Фотолюминофоры: различия между версиями
[непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
V1adis1av (обсуждение | вклад) м V1adis1av переименовал страницу Фотолюминофор в Фотолюминофоры: статья о классе веществ |
V1adis1av (обсуждение | вклад) Нет описания правки |
||
Строка 1: | Строка 1: | ||
{{Underlinked|date=июнь 2016}} |
{{Underlinked|date=июнь 2016}} |
||
{{main|Люминофор}} |
{{main|Люминофор}} |
||
'''Фотолюминофо́ры''' — группа [[люминофор]]ов, которые [[люминесценция|люминесцируют]] под воздействием света. Сохраняют накопленную световую энергию и отдают её как непосредственно в момент возбуждения, так и в виде послесвечения какой-либо продолжительности после прекращения возбуждения в видимом, ультрафиолетовом и/или инфракрасном спектре. К этому классу люминофоров относится очень широкий список соединений. Различают как природные фотолюминофоры, так и искусственно синтезированные. |
|||
'''Фотолюминофор''' — определение разновидности люминофоров, которые обладают свойствами сохранения накопленной энергии при возбуждении, и её отдачи, с обладанием собственного послесвечения какой-либо продолжительности после прекращения возбуждения в виде светового излучения в видимой, ультрафиолетовой или инфракрасной зоне. |
|||
К этому классу люминофоров относится очень широкий список соединений. Различают как природные фотолюминофоры, так и искусственно синтезированные. |
|||
К природным фотолюминофорам относят категорию минералов, которые во время своего образования могли претерпеть особые изменения, связанные с температурным режимом, наличием определённого состава примесей, давления, минералы, обладающие флуоресценцией (свечением заметным в темноте) к примеру, такие как вюрцит |
К природным фотолюминофорам относят категорию минералов, которые во время своего образования могли претерпеть особые изменения, связанные с температурным режимом, наличием определённого состава примесей, давления, минералы, обладающие флуоресценцией (свечением, заметным в темноте), к примеру, такие как [[вюрцит]] — ZnS, некоторые смесевые разновидности [[барит]]а и [[кальцит]]а. Эта категория минералов является очень редкой и ценной. |
||
[[Файл:Fluorit, Südafrika. Флюорит, Южная Африка...2H1A7157ОВ.jpg|мини|[[Флюорит]] ]] |
[[Файл:Fluorit, Südafrika. Флюорит, Южная Африка...2H1A7157ОВ.jpg|мини|[[Флюорит]] ]] |
||
К искусственным фотолюминофорам относят синтезированные соединения, обладающие улучшенными характеристиками послесвечения и свойствами, намного превосходящими природные минералы. К ним относятся сульфиды и селениды элементов второй группы таблицы Менделеева, |
К искусственным фотолюминофорам относят синтезированные соединения, обладающие улучшенными характеристиками послесвечения и свойствами, намного превосходящими природные минералы. К ним относятся [[Неорганические сульфиды|сульфиды]] и [[селениды]] элементов второй группы таблицы Менделеева, в частности селенид магния [[MgSe]], кальция [[CaSe]], стронция [[SrSe]], бария [[BaSe]], цинка [[ZnSe]]. К фотолюминофорам относят также нитриды бора и некоторые окисные соединения металлов второй группы. К искусственным фотолюминофорам так же относят и сравнительно недавно синтезированные составы. Эти соединения являются формульными и структурными аналогами природного минерала [[шпинели]] — MgAl<sub>2</sub>O<sub>4</sub>. |
||
== Основные сведения == |
== Основные сведения == |
||
{{переработать}}<!-- в тексте не должно быть прямых ссылок на сторонние сайты --> |
{{переработать}}<!-- в тексте не должно быть прямых ссылок на сторонние сайты --> |
||
В подавляющем большинстве, фотолюминофоры — это искусственно синтезированные соединения со значительно улучшенными характеристиками и с оптимальным составом. |
В подавляющем большинстве, фотолюминофоры — это искусственно синтезированные соединения со значительно улучшенными характеристиками и с оптимальным составом. |
||
