированных Мп:
1 — фторгерманат магния; 2 — арсенат магния.
100
50
200
300
Ш 500 600 \, нм
ческую устойчивость люминофора, что сделало его пригодным для использования в лампах высокого давления. Для приготовления чистых германатов были выбраны составы: 4MgO; l,0GeO2 и 0,01Мп. Наиболее эффективные фторгер-манаты имеют следующий состав: 3,5MgO; 0,5MgF2; l,0GeO2 и 0,01Мп. Прокаливание ведут при 1100—1200° в течение 30 мин, после чего препараты размалывают в мельнице и вторично прокаливают при 1100°. Опыт показал, что увеличение длительности вторичного прокаливания до 2—3 ч повышает яркость свечения люминофора. Магний-фторгерманатный люминофор (IV.18, кривая /) возбуждается в широкой области спектра от 200 до 480 нм. Введение фтора увеличивает поглощение люминофора, что и объясняет соответствующее повышение яркости свечения. Спектр излучения люминофора (см. рис. IV.17, кривая 2) состоит из узких полос с максимумом при 626; 634; 642,5; 653,5 и 659,5 нм. При нагревании люминофора до 350° яркость свечения возрастает (рис. IV. 19), а затем начинает уменьшаться. Квантовый выход при Хгозб = 365 нм достигает 90%. Промышленностью люминофор выпускается под маркой Л-40 и предназначен для исправления цветности ртутных ламп высокого давления.
