Люминофоры

(от лат. Lumen, род. Падеж luminis - свет и греч. Phoros - несущий), синтетич. В-ва, способные преобразовывать разл. Виды энергии в световую - люминесцировать. По типу возбуждения подразделяются на фото-, катодо-, электро-, рентгено-, радио-, хемилюминофоры и др. (см. Также Люминесценция, Хемилюминесценция). Неорганические Л. (фосфоры). Их свечение м. Б. Обусловлено как св-вами в-ва основы, так и наличием примесей - активаторов, к-рые образуют в осн. В-ве центры свечения, соактиватора и сенсибилизатора. Концентрация активатора обычно составляет 10-1-10-3%. Существуют самоактивир. Л., не содержащие активаторов, напр. CaWO4. Л. Обозначают ф-лой основы с указанием активатора и сенсибилизатора, часто соактиватора, напр. ZnS . Ag, Ni. В-во после знака ":" - активатор, соактиватор или сенсибилизатор.

Большинство неорг. Л. Имеет кристаллич. Структуру и относятся к кристаллофосфорам. Требования к Л. - яркость и цвет свечения, длительность послесвечения, дисперсность, термостойкость и др. - определяются параметрами устройств, в к-рых их применяют. Л. Обычно используют в виде относительно тонких поликристаллич. Слоев (1-100 мкм), наносимых на внутр. Пов-сть светящихся - экранов электровакуумных приборов. Состав нек-рых фото- и катодолюминофоров и области их применения представлены в таблице. Фотолюминофоры возбуждаются оптич. Излучением в диапазоне от вакуумной УФ до ближней ИК области. Наиб. Широкое применение фотолюминофоры находят в люминесцентных лампах низкого давления. В лампах для общего освещения используют галофосфат Са -3[Са 3 (РО 4)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 Л. Составляет 85 Лм/Вт, ламп со смесями - от 50 до 60 Лм/Вт. Созданы лампы "нового поколения" с Л. 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. Используются в экранах кинескопов, в электронных микроскопах, электроннолучевых и радиолокац.

Установках. В кинескопах цветного изображения применяют Л. С синим (l макс 455 нм), зеленым (l макс 525 нм) и красным (l макс 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 Л. И зависит от соотношения их яркостей. Для получения хорошей цветопередачи цвет свечения исходных Л. Должен быть по возможности более насыщенным, для чего поверхность "синего" Л. Пигментируют СоАl2 О 4, а "красного" - Fe2O3. * При напряжении 6 кВ. ** При напряжении 14 кВ. *** При напряжении 12 кВ. Покрытие кинескопов черно-белого изображения состоит из смеси Л., имеющих синий и желто-зеленый (l макс 560 нм) цвет свечения, обеспечивающих в целом белый свет свечения кинескопа.

Для повышения контрастности используют пигментирование "синего" Л. Красителем. Электролюминофоры возбуждаются переменным или постоянным электрич. Полем. Hаиб. 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 Л., обладающие голубым, зеленым, желтым, оранжевым и красным цветом свечения. Рентгенолюминофоры возбуждаются рентгеновскими лучами. Применяются при рентгенологич. Обследованиях человека и в пром. Дефектоскопии. Л. CaWO4 нашел применение в мед. Экранах, пром. Рентгенографии с использованием малосeребряных материалов и дефектоскопии при высоких напряжениях. В разл. Типах мед. Рентгенологич. 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 св-во нек-рых Л. Высвечивать при повышении т-ры энергию, запасенную при возбуждении. Для дозиметрии g- и рентгеновского излучения применяют LiF . Mg,Ti и MgB4O7 . Dy, для быстрых нейтронов - CaS . Na, Bi, Zn. Для a-радиометрии - ZnS . Ag. Среди неорг. Л. Большое практич. Применение находят также люминесцирующие стекла. Их получают при варке стекла, добавляя в шихту активаторы, чаще соли РЗЭ или актиноиды. Стекла обладают хорошей оптич. Прозрачностью и могут применяться в качестве лазерных материалов, а также визуализаторов изображения.

Органические Л. (люминоры, органолюминофоры). Их свечение обусловлено хим. Строением орг. Соед. И сохраняется в разл. Агрегатных состояниях. По хим. Строению различают след. Орг. Л. Ароматич. Углеводороды или их производные (полифенильные углеводороды, углеводороды с конденсированными ароматич. Ядрами или арилэтиленовой и арилацетиленовой группировками), 5- и 6-членные гетероциклы и их производные, соед. С карбонильными группами. К орг. Л. Относят также комплексы металлов с орг. Лигандами. Орг. Фотолюминофоры применяют в качестве флуоресцентных красок, свечение к-рых вызывается УФ и коротковолновым видимым излучением. Пигменты красок представляют собой твердые р-ры орг. Л. Или их смесей с красителями в разл. 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. Нек-рые орг. Л. Применяют для окрашивания пластмасс и синтетич. Волокон, оптич. Отбеливания тканей, бумаги, натуральных и искусств. Волокон и разл. 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 оптич. Отбеливании Л., поглощая свет в ближней УФ-области, флуоресцируют в фиолетовой (l макс 415-429 нм), синей (430-440 нм) или зелено-синей (441-466 нм) частях видимой области спектра.

Оптич. Наложение их флуоресценции и желтых лучей, отраженных отбеливаемым материалом, вызывает ощущение белизны. При оптич. Отбеливании используют производные стильбена, кумарина, пиразолина, нафталимида, бензоксазола и др. Орг. Л., способные испускать свет под действием радиоактивных излучений, применяют в качестве сцинтилляторов. Существуют монокристаллич. (антрацен, тетрацен, пирен, карбазол, арилзамещенные этилена и оксазола), жидкие (полифенильные углеводороды, 2,5-диарилзамешенные оксазола) и пластмассовые орг. Сцинцилляторы. Последние представляют собой твердые р-ры жидких сцинцилляторов в полимерных основах (полистироле, поливинилксилоле). Многие орг. Л. - активные среды жидкостных лазеров, напр. Цианиновые, полиметиленовые и др.

Красители, люминесцентные индикаторы. Кроме того, орг. Л. Применяют в люминесцентной дефектоскопии и аналит. Химии (см. Люминесцентный анализ), а также в мол. Биологии и медицине (флуоресцеин, акридин и др.) в качестве меток или зондов (см., напр., Липидные зонды). О хеминолюминофорах см. Хемилюминесценция. Лит. 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.