Способ изготовления люминесцентного источника

526 А СОЮЗ СОВЕТСКСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИН 11 С БРЕТЕН ЬСТВУ ТОРСИ ми го ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЧИТЕТ СССПО ДЕЛАЬ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Одесский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. И.И.Мечникова(53 ), б 21 .3 .032.35 ф 54 б,б 41(088.8) (56) 1. Чукова Ю.П. Антистокова люминесценция и новые направления ее применения. М., 1980.2,Авторское свидетельство СССР Р 323429, кл. С 09 К 11/00, 1970 (прототип).(54)(57) 1,ф 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 щ и й с я тем, что, с целью расширения 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 лю нофора в среду паров органическо растворителя с концентрацией 10- 100 г/м и нагреванием до 150-500 С.2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качестве окислов металлов третьей группы используют окислы иттрия или алюминия,а в качестве редкоземельных элемен- а тов - церрий или европий.3. Способ по па. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качестве органического растворителя используют ацетон или спирт.гцсИзобретение отнрсится к люминес-центной технике, а именно к способам изготовления люминесцентных источников, и может быть широко использовано в народном хозяйстве при созда; нии индикаторных устройств.5Известны способы изготовления люминесцентных источников, в которых различные по составу люминофоры возбуждают рентгеновским или ультрафиолетовым излучением 1 1. ООднако люминесцентные источники, изготовленные указаннымиспособами, 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 изобретениюявляется способ изготовления люминесцентного источника, заключаю щийся в том, что люминофор на основе окислов металлов третьей группы, например иттрия, легированных редкоземельными элементами, возбуждают ультрафиолетовым либо рентгеновским излучением Г 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 люминесцент. ные свойства.Целью изобретения является расширение температурного интервала свечения при одновременном повышении интенсивности свечения.Цель достигается тем, что свглас" . но способу изготовления люминесцент ного источника путем легирования окислов металлов третьей группы редкоземельными элементами с последующим возбуждением полученного при этом люминоФора, люминофор перед возбуж дением обрабатывают 1-6-ным водным растворс:м 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.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 б 5 выше, то возникает свечение за счет того, что на поверхности окислов металлов могут происходить различные химические реакции адсорбированных паров этих органических веществ и их составных. частей. Одни из этих реакцийидут с поглощением, черпаемым 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 приповерхностном слое, а не в объеме Фосфора, что ведет к ослаблению температурного тушения. Поэтому при пО- вышении температуры из-за увеличения скорости протекания химических реакций и соответственно увеличивается яркость свечения.П р и м е р 1Берут 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 парами спирта при концентрации 70 г/мЗ 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. Интенсивность свечения растет с рос том температуры, Так, при 150 С она составляет 2 отн,ед при 200 С - 4 ед, при 250 С - 10 ед., при 300 С - 31 ед., при 350 С. - 130 ед., при 400 С - 720 ед., при 450 С - 4400 ед., при 500 С - 29200 ед,П р и м е р 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 3 при комнатной темпе. ратуре; - Затем порошок высушивают и прессуют из него таблетку толщиной 1 мм, которую помещают в ту же емкостьзаполненную парами ацетона при концентрации 50 г/мЭ,и нагревают в интервале температур 150-500 С.1033526 4 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 изо,5 отн,йд., при 200;.С - 3 ед при пропилового спирта приконцентрации0250 С - 8 ед., при 300-320 ед., при 70 г/м 3, возбуждение образца 11 прово С - 160 ед., при 400 С - 750 ед 5 дилось путем нагревания его в интерпри 450 С - 3800 ед., при 500 С - :вале температур 100-500 С в атмос ед. фере паров ацетона при концентрации50 г/мз, Возбуждение контрольногоРезультаты измерений интенсивнос- образца 111 (прототип ) проводилось ти свечения люминесценции предло облучением ультрафиолетовым светом женного и известного источников в от лампы ПРКи при испытаниях обинтервале температур 100-500 С пред- разца 111 находился в атмосфере комставлены в табл. 1, при этом воз- натного воздуха.Таблица 1е щ ев ю иве еаПредлагаемый способ ,Известный способ Т С а(АИ 20) О 5 100 1,5 150 200 250 10 31 300 32 350 130 160 720 400 3800 4400 450 0 22000 29200 500 0 Регистрация свечения во всех случаях проводилась с помощью фокоумножителя ФЭУ. Интенсивность свечения при 350 С 1 отн.ед,) Концентрацияфтористого водорода, Ъ Концент рация паров спирта либоацетона, г/м в парах ацетона в парах спиртаТ 20 -Се. У 203-Еи А 2203-Еи 2 03 Еи А 120 З-Еи 3 3 5 6 0,5 10 0 5 70 45Приведенные 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 (3500 С) при следующих значениях концентраций паров органических водородосодержащих веществацетон, спирт ): 10,70 и 100 г/м з.Таблица 2Ф1033526 Продолжение табл. 2 Интенсивность свечения при 350 С отн ед.,Концентрацияфтористоговодорода, % Концентрация паров спирта либоацетона,г/м в парах спирта арах ацетона Ги А 1 0 -Еи-Еи,А 1 О -Еи 3 9 10 10 95 19 10 105 6 100 0 70100 8 Составитель В, Шиманскаядактор С. Лыжова ТехредЖ. Кастелевич Корректор А Повх Тираж ВНИИПИ Госу по делам 13035, Москв5557/2 3 Подписное комитета СССР открытий ская наб., д.а арственног зобретенийЖ, Ра 4ю мШ ЕШШФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 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 водородсодержащихорганических веществ ацетон, спирт)10 и 100 г/м интенсивность свече О ния значительно ниже, чем при промежуточном значении (70 г/мз ).Люминесцентный источник, изготовленный предлагаемым способом, можетнайти применение везде, где изэа 45 высоких температур, например в химических производствах, обычные источники света не могут быть применены и где не обязательна высокая яр"кость свечения, например в индикаторных устройствах.