Поиск

Каталог

Контакты
Контакты
Наш адрес
­
  • 350005, г. Краснодар, а/я 1825
  • Контакты: ­
  • (495) 369-56-03;
  • info@yse-electro.ru­
  • ­
    © ЮШЕ-Эл­ектро ­
    2008 г­. - ­ ­­­­­

Что такое люминофоры?!

 

30.03.2009 21:27

   ЛЮМИНОФОРЫ (от лат. Lumen (род. падеж luminis) - свет и греч. phoros - несущий), синтетические вещества, способные преобразовывать различные виды энергии в световую - люминесцировать. По типу возбуждения подразделяются на фото-, катодо-, электро-, рентгено-, радио-, хемилюминофоры и др. Неорганические люминофоры (фосфоры). Их свечение может быть обусловлено как свойствами вещества основы, так и наличием примесей - активаторов, которые образуют в основном веществе центры свечения, соактиватора и сенсибилизатора. Концентрация активатора обычно составляет 10-1-10-3%. Существуют самоактивирующиеся люминофоры, не содержащие активаторов, например CaWO4. Люминофоры обозначают формулой основы с указанием активатора и сенсибилизатора, часто соактиватора, например ZnS : Ag, Ni; вещество после знака ":" - активатор, соактиватор или сенсибилизатор. Большинство неорганических люминофоров имеет кристаллич. структуру и относятся к кристаллофосфорам. Требования к люминофорам - яркость и цвет свечения, длительность послесвечения, дисперсность, термостойкость и другие - определяются параметрами устройств, в которых их применяют. Люминофоры обычно используют в виде относительно тонких поликристаллических слоев (1-100 мкм), наносимых на внутреннюю поверхность светящихся экранов электровакуумных приборов. Состав некоторых фото- и катодолюминофоров и области их применения представлены в таблице. Фотолюминофоры возбуждаются оптическим излучением в диапазоне от вакуумной УФ до ближней ИК области, наиболее широкое применение фотолюминофоры находят в люминесцентных лампах низкого давления. В лампах для общего освещения используют галофосфат Са -3[Са3(РО4)2]. Са(Сl, F)2 : Sb, Mn, в лампах высокого давления с исправленной цветопередачей - смеси на основе фосфатов и силикатов, излучающие в синей, зеленой и красной областях спектра. Свечение возбуждается резонансной линией Hg с l = 253,7 нм. Световая отдача (отношение светового потока лампы к мощности) ламп с галофосфатным люминофором составляет 85 Лм/Вт, ламп со смесями - от 50 до 60 Лм/Вт. Созданы лампы "нового поколения" с люминофорами на основе РЗЭ (алюминаты, фосфаты и др.), сочетающие высокую светоотдачу (~ 95 Лм/Вт) с высоким качеством цветопередачи. Фотолюминофоры применяют для исправления цветности ламп высокого давления, ламп, излучающих в УФ области, и т.д. (см. табл.). Катодолюминофоры возбуждаются пучком электронов и используются в экранах кинескопов, в электронных микроскопах, электроннолучевых и радиолокационных установках. В кинескопах цветного изображения применяют люминофоры с синим (lмакс 455 нм), зеленым (lмакс 525 нм) и красным (lмакс 612 и 620 нм) цветом свечения. Их наносят на экран кинескопа в виде точек, расположенных треугольником, или чередующихся полос. Суммарный цвет изображения получается при сложении трех цветов свечения нанесенных люминофоров и зависит от соотношения их яркостей. Для получения хорошей цветопередачи цвет свечения исходных люминофоров должен быть по возможности более насыщенным, для чего поверхность "синего" люминофора пигментируют СоАl2О4, а "красного" - Fe2O3.

Таблица составов некоторых люминофоров 

* При напряжении 6 кВ. ** При напряжении 14 кВ. *** При напряжении 12 кВ. 

