Способ изготовления люминесцентного источника

Способ изготовления люминесцентного источника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1,.СПОСОБ-ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ИСТОЧНИКА путем легирования окислов металлов третьей группы редкоземельными элементами с посл:едующим возбуждением полученно-т го при этом люминофора, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью расширения температурного интервала свечения при одновременном повышении интенсивности свечения, люминофор перед возбуждением обрабатывают 1-б%-ным водным раствором бромистого и/или фтористого водорода в течение 10-20 Чрпри комнатной температуре , а возбуждение осуществляют, путем помещения обработанного люминофора в среду паров органического растворителя с концентрацией 10100 г/ми нагреванием до 150-500°С. 2.Спосзоб по п. 1 о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве окислов металлов третьей группы используют окислы иттрия или алюминия § а в качестве редкоземельных элементов - церрий или европий. (Л 3,Способ по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что в качестве органическвго растворителя используют ацетон или спирто

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3©0,С О9 К 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАЬ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3318003/23-12 (22) 13.07.81 (46) 07.08.83. Бюл. Р 29 (72) В.В.Михо (71) Одесский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. И.И.Мечникова (53), 621.3.032.35:546641(088.8) (56) 1. Чукова Ю.П. Антистокова люминесценция и новые направления ее применения. М., 1980.

2.<Авторское свидетельство СССР 9 323429, кл. С 09 К 11/00, 1970 (прототип). (54)(57) 1,; СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ИСТОЧНИКА путем легирования окислов металлов третьей группы редкоземельными элементами с последующим возбуждением полученно-. го при этом люминофора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью рас»ÄÄSUÄÄ 526 A ширения температурного интервала свечения при одновременном повышении интенсивности свечения, люминофор перед возбуждением обрабатывают

1-6%-ным водным раствором бромистого и/или фтористого водорода в течение 10-20 ч,при комнатной температуре, а возбуждение осуществляют путем помещения обработанного люминофора в среду паров органического растворителя с концентрацией 10100 г/м и нагреванием до 150-500 С.

2. Способ по п. -1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве окислов металлов третьей группы используют окислы иттрия или алюминия, а в качестве редкоземельных элемен- Е тов — церрий или европий.

3. Способ по па. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что в качест ве органического растворителя ис- С пользуют ацетон или спирт.

Р

1033526

Изобретение относится к люминес- центной технике, а именно к способам изготовления люминесцентных источников, и может быть широко использовано в народном хозяйстве при созда; нии индикаторных устройств.

Известны способы изготовления люминесцентных источников, в которых различные по составу люминофоры возбуждают рентгеновским или ультрафиолетовым излучением 1 1. !О

Однако люминесцентные источники, изготовленные указанными способами, могут работать только при температурах до 100-150 С кроме того, они требуют дорогостоящих источников 15 возбуждения, например, ультрафиолетовым или рентгеновским излучением.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления люминесцентного источника, заключаю- 20 щийся в том, что люминофор на основе окислов металлов третьей группы, например иттрия, легированных редкоземельными элементами, возбуждают ультрафиолетовым либо рентгеновским излучением (2 3.

Недостатками такого способа являются его дороговизна из-за применения. ультрафиолетового либо рентгеновского источников возбуждения и узкий диапазон применения — только при температурах до 100-150 С в связи с тем, что при более высоких температурах резко падают их люминесцентные свойства.

Целью изобретения является расши-. рение температурного интервала свечения при одновременном повышении интенсивности свечения.

Цель достигается тем, что свглас- . но способу изготовления люминесцент- 40 ного источника путем легирования окислов металлов третьей группы редкоземельными элементами с последующим возбуждением полученного при этом люминофора, люминофоР перед возбуж- 45 дением обрабатывают 1-6%-ным водным растворм бромистого и/или фтористого водорода в течение 10-20 ч при комнатной температуре, а возбуждение осуществляют путем помещения обра.ботанного люминофора в среду паров органического растворителя с кон,центрацией 10-100 г/м 3 и нагреванием до 150-500 С.

В качестве окислов металлов третьей группы используют окислы иттрия или алюминия, а в качестве редкоземельных элементов .- церрий или европий.

В качестве органического растворителя используют ацетон или спирт. 60

Если люминофор на основе окислов металлов третьей группы подвергнут возбуждению не УФ светом, а путем помещения в пары органических веществ (спирты, ацетон )при 100 С и 65 выше, то возникает свечение за счет того, чro на поверхности окислов металлов могут происходить различные химические реакции адсорбированных паров этих органических веществ и их составных -частей. Одни из этих реакций идут с поглощением, черпае мым из окружающей среды в частности от люминофора, другие, наоборот, идут с выделением энергии, передаваемой люминофору. За счет части этой энергии и происходит возбуждение люминесценции и возникновение свечения. С ростом температуры растет скорость протекания реакций и соответственно интенсивность свечения.

Скорость протекания реакций должна также существенно зависеть от каталитических свойств поверхности. Следовательно, модификация поверхности должна сказываться на яркости свечения. Обработка окислов в растворах бромистого и фтористого водорода, повышая, очевидно, активность поверхности окисла, приводит и к повышению интенсивности свечения.

Люминесценция возникает в припо« верхностном слое, а не в объеме фосфора, что ведет к ослаблению температурного тушения. Поэтому при пОвышении температуры из-за увеличения скорости протекания химических реакций и соответственно увеличивается яркость свечения..

Пример 1 ° Берут порошок окиси иттрия, легированной 1% церрия, и обрабатывают его в течение 15 ч в водном- растворе бромистого водорода при концентрации 5,5% при комнатной температуре. Затем порошок высушивают и прессуют из него таблетки толщиной около 1 мм. Таблетку помещают в емкость, заполненную па» рами спирта при концентрации 70 г/м и нагревают в интервале температур

150-500 С. Возникающее при этом свечение таблетки наблюдают через квар" цевое окно в емкости и регйстрируют с помощью фотоумножителя ФЭУ-79.

Интенсивность свечения растет с рос том температуры. Так, при:150 С о«а составляет 2 отн.ед., при 200 С—

4 ед„, при 250 С вЂ” 10 ед., при

300 C — 31 ед., при 350 С. — 130 ед., при 400 С вЂ” 720 ед., при 450 С—

4400 ед., при 500 С вЂ” 29200 ед.

Пример 2 . Берут порошок окиси алюминия, легированной 2% европия, и обрабатывают его в течение

200 ч в смеси водных растворов бромистого и фтористого водорода при концентрациях 3Ъ при комнатной температуре; Затем порошок высушивают и прессуют из него таблетку толщиной

1 мм, которую помещают в ту же емкость,,заполненную парами ацетона при концентрации 50 г/м,и нагревают в интервале температур 150-500 С.

1033526

Интенсивность возникающего при этом буждение образца 1 проводилось путем свечения растет с ростом температу- нагревания его в интервале темпера ры. Так, при 150 С она составляет тур 100-500 С в атмосфере паров изо1,5 отн.йд., при 200;.С вЂ” 3 ед., при пропилового спирта при концентрации о

250 С вЂ” 8 ед., при 300-320 ед., при 70 г/м3, возбуждение образца II прово350 С вЂ” 160 ед., при 400 С вЂ” 750 ед., 5 дилось путем нагревания его в интерпри 450 С - 3800 ед., npz 500 C - :вале температур 100-500 С в атмос2200 ед. фере паров ацетона при концентрации

50 r/м . Возбуждение контрольного

Результаты измерений интенсивнос- образца IXX (прототип ) проводилось ти свечения люминесценции предло- 10 облучением ультрафиолетовым светом женного и известного источников в от лампы ПРК-4 и при испытаниях обинтервале температур 100-500 С пред- разца IIX находился в атмосфере комставлены в табл. 1, при этом воз- натного воздуха. !

Таблица 1

Предлагаемый способ,Известный способ

Т,, С а

Образец III (У О) Образец Е 2 3) 0 5разец II (А22ОЭ) 0 5

100

1,5 150

200

250

31

300

350

130

160

720

400

3800

4400

450

22000

29200

500

Регистрация свечения во всех случаях проводилась с помощью фокоум ножителя ФЭУ-79.

Интенсивность свечения при 350 С (отн.ед,) Концентрация фтористого водорода, Ъ

Концент рация паров спирта либо ацетона, г/м в парах ацетона в парах спирта 20 -Се 203-Еи

О 3-Еи й2Оз-Еи

" гОЗ Еи

3 3

5 6

0 5

0 5

Приведенные результаты испытаний, позволяют сделать вывод, что интенсивность свечения источников, изго.товленных по предлагаемому способу, значительно выше интенсивности свечения прототипа при .работе в интервале температур 150-500 С.

В табл. 2 представлены данные о влиянии обработки окиси иттрия, легированной церрием и европием, и окиси алюминия, легированной европием, в водном растворе фтористого водорода (при значениях концентраций 0,5; 1; 3;, б и 9%. ) на интенсивность свечения при одном и том же значении температуры (350oC) при следующих значениях концентраций паров органических водородосодержащих веществ (ацетон, спирт ): 10,70 и 100 г/м з.

Таблица 2

1033526

Продолжение табл. 2

Интенсивность свечения при 350 С отн ед.,Концент рация фтористо го водорода, Ъ Концентрация паров спирта либо ацетона, г/м в парах ацетона в парах спирта

О -Еи А1 О -Еи

О -Се О -Еи А1 О -EH

0,5

100

5 6

50 45

120 110

10

35

90

100

50

80

60

85

95

125

190 180

170

165

105

100

100

140

135

42

35

55 50

70. 85

110 100

100

60.50

65

70

100

Составитель В. Шиманская

Редактор С. Лыжова ТехредЖ. Кастелевич Корректор А- Повх

Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Эаказ 5557/26

Филиал ППП "Патент", г.

Ужгород, ул. Проектная, 4

Свечение наблюдалось также в парах этиленгликоля, эфира, бензола и толуола. Свечение должно наблюдаться и в парах других водородсодержащих органических веществ, способных сравнительно легко диссоциировать с отделением иона водорода.

Как видно из табл. 2, при значениях концентраций фтористого водорода, выходящих за пределы конечных значений 1% и 6%, происходит значительное уменьщение интенсивности свечения (приблизительно на порядок ). При конечных значениях концентраций паров водородсодержащих органических веществ (ацетон, спирт)

10 и 100 г/м интенсивность свече40 ния значительно ниже, чем при промежуточном значении (70 г/м з ).

Люминесцентный источник, изготовленный предлагаемым способом, может найти применение везде, где из«эа

4 высоких температур, например в химических производствах, обычные источники света не могут быть применены и где не обязательна высокая яркость свечения, например в индикаторных устройствах.