Способ определения влажности люминофоров

Изобретение относится к электрои Фотолюминесценции и может бытьиспользовано для контроля качествалюминесцентных источников света .(ЛИС)применяемых в системах отображенияинформации, в вычислительной техникеи на транспорте.Основным преиятствием на пути ши"рокого распространения ЛИС являетсядеградация таких приборов юпроцессеих эксплуатации, Исследования показали, что наиболее сильное влияниена стабильность ЛИС оказывает влага,проникающая в индикаторы на различных стадиях изготовления, храненияи эксплуатации (скорость старениялюминофора во влаге существенновозрастает).Существенные способы герметизациине в состоянии гарантировать влагонепроницаемость индикаторов, темболее, что в ряде, случаев вода может выделяться внутри самих ЛИС приреакциях полимеризации связующих,применяемых на практике, Таким образом, задача определения степенивлажности люминесцентного слоя как.сразу после изготовления ЛИС, так иперед его применением (особенно после длительного хранения) являетсяпо существу задачей определения качества и надежности работы данногоиндикатора.Пренебрежение учетом влияниявлаги прицодит к большой ошибке вопределении срока службы ЛИС потрадиционным методикам, поэтому, в,частности, на сегодняшйий день нетоднозначного способа экспресс-анализа готовых ЛИС на срок службы.Известей способ определения степени влажности люминофора, основан-.ный на выделении ацетилена из карбида кальция при реакции с.водой. излюминофора Е 3,Недостаток этого способа заключа"ется в том, что для определения влажности требуется значительное коли.чество исследуемого материала (неменее 5 г) и этот материал долженпредставлять собой порошкообразноевецество, Поэтому при измерении известными способами влажности люминоФора, содержащегося в промышленныхобразцах ЛИС, необходимо разрушатьобразцы и соскабливать слой люминофора.Известен способ определения влажности люминофоров, основанный наизменении оптических свойств вещества и эаключаюцийся в том, что вконтролируемое вецество добавляютнебольшое количество 4-хлор-сульФобензальацетофенона, а затем определяют момент появления влаги попрекращению люминесценции смеси.Этим методом можно определять влагу,в углеводородах 2 .25 30 3540 4550 55 60 65 нет насыщения, измеряют яркости фотолюминесценции (ФЛ) люминесцентных источников света в начале и в конце засветки и определяют влажность люминофора по зависимости относительной яркости Фотолюминесценции от влагосодержания люминофора,Известно, что в процессе старения влажных ЛИС происходит образование темного налета на поверхности зерен люминофора, экспериментально показано, что подобное потемнение происходит также при освещении люминофораультраФиолетовым (Уф) светом, энергияквантов которого больше ширины запрещенной зоны люминофора. Ширина запрещенной зоны основы самых широкоэрнных из применяемых люминофоров цинксульфидных - .соответствует длине волны 340 нм, поэтому засветку можно производить любым источником Уф излучения с длиной волны, меньшей этой величины, т,е.не имеет значения производится ли засветка фиксированными,цлинами волн (например,313 или 337 нм) или источником имеющим непрерывный спектр,Это потемнение связано с образованием в процессе засветки (или ударной ионизации кристаллической решетки) неравновесных дырок, которые мигрируют затем к поверхности зерен, где могут принимать участие в электрохимических превращениях сульфида цинка. На интенсивность протекания указанных реакций большое влияние оказывает влага.На фиг,. 1 и 2 приведены графики поясняющие предлагаемый способ; на Фиг, 3 - схема установки для опреде-l ления степени влажности люминофора.Из привеДенных графиков (фиг, 1) слецует, что влажные образцы чернеют Недостатками этого способа являются необходимость использования эна чительного количества пробы, невозможность определения степени влажности люминофоров в рабочих слоях люминесцентных приборов без разрушения образца,причем исследуемый образец должен представлять собой порошкообразное вещество или жидкость,Цель изобретения - удешевление10 и упрощение, а также созданиенеразрушаюцего метода определения степени влажности люминоФора .в рабочих слоях Люминесцентных источников светаи последующего прог нозирования срока их службы.для достижения поставленной .целисогласно способу определения влажности люминофоров, основанному наизменении оптических свойств вецества, измерительную .поверхность образцов засвечивают ультрафиолетовымизлучением с энергией квантов, большей ширины запрещенной зоны люмино:фора, пока его почернение не достигбыстрее сухих, степень потемненияпропорциональна влажности люминофора(Н.=98 означает, что образец выдерживался длительное время н эксикатсре с относительной влажностью воздуха 98). На основании полученныхданных построен градуироночный график, изображенный на фиг, 2, сняэынающий относительную яркость (В/Во )фотолюминесценции с влажностью светящегося слоя, по этому графику можно определить содержание влаги н:индикаторах, изготовленных на основеданного люминофора достаточно лишьв теченве определенного нремени подвергнуть несколько ЛИС данной сериизасветке Уф, изменив яркость их ФЛв начале .и н конце испытаний,Схема .установки для определениястепени влажности люминофора приведена на фиг. 3. Излучение кварцевойртутной лампы типа ДРТ 1,.пройдячерез фокусирующую систему 2, попадает на исследуемый образец 3,яркость ФЛ определяется при помощисветорегистрирующего устройства 4(фотоэлектронной приставки типа ФЭП,фотометра малых яркостей типа ВФМили другого), на входе которого желательно поставить светофильтр 5,отсекающий Уф часть спектра, частично отражаемую люминесцирующим слоем.Представленные на фиг, 1 результатыотносятся к люминофору с зеленымцветом свечения (типа ЭЛСВ),Для определения степени влажностилюминофора другой марки необходимопровести предварительные измеренияс целью построения соответствующей ВНИИПИ Заказ 9289/33Тираж 873 Подписное илиал ППП "Патент",.Ужгород,ул.Проеткная,4 градуироночной кривойДля построения градуироночного графика снимается серия зависимостей спада яркости ФЛ от времени засветки для ЛИСс различным, заранее заданным вла госодержанием. Эти зависимости нпроцессе засветки выходят на насыщение тем.быстрее, чем больше мощность источника Уф излучения, В нашей установке применялась самая 1 ораспространенная и дешевая лампатипа ДРТи время выхода яркостиФЛ на насыщение составляло 6-8 ч,При использовании более мощного источника Уф излучения время засветкиможет быть сокращено.Помимо возможности неразрушающего,определения, содержание влаги в люминесцентном слое, достоинством данного способа является его простота,позволяющая при минимальных материаль О ных затратах наладить соответствующий контроль не только на предприятиях-изготовителях, но и в органиэациях-потребителях ЛИС. Следует отметить также, что поскольку степень 25 потемнения.(и,следователъно, яркость.ФЛ.) меняется в зависимости от временизасветки, достигая насыщения приданных уровнях светового потока (эасчет установления равновесия между 30 реакциями, приводящими к образованию.металлического Хя, и реакциями, в ходекоторых темный налет цинка превращается в прозрачную для видимогосвета пленку Йп(ОН), срок испытанийЛИС на нлагосодержание может быть, существенно сокращен путем использования более мощных источников света,