Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Наша промышленность выпускает три марки цинксульфидных люминофоров временного действия: ФКП-ОЗк, ФКП-04 и ФКП-05; все они дают зеленое свечение (табл. IV.5—Г7.7, рис. ГУ.20).
Люминофоры на основе сульфидов щелочноземельных металлов синтезируют как из заранее приготовленных сульфидов, так и путем прокаливания смесей соответствующих карбонатов с активатором, серой, плавнями и восстановителем. В качестве восстановителя чаще всего применяют крахмал. Основная реакция, которая протекает при синтезе люминофоров может быть представлена уравнением:
4МеСО„ +43-* ЗМеЭ + МеЭ04 + 4С02
Однако наряду с ней идут и другие, побочные реакции. Существует большое количество рецептов для изготовления Щелочноземельных люминофоров. Некоторые из них приведены в табл. IV.8.
В большинстве существующих рецептов в качестве активатора используют В1 (1 - Ю- 3%), однако существуют рецептуры, в которых применяют РЬ, Эп, Си, Мп и некоторые р. з. э.
По данным ГИПХ, оптимальный состав шихты для синтеза люминофора (в % ):
600 X, им
Рис. IV.20. Спектральное распределение энергии излучения некоторых люминофоров:
1 — ФК-106; 2 — ФКП-ОЗк; 3 — ФКП-О'*; 4 — ФКП-05; 5 — ФКП-06.
ЭгСОз . я . . . MgO . . Крахмал В] . . .
............ 16
............ 11
............ 5
............ 1 • 10-2
Си................. 1 .10^3
Ы2С03+ К2804(1 : 1)
10
93
Таблица IV.5
Сравнительная характеристика светотехнических свойств люминофоров с длительным послесвечением
Длительность затухания свечения, мин Возбуждение лампой дневного света Возбуждение лампой накаливания
ФКП-ОЗк ФКП-06 соотношение яркостей ФКП-06 ФКП-ОЗк ФКП-06 соотношение яркостей ФКП-06
яркость свечения, кд (асб.) • м-* яркость свечения, кд»м-* (асб.)
ФКП-ОЗк ФКП-ОЗк
1 0,27 0,84 0,22 0,6900 0,8 0,057 0,1820 0,51 0,1600 0,9
60 0,017 0,0051 0,105 0,0330 6 0,0007 0,0020 0,034 0,0106 5
120 0,005 0,0015 0004 0,0120 8 0,0002 0,0006 0,00116 0,0050 8
180 0,0003 0,0007 0,002 0,0072 10 0,0001 0,0004 0,001 0,0032 8
240 0,0001 0,0004 0,0014 0,0046 12 — 0,0002 0,0006 0,0020 10
480 0,00003 0,00003 0,0004 0.0014 14 0,0000 0,0002 0,0006
Таблица IV.6
Изменение яркости послесвечения люминофоров ФКП-04 и ФКП-05 со временем
Время, мин Относительная яркость послесвечения (по сравнению с ФКП-ОЗк), %
Козб = 365 нм при возбуждении лампой накаливания
ФКП-04 ФКП-05 ФКП-04 ФКП-05
5 100 100 6 50
30 148 237 29 100
60 185 327 59 145
120 233 483 125 200
Таблица IV.?
Характеристика люминофоров с длительным зеленым послесвечением
(^тах = 520 нм: для ФКП-06 ^тах =
= 500 нм)
Марка люминофора Состав Ориентировочная длительность послесвечения *
ФКП-ОЗк ZnS-Си 30—60 мин
ФКП-04 ZnS-Си- Со 1—3 ч
ФКП-05 ZnS • Си- Со 1,5-5 ч
ФКП-06 SrS • Bi • Си 8—10 ч
* Различимость светящейся поверхности 20>с20 см на расстоянии 1 —2 м при кратковременной адаптации.
94
Таблица IV.8
Состав смесей для синтеза люминофоров на основе сульфидов щелочноземельных металлов, активированных ЕН [91, гл. II]
Цвет свечения Содержание компонентов, г Плавень Продолжительность термической обработки при 1100° мин
О и св О о и с* со о о се о и м S сера крахмал состав количество, г
Фиолето- 30,4 6 8 1 NaoS04 1 60
вый K2S04 1
Синий 30,4 17,0 - 12 16 2 Na2S04 2 30
K2S04 2
Голубой 20,0 23,0 11,0 16 22 2 Na2S04 2 30
K2S04 2
Зеленый 30,4 25,5 8,5 12 16 2 K2S04 2 30
Na2S 2
Шихту прокаливают в кварцевых или неглазурованных фарфоровых тиглях при 950° в течение 2 ч. Для люминофора готовят шихту сухим путем — смешиванием компонентов в шаровой мельнице с последующим просеиванием через сито. Активаторы вводят в виде водных растворов соответствующих солей в смесь солей, используемых в качестве плавня. Люминофор ЭтЭ-ВЬСи с зеленым свечением был освоен промышленностью под маркой ФКП-06 (см. табл. IV.7, рис. ГУ.20).
Для рассмотренного класса люминофоров характерен гиперболический закон затухания свечения, т. е. резкий спад яркости свечения в первые минуты затухания. Многочисленные попытки улучшения яркостных характеристик этих люминофоров не дали существенных результатов. Поэтому они, конечно, не могут заменить светосоставы постоянного действия. Тем не менее, значение люминофоров временного действия велико, так как они позволяют обеспечить минимальный уровень яркости светознаков, обеспечивающий ориентировку в случае внезапного выключения света в помещениях и подземных сооружениях.
Методы нанесения светосоставов временного действия весьма разнообразны. В качестве связующих веществ могут быть использованы те же вещества, что и для светосоставов постоянного действия. При этом следует иметь в виду, что из связующих веществ нужно полностью удалить влагу и примеси свободных кислот, которые могут разрушить люминофор.
Иногда целесообразно добавлять к светосоставу в качестве наполнителя (до 10%) белые инертные вещества (ХпО, Т102, Ва304); это способствует улучшению кроющей способности. Светящиеся пластмассы готовят на основе полиметилметакрилата или полистирола; содержание люминофора в них доходит до 20%. Цинксульфидные люминофоры с успехом вводят в стекла и эмали.