Представляют собой основу — какое либо соединение, с добавкой активатора какого либо металла и [http://chemlight.ucoz.ru/publ/set/moi_stati/plavni_dlja_ljuminoforov_primenenie_v_sinteze_i_metody_ochistki_ehffektivnaja_ochistka_ugolnymi_ionoobmennikami_i_ejo_dostoinstva/3-1-0-18 плавнями], хлоридами, сульфатами, боратами, фторидами и фосфатами элементов первой и второй групп таблицы Менделеева. По химическому составу условно выделяются несколько групп |
Представляют собой основу — какое либо соединение, с добавкой активатора какого либо металла и [http://chemlight.ucoz.ru/publ/set/moi_stati/plavni_dlja_ljuminoforov_primenenie_v_sinteze_i_metody_ochistki_ehffektivnaja_ochistka_ugolnymi_ionoobmennikami_i_ejo_dostoinstva/3-1-0-18 плавнями], хлоридами, сульфатами, боратами, фторидами и фосфатами элементов первой и второй групп таблицы Менделеева. По химическому составу условно выделяются несколько групп: |
||
* |
* Сульфиды. В первую группу входят [[сульфид цинка]], а также смесь сульфидов цинка и кадмия в разной стехиометрии, активированные медью, свинцом, марганцем, висмутом. В группу входят также сульфиды кальция [http://chemlight.ucoz.ru/load/ljuminofory_na_osnove_soedinenij_magnija_mgs_mn_mgs_bi_mgs_sb/1-1-0-7 магния], [http://chemlight.ucoz.ru/load/nastojashhie_recepty_sulfidnykh_shhelochnozemelnykh_svetosostavov_na_chistykh_sulfidakh/1-1-0-10 стронция] и бария, с активаторами висмута, меди, цинка, сурьмы, свинца, марганца, серебра, олова, и РЗЭ — самария и церия, которые [http://chemlight.ucoz.ru/load/nastojashhie_recepty_sulfidnykh_shhelochnozemelnykh_svetosostavov_na_chistykh_sulfidakh/1-1-0-10 готовятся из сульфидов] или [http://chemlight.ucoz.ru/load/receptura_i_tekhnologija_izgotovlenija_i_obrabotki_shhjolochnozemelnykh_svetosostavov_prigotovlennykh_iz_karbonatov_osnovnye_bazovye_cveta/1-1-0-11 карбонатов с добавкой серы], восстановителей и плавней. В большинстве своем обладают длительной и интенсивной флуоресценцией, [http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4378.html термолюминесценцией], и некоторые [http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4557.html триболюминесценцией]. |
||
* |
* Селениды. Сюда относятся селениды цинка, кадмия, кальция, стронция и бария, активированные медью, цинком, сурьмой свинцом, висмутом, серебром. Все готовятся из готовых селенидов или исходных соединений с добавкой плавней. Обладают сравнительно интенсивной флуоресценцией и термолюминесценцией. |
||
* |
* Сульфиды-селениды. Группа включает в себя смеси соединений первой и второй группы. |
||
* |
* Окисные фотолюминофоры. Это окиси магния, кальция, стронция и карбонат бария, прокаленные с плавнями и активаторами из второй группы. [http://chemlight.ucoz.ru/load/fosfory_na_osnove_okisej_shhjolochnozemelnykh_metallov_bez_sery/1-1-0-6 Готовятся без добавления серы]. Обладают хорошей [http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2372.html люминесценцией], также флуоресценцией и сильной термолюминесценцией. |
||
* |
* [Неорганические бораты]. Разной стехиометрии [http://chemlight.ucoz.ru/load/neorganicheskie_boratnye_ljuminofory/1-1-0-9 бораты цинка и кадмия] с марганцевым активатором. Имеют хорошую флюоресценцию оранжево-красных тонов. |
||
* |
* Прочие кристаллофосфоры, в частности [http://chemlight.ucoz.ru/load/ljuminofory_iz_nitrida_bora_bn/1-1-0-4 нитриды бора] и их смеси. |
||
Все группы фотолюминофоров различаются не только по химическому составу, но и по физическим свойствам |
Все группы фотолюминофоров различаются не только по химическому составу, но и по физическим свойствам, присущим разным составам, а также способами синтеза, обработки и применения таких составов на практике. |
||
При возбуждении люминофора светом энергия может быть поглощена как на уровне активатора, так и на уровне основного вещества. |
При возбуждении люминофора светом энергия может быть поглощена как на уровне активатора, так и на уровне основного вещества. |
||