   Покрытие кинескопов черно-белого изображения состоит из смеси люминофоров, имеющих синий и желто-зеленый (lмакс 560 нм) цвет свечения, обеспечивающих в целом белый свет свечения кинескопа. Для повышения контрастности используют пигментирование "синего" люминофора красителем. Электролюминофоры возбуждаются переменным или постоянным электрическим полем. Hаиболее распространенные электролюминофоры - ZnS : Сu и Zn(Cd)S(Se) : Сu. В зависимости от введенного дополнительно к Сu соактиватора (Сl, Аl, Вr, Са или Mn) получают люминофоры, обладающие голубым, зеленым, желтым, оранжевым и красным цветом свечения. Рентгенолюминофоры возбуждаются рентгеновскими лучами; применяются при рентгенологических обследованиях человека и в промышленной дефектоскопии. Люминофор CaWO4 нашел применение в медицинских экранах, промышленной рентгенографии с использованием малосeребряных материалов и дефектоскопии при высоких напряжениях. В различных типах медицинских рентгенологических экранов применяют также BaSO4 : Pb; (Sr,Ba)SO4 : Eu; BaF,Cl : Eu; Ba3(PO4)2 : Eu; LaOBr : Tb,Yb; ZnS : Ag; ZnS.CdS : Ag; CsI : Tl. Радиолюминофоры возбуждаются радиоактивным излучением; применяются для дозиметрии и радиометрии. При дозиметрии обычно используют свойство некоторых люминофоров высвечивать при повышении температуры энергию, запасенную при возбуждении. Для дозиметрии гамма и рентгеновского излучения применяют LiF : Mg,Ti и MgB4O7 : Dy, для быстрых нейтронов - CaS : Na, Bi, Zn; для альфарадиометрии - ZnS : Ag. Среди неорганических люминофоров большое практическое применение находят также люминесцирующие стекла. Их получают при варке стекла, добавляя в шихту активаторы, чаще соли РЗЭ или актиноиды. Стекла обладают хорошей оптической прозрачностью и могут применяться в качестве лазерных материалов, а также визуализаторов изображения. 
   Органические люминофоров (люминоры, органолюминофоры). Их свечение обусловлено химическим строением органических соединений и сохраняется в различных агрегатных состояниях. По химическому строению различают следующие органические люминофоры: ароматические углеводороды или их производные (полифенильные углеводороды, углеводороды с конденсированными ароматическими ядрами или арилэтиленовой и арилацетиленовой группировками), 5- и 6-членные гетероциклы и их производные, соединённые с карбонильными группами; к органическим люминофорам относят также комплексы металлов с органическими лигандами. Органические фотолюминофоры применяют в качестве флуоресцентных красок, свечение которых вызывается УФ и коротковолновым видимым излучением. Пигменты красок представляют собой твердые растворы органических люминофоров или их смесей с красителями в различных смолах (чаще всего в составе карбамид- и меламиноформальдегилных смол, модифицированных одно- и многоатомными спиртами или арилсульфамидами). Для получения желтого цвета используют обычно 3-метоксибензантрон, голубого - арилэтиленовые замещенные 2,5-диарилоксазолов, оранжевого - смесь 3-метоксибензантрона с родаминами С и 6Ж. Некоторые органические люминофоры применяют для окрашивания пластмасс и синтетических волокон, оптического отбеливания тканей, бумаги, натуральных и искусственных волокон и различных покрытий. Так, для окрашивания сополимеров винилхлорида применяют родамин С (красный цвет), 2,2'-дигидрокси-1,1'-нафтальазин (желтый), смесь 2,2'-дигидрокси-1,1'-нафтальазина с фталоцианином меди (зеленый), производные пиримидинантрона (красно-оранжевый), для окрашивания полистирола в оранжево-красные окраски - нафтоиленбензилимидазолы и его замещенные. При оптическом отбеливании люминофоры, поглощая свет в ближней УФ-области, флуоресцируют в фиолетовой (lмакс 415-429 нм), синей (430-440 нм) или зелено-синей (441-466 нм) частях видимой области спектра. Оптическое наложение их флуоресценции и желтых лучей, отраженных отбеливаемым материалом, вызывает ощущение белизны. При оптическом отбеливании используют производные стильбена, кумарина, пиразолина, нафталимида, бензоксазола и другие органические люминофоры, способные испускать свет под действием радиоактивных излучений, применяют в качестве сцинтилляторов. Существуют монокристаллические (антрацен, тетрацен, пирен, карбазол, арилзамещенные этилена и оксазола), жидкие (полифенильные углеводороды, 2,5-диарилзамешенные оксазола) и пластмассовые органические сцинцилляторы. Последние представляют собой твердые растворы жидких сцинцилляторов в полимерных основах (полистироле, поливинилксилоле). Многие органические люминофоры - активные среды жидкостных лазеров, например цианиновые, полиметиленовые и др. красители, люминесцентные индикаторы. Кроме того, органические люминофоры применяют в люминесцентной дефектоскопии и аналитической химии, а также в молекулярной биологии и медицине (флуоресцеин, акридин и др.) в качестве меток или зондов. О хеминолюминофорах см. Хемилюминесценция. 

   Используемая литература для статьи "Что такое люминофоры": Гугель Б. М., Люминофоры для электровакуумной промышленности, М.. 1967; Неорганические люминофоры, М., 1975; Карнаухов В. Н., Люминесцентный спектральный анализ клетки, М., 1978; Красовицкий Б. М., Болотин Б. М., Органические люминофоры, 2 изд., М., 1984; Тезисы докладов 5-го Всесоюзного совещания "Синтез, свойства, исследования, технология и применение люминофоров", ч. 1-2. Ставрополь. 1985. И. Ф. Голубев.