Люминофоры

К люминофорам относятся вещества, испускающие свет в холодном состоянии. Если источник возбуждения неразрывно связан с люминесцирующим составом, действующим непрерывно продолжительное время, то он называется составом постоянного действия. К таким люминофорам относятся все светящиеся вещества с радиоактивными препаратами (бесконечно долго действующими источниками возбуждения), которые служат для нанесения светящихся надписей, шкал, циферблатов часов и компасов, измерительных приборов и т. д.

Если светящийся состав требует предварительного возбуждения от внешнего источника и свечение его быстро прекращается, то он называется составом переменного действия. Эти составы получили широкое применение для экранов рентгеновских установок и телевизионных приемников.

Люминофоры делятся на две группы. К первой относятся вещества с кристаллическим строением, которые люминесцируют только при добавлении к ним небольшого количества примесей. Сюда относится сернистый цинк, активированный небольшими примесями соединении, содержащих марганец, висмут или медь. Свечение этих люминофоров продолжительно, но зависит от температуры: с ее повышением свечение становится ярче, но продолжительность сокращается. Ко второй группе относятся органические и неорганические соединения, люминесцирующие при их освещении благодаря свойствам, присущим молекулам, а не структуре самого вещества.

Для изготовления люминофоров первой группы, активированных примесями металлов, используются сернистые соединения— ZnS, CaS, SrS и др. Исходные продукты должны быть весьма чистыми, так как вредные примеси не только уменьшают яркость и продолжительность свечения, но вызывают и появление свечения другого цвета, а иногда и тушение.

Плавень — LiCl, NaCl или КС1 (хлористый литий, натрий или калий) — служит для сплавления основного вещества с активатором и усиления желательных полос в спектре испускания.

Для технических целей часто применяют люминофоры ZnS (сернистый цинк), активируемые медью и получают желто- зеленое свечение. Меняя активатор, можно получить свечение различного цвета. Активаторы серебро Ag, никель Ni, кобальт Со, кадмий Cd в ZnS дают флюоресценцию, а медь Си, марганец Мп, стронций Sr, олово Sn—длительное свечение (фосфоресценцию). Наиболее распространены люминофоры, состав¬ленные на основе сульфидов и окислов щелочно-земельных металлов, сульфидов и оксидов цинка, цинкомагниевые и цинкокадмиевые люминофоры. Щелочно-земельные люминофоры менее устойчивы к влаге. Обычно люминофоры излучают всю поглощенную ими энергию. Замечено, что цинкосульфидные люминофоры более устойчивы к влаге и температуре. Цинковые, как и щелочно-земельные светосоставы, хорошо возбуждаются дневным светом и хуже от ламп накаливания. Сильное свечение вызывают ультрафиолетовые лучи.

Органические вещества, особенно красители, дают весьма яркое свечение — флюоресценцию при освещении ультрафиолетовым светом. Комбинация нескольких красителей позволяет получать весьма разнообразую окраску и оттенки, что используется при оформлении декораций. Применяются красители флюоресцеин, родамин, эозин и др.

Светящиеся составы постоянного действия в основе содержат чаще всего сернистый цинк, активированный медью, и небольшое количество радиоактивных препаратов — солей радия, мезотория или радиотория. Свечение состава возбуждают, а частицы, образующиеся при распаде радиоактивных атомов. Одна а-частица вызывает возбуждение очень большого числа центров фосфоресценции и испускание около двух миллионов квантов. Поэтому содержание радиоактивного вещества может быть малым — примерно 0,001—0,05 мг на 1 г светосостава. Радий распадается на половину за 1580 лет, однако светосостав пере-стает действовать через более короткое время из-за разрушения кристаллической решетки сернистого цинка. Так как радий нельзя полностью использовать, то в светосоставы вместо солей вводят соли мезотория и радиотория, которые обеспечивают свечение в течение трех и более лет. Эти светосоставы применялись для окраски циферблатов и стрелок часов и компасов, различных указателей и шкал приборов. Они оказывают вредное действие на человека и поэтому запрещены.