⚫ | Поглощение световой энергии на уровне активатора сопровождается переходом электрона с основного уровня активатора на возбужденный, а излучение света происходит при обратном перемещении электрона. Возникает явление [[Флуоресценция|флуоресценции]]. Электроны, вырванные возбуждающим светом, могут перейти в зону проводимости и локализоваться на ловушках. Освободиться из ловушек электроны могут лишь в том случае, если им сообщить необходимое количество энергии. При этом электроны либо переходят в зону активатора и рекомбинируют с центрами свечения, либо будут повторно захвачены ловушками. В этом случае возникает явление [[Фосфоресценция|фосфоресценции]] (длительное свечение)<ref name=":0">{{Книга|автор=Казанкин О. Ф., Марковский Л. Я., Миронов И. А., Пекерман Ф. М., Петошина Л .Н.|заглавие=Неорганические люминофоры|ответственный=|издание=|место=Ленинград|издательство=|год=1975|страницы=|страниц=|isbn=|isbn2=}}</ref>. |
||
* <u>Поглощение на уровне активатора</u> |
|||
⚫ | При поглощении света на уровне основного вещества электроны переходят в зону проводимости из валентной зоны. В валентной зоне образуются дырки, которые переходят и могут локализоваться в зоне активатора. Помимо образования электронно-дырочных пар, в решетке могут образоваться [[экситоны]] (квазичастицы, представляющие собой электронное возбуждение в кристалле), которые способны ионизировать центры свечения. Возникает явление люминесценции<ref name=":0" />. |
||
⚫ | Поглощение сопровождается переходом электрона с основного уровня активатора на возбужденный, а излучение света происходит при обратном перемещении электрона. Возникает явление флуоресценции. Электроны, вырванные возбуждающим светом, могут перейти в зону проводимости и локализоваться на ловушках. Освободиться из ловушек электроны могут лишь в том случае, если им сообщить необходимое количество энергии. При этом электроны либо переходят в зону активатора и рекомбинируют с центрами свечения, либо будут повторно захвачены ловушками. В этом случае возникает явление фосфоресценции (длительное свечение) |
||
* <u>Поглощение на уровне основного вещества</u> |
|||
⚫ | При поглощении света электроны переходят в зону проводимости из валентной зоны. В валентной зоне образуются дырки, которые переходят и могут локализоваться в зоне активатора. Помимо образования электронно-дырочных пар, в решетке могут образоваться экситоны (квазичастицы, представляющие собой электронное возбуждение в |
||
== Применение == |
== Применение == |
||
[[Файл:Exit sign in Russia (11).JPG|мини|Эвакуационный знак с люминофорным покрытием]] |
[[Файл:Exit sign in Russia (11).JPG|мини|Эвакуационный знак с люминофорным покрытием]] |
||
Сфера применения фотолюминофоров достаточно обширна. Узкополосные люминофоры, активированные |
Сфера применения фотолюминофоров достаточно обширна. Узкополосные люминофоры, активированные [[Редкоземельные элементы|редкоземельными элементами]], используются при создании [[Люминесцентная лампа|люминесцентных ламп]]. Перспективность применения этих люминофоров обусловлена возможностью одновременного повышения световой отдачи и индекса цветопередачи люминесцентных ламп. Это помогает добиться существенной экономии расходов на освещение<ref>{{Книга|автор=Быстров Ю. А., Литвак И. И., Персианов Г. М.|заглавие=Электронные приборы для отображения информации|ответственный=|издание=|место=Москва|издательство=|год=1985|страницы=|страниц=|isbn=|isbn2=}}</ref>. |
||
Фотолюминофоры нашли применение в эвакуационных системах, |
Фотолюминофоры нашли применение в эвакуационных системах, поскольку в отличие от электрических эвакуационных систем не потребляют энергию, не требуют затрат на эксплуатацию и позволяют реализовать протяжённую разметку в труднодоступных местах. |
||
Для оптимизации поисковых работ предлагается использовать альтернативные источники световой энергии – люминофоры длительного послесвечения (ЛДП). Люминофоры можно наносить на одежду в виде вставок. Также люминофоры можно использовать для маркировки пострадавших. |
Для оптимизации поисковых работ предлагается использовать альтернативные источники световой энергии – люминофоры длительного послесвечения (ЛДП). Люминофоры можно наносить на одежду в виде вставок. Также люминофоры можно использовать для маркировки пострадавших. |
