khimie.ru

Для изготовления люминофора временного действия берут чистый карбонат кальция или углекислые соли бария, стронция или кадмия и смешивают с таким же количеством химически чистой серы («серный цвет»). Общий вес смеси 50-80 г. Смесь обливают спиртовым раствором нитрата висмута (3-5 мл раствора из расчета ‒ 0,01 г Ві(NO₃)₃ на 5 л воды). Массу хорошо перемешивают, помещают в обмазанный глиной фарфоровый тигель с крышкой и ставят в муфельную печь или, укутав сверху и по бокам асбестом, ‒ на обычную электрическую печь на 3-4 часа. Медленно охлажденный в тигле и затем растертый люминофор высыпают в сухую пробирку, которую хорошо закрывают пробкой и заливают сургучом, чтобы туда не попала влага.

После освещения обычной электрической лампой (лучше люминисцентной) люминофор светится в течение 10 мин. красивым голубым светом. После нового освещения свечение опять повторяется, если за активатор взять нитрат меди Сu(NO₃)₂ или аргентум нитрата АgNO₃, то свечение люминофора будет синего цвета. Когда за основу взять карбонатные соли цинка или кадмия, а активатором будет Сu(NO₃)₂, люминофор светиться в течение часа золотистым цветом.

Реакции происходят так:

CaCO₃ + S = CaS + CO₂

SrCO₃ + S = SrS + CO₂

CdCO₃ + S = CdS + CO₂

ZnCO₃ + S = ZnS + CO₂

Сера частично выгорает.

Как видно, главной составной частью таких красок является сернистые соли Все вещества, входящие в состав светящихся красок, должны быть химически чистыми. Изготовление таких красок требует очень большой аккуратности. При составлении рецептов смесей красок надо придерживаться обязательной последовательности: сначала соли смешивают с крахмалом, затем смесь подсушивают; сухую смесь смешивают с серой и окислами, хорошо растирая в фарфоровом тигле; прокаливают; охлажденную смесь растирают в ступке и просеивают через густое сито.

Для покрытия деталей порошки красок разводят на специальных лаковых основах. Разведенную краску надо наносить сразу и на специально обработанное лаком или масляной краской место мягкой кисточкой или гусиным пером. Консистенция краски должна быть такой, чтобы она медленно стекала с кисточки. Светящиеся краски боятся влаги. Время свечения их ограничено.

Ниже приведен перечень заводских рецептов изготовления светящихся красок.

Ярко-красный цвет

Карбоната бария …………………………20 г

Серы …………………………………………..3 г

Сахара ………………………………………..1 г

Фосфорнолитийовой соли …………..0,5 г

Нитрата меди ……………………………..1 мл

Нитрата рубидия ………………………..1 г

Розово-красный цвет

Карбоната бария ………………………..20 г

Серы …………………………………………..3 г

Сахара ………………………………………..1 г

Буры ………………………………………….0,1 г

Сульфата натрия ………………………..0,3 г

Фосфорнолитийовой соли …………..0,3 г

Нитрата меди …………………………….0,5 мл

Фиолетово-синий цвет (длительного свечения)

Оксида кальция …………………………..40 г

Серы ……………………………………………6 г

Карбоната лития ………………………….2 г

Крахмала …………………………………….2 г

Сульфата калия ……………………………1 г

Водно-спиртового раствора

нитрата висмута …………………………..2 мл

Водно-спиртового раствора

нитрата тантала ……………………………2 г

Домаровый лак

Домаровой смолы ……………………….52 г

Ксилола ……………………………………..43 г

Касторового масла ……………………..5 г

Смолу заливают ксилолом и хорошо перемешивают. После растворения смолы добавляют касторовое масло. Образованную смесь фильтруют через замшу, и лак приобретает соломенно-желтого цвета.

Светящуюся краску (2,5 г) растворяют в домаровому лаке (1 г), смесь хорошо растирают и перемешивают, чтобы предотвратить образование комочков и расслоению массы.

Свечение кристалофосфоров можно объяснить процессом, который происходит не всегда одинаково (рис.).

Рис. Схема электронных переходов в кристалофосфорах

При возбуждении внутри кристалла образуются свободные электрические заряды. Электроны чаще отрываются от активатора, активатор ионизируется, и внутри кристалла появляются ионизированные центры. Оторванный электрон переходит (переход 1) в так называемую полосу проводимости ІІ. Здесь он имеет возможность свободно передвигаться внутри кристаллической структуры. Двигаясь внутри кристалла, электрон встречается с другим ионом активатора, соединяясь с ним (переход 2). При этом, как показали опыты, возникает свечение. Движение электронов по полосе проводимости внутри кристаллической структуры происходит с большой скоростью, а потому соединения электронов с ионами активатора также происходит очень быстро. Рекомбинация всех выделенных электронов с ионизированными центрами происходит в течение долей секунды.

Однако на практике, кроме краткосрочного свечения, наблюдается и длительное (от минут до нескольких часов), это дает право говорить, что электрон, который выделился при возбуждении, не сразу соединяется с ионизированными центрами, а где-то на пути задерживается внутри кристаллической структуры. Об этом процессе свидетельствуют места захвата, которые образуются в местах дефектов кристаллической структуры (поблизости от мест размещения ионов активатора); Подробно изучение этого процесса выявило, что внутри кристалла могут существовать различные системы мест захвата, которые различаются тем, удерживающие электроны, попавшие в них, с большей или меньшей силой. На схеме места захвата обозначены отдельными горизонтальными черточками, переход электрона из полосы проводимости к месту захвата обозначено вертикальной линией, и чем ниже размещена риска, тем больше энергия нужна для переноса электрона с места захвата в полосу проводимости.

Освобождение локализованных электронов может происходить различными путями. В некоторых случаях оно становится результатом тепловой энергии кристаллической структуры. Так освобождаются электроны с малых уровней, слабо связанных в местах захвата. Наиболее сильно связаны электроны из самых глубоких уровней могут быть освобождены только при поглощении захваченными электронами больших порций энергии, происходящее при освещении возбужденных кристалофосфоров светом.