ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технологический процесс из "Химия и технология пигментов" ЦИЯ продолжается некоторое время и после прекращения возбуждения, ее называют фосфоресценцией. Примером фосфоресценции может служить свечение в темноте сернистого цинка или других светосоставов после их предварительного облучения. [c.731] Явления флуоресценции и фосфоресценции заключаются в вы-делении светящимся телом световой энергии за счет ранее поглощенной им световой энергии или энергии другого вида. [c.731] Явление фосфоресценции известно уже около 1000 лет, но изучение его было начато только в XVII в., когда алхимики в поисках философского камня, прокаливая тяжелый шпат (барит) с углем, получили вещество, которое после пребывания на свету приобретало способность светиться в темноте. Во второй половине XVII в. такие светящиеся вещества получали прокаливанием устричных раковин с серой. Эти светящиеся составы — сернистый барий в первом случае и сернистый кальций во втором — назвали фосфорами, так как алхимики полагали, что им удалось получить искусственный фосфор. Это название сохранилось за светосоставами до настоящего времени, хотя причины свечения светосоставов и фосфора различны свечение светосоставов является следствием процессов физических, а свечение фосфора — результатом медленного окисления фосфора, т. е. процесса химического. [c.731] Начало промышленного освоения светосоставов относится к 70-м годам прошлого столетия. В настоящее время в качестве светосоставов применяют сернистые соединения металлов второй группы (кальция, бария, стронция, цинка и кадмия), так как они обладают способностью наиболее длительного и сильного свечения. В абсолютно чистом состоянии эти вещества света не излучают. В тех случаях, когда сернистый цинк, кажущийся чистым, все же обладает способностью светиться в темноте, спектральный анализ обнаруживает в нем присутствие индия, галлия или германия, хотя и в незначительных количествах. Эти металлы являются постоянными спутниками цинковых руд и при очистке цинка до состояния химически чистого все же остаются в нем в незначительных количествах. [c.731] Для того чтобы основное вещество (основание) приобрело способность светиться, к нему добавляют незначительное количество металла-активатора. В качестве активаторов применяют висмут, медь, марганец и серебро. Других металлов в качестве активаторов не применяют, так как они вызывают менее яркое свечение или даже подавляют его. Поэтому основание должно быть очищено от всяких примесей до состояния по крайней мере химически чистого. Количество металла-активатора колеблется в зависимости от природы металла в пределах от 0,00005 г для меди до 0,002 г для марганца на 1 г сернистого цинка. Избыток активатора снижает яркость свечения. [c.731] Светосоставы, изготовленные только из основания, активатора и плавня, обладают определенной длительностью послесвечения. Это значит, что они могут светиться только определенное время после прекращения возбуждения, которое необходимо для того, чтобы вызвать свечение. Такие светосоставы называют светосоставами временного действия. [c.732] Для обозначения светосоставов временного действия применяют химические символы, причем на первое место ставят символ основания, а затем символ металла-активатора. Так, например, светосостав, состоящий из сернистого цинка, активированного медью, обозначают ZnS u. [c.732] Составы временного действия характеризуются не только длиной волны, возбуждающей наиболее яркое свечение (спектром возбуждения), но и характером послесвечения, т. е. характером затухания свечения после прекращения возбуждения. [c.732] Сравнение кривых затухания светосоставов