||
ЛДП используются в изделиях в двух основных типах: |
|||
# Лакокрасочный вариант |
# Лакокрасочный вариант характеризуется высокой яркостью свечения, экономичным расходом люминофора, высокой долговечностью, устойчивостью к внешним воздействиям. Наносится на изделие поверх отражающего слоя (белый грунт) и покрывается сверху защитным слоем. К недостаткам относится низкая [[гидролиз|гидролитическая]] устойчивость, особенно при воздействии солнечного облучения. |
||
# Монолитный вариант представляет собой изделие из материала с малым оптическим поглощением. |
# Монолитный вариант представляет собой изделие из материала с малым оптическим поглощением. |
||
Алюминат стронция в виде тонкослойного источника света используется в эвакуационных знаках и знаках пожарной безопасности |
[[Алюминат стронция]] в виде тонкослойного источника света используется в эвакуационных знаках и знаках пожарной безопасности<ref>{{Книга|автор=Абовян М. Ю., Микаэль Ю., Большухин В. А., Буйновский А. С.|заглавие=Функциональные оксидные материалы на основе редких и редкоземельных металлов|ответственный=|издание=|место=Томск|издательство=|год=2005|страницы=|страниц=|isbn=|isbn2=}}</ref>{{rq|check|sources|img}} |
||
== Примечания == |
== Примечания == |
Версия от 11:25, 20 августа 2019
Этой статье нужно больше ссылок на другие статьи для интеграции в энциклопедию. |
Фотолюминофо́ры — группа люминофоров, которые люминесцируют под воздействием света. Сохраняют накопленную световую энергию и отдают её как непосредственно в момент возбуждения, так и в виде послесвечения какой-либо продолжительности после прекращения возбуждения в видимом, ультрафиолетовом и/или инфракрасном спектре. К этому классу люминофоров относится очень широкий список соединений. Различают как природные фотолюминофоры, так и искусственно синтезированные.
К природным фотолюминофорам относят категорию минералов, которые во время своего образования могли претерпеть особые изменения, связанные с температурным режимом, наличием определённого состава примесей, давления, минералы, обладающие флуоресценцией (свечением, заметным в темноте), к примеру, такие как вюрцит — ZnS, некоторые смесевые разновидности барита и кальцита. Эта категория минералов является очень редкой и ценной.
К искусственным фотолюминофорам относят синтезированные соединения, обладающие улучшенными характеристиками послесвечения и свойствами, намного превосходящими природные минералы. К ним относятся сульфиды и селениды элементов второй группы таблицы Менделеева, в частности селенид магния MgSe, кальция CaSe, стронция SrSe, бария BaSe, цинка ZnSe. К фотолюминофорам относят также нитриды бора и некоторые окисные соединения металлов второй группы. К искусственным фотолюминофорам так же относят и сравнительно недавно синтезированные составы. Эти соединения являются формульными и структурными аналогами природного минерала шпинели — MgAl2O4.
Основные сведения
Эта статья или раздел нуждается в переработке. |
В подавляющем большинстве, фотолюминофоры — это искусственно синтезированные соединения со значительно улучшенными характеристиками и с оптимальным составом. Представляют собой основу — какое либо соединение, с добавкой активатора какого либо металла и плавнями, хлоридами, сульфатами, боратами, фторидами и фосфатами элементов первой и второй групп таблицы Менделеева. По химическому составу условно выделяются несколько групп:
- Сульфиды. В первую группу входят сульфид цинка, а также смесь сульфидов цинка и кадмия в разной стехиометрии, активированные медью, свинцом, марганцем, висмутом. В группу входят также сульфиды кальция магния, стронция и бария, с активаторами висмута, меди, цинка, сурьмы, свинца, марганца, серебра, олова, и РЗЭ — самария и церия, которые готовятся из сульфидов или карбонатов с добавкой серы, восстановителей и плавней. В большинстве своем обладают длительной и интенсивной флуоресценцией, термолюминесценцией, и некоторые триболюминесценцией.
- Селениды. Сюда относятся селениды цинка, кадмия, кальция, стронция и бария, активированные медью, цинком, сурьмой свинцом, висмутом, серебром. Все готовятся из готовых селенидов или исходных соединений с добавкой плавней. Обладают сравнительно интенсивной флуоресценцией и термолюминесценцией.
- Сульфиды-селениды. Группа включает в себя смеси соединений первой и второй группы.
- Окисные фотолюминофоры. Это окиси магния, кальция, стронция и карбонат бария, прокаленные с плавнями и активаторами из второй группы. Готовятся без добавления серы. Обладают хорошей люминесценцией, также флуоресценцией и сильной термолюминесценцией.
- [Неорганические бораты]. Разной стехиометрии бораты цинка и кадмия с марганцевым активатором. Имеют хорошую флюоресценцию оранжево-красных тонов.
- Прочие кристаллофосфоры, в частности нитриды бора и их смеси.
Все группы фотолюминофоров различаются не только по химическому составу, но и по физическим свойствам, присущим разным составам, а также способами синтеза, обработки и применения таких составов на практике.
При возбуждении люминофора светом энергия может быть поглощена как на уровне активатора, так и на уровне основного вещества.
Поглощение световой энергии на уровне активатора сопровождается переходом электрона с основного уровня активатора на возбужденный, а излучение света происходит при обратном перемещении электрона. Возникает явление флуоресценции. Электроны, вырванные возбуждающим светом, могут перейти в зону проводимости и локализоваться на ловушках. Освободиться из ловушек электроны могут лишь в том случае, если им сообщить необходимое количество энергии. При этом электроны либо переходят в зону активатора и рекомбинируют с центрами свечения, либо будут повторно захвачены ловушками. В этом случае возникает явление фосфоресценции (длительное свечение)[1].
При поглощении света на уровне основного вещества электроны переходят в зону проводимости из валентной зоны. В валентной зоне образуются дырки, которые переходят и могут локализоваться в зоне активатора. Помимо образования электронно-дырочных пар, в решетке могут образоваться экситоны (квазичастицы, представляющие собой электронное возбуждение в кристалле), которые способны ионизировать центры свечения. Возникает явление люминесценции[1].
Применение
Сфера применения фотолюминофоров достаточно обширна. Узкополосные люминофоры, активированные редкоземельными элементами, используются при создании люминесцентных ламп. Перспективность применения этих люминофоров обусловлена возможностью одновременного повышения световой отдачи и индекса цветопередачи люминесцентных ламп. Это помогает добиться существенной экономии расходов на освещение[2].
Фотолюминофоры нашли применение в эвакуационных системах, поскольку в отличие от электрических эвакуационных систем не потребляют энергию, не требуют затрат на эксплуатацию и позволяют реализовать протяжённую разметку в труднодоступных местах.
Для оптимизации поисковых работ предлагается использовать альтернативные источники световой энергии – люминофоры длительного послесвечения (ЛДП). Люминофоры можно наносить на одежду в виде вставок. Также люминофоры можно использовать для маркировки пострадавших.
ЛДП используются в изделиях в двух основных типах:
- Лакокрасочный вариант характеризуется высокой яркостью свечения, экономичным расходом люминофора, высокой долговечностью, устойчивостью к внешним воздействиям. Наносится на изделие поверх отражающего слоя (белый грунт) и покрывается сверху защитным слоем. К недостаткам относится низкая гидролитическая устойчивость, особенно при воздействии солнечного облучения.
- Монолитный вариант представляет собой изделие из материала с малым оптическим поглощением.
Алюминат стронция в виде тонкослойного источника света используется в эвакуационных знаках и знаках пожарной безопасности[3]
Для улучшения этой статьи желательно:
|
Примечания
- ↑ 1 2 Казанкин О. Ф., Марковский Л. Я., Миронов И. А., Пекерман Ф. М., Петошина Л .Н. Неорганические люминофоры. — Ленинград, 1975.
- ↑ Быстров Ю. А., Литвак И. И., Персианов Г. М. Электронные приборы для отображения информации. — Москва, 1985.
- ↑ Абовян М. Ю., Микаэль Ю., Большухин В. А., Буйновский А. С. Функциональные оксидные материалы на основе редких и редкоземельных металлов. — Томск, 2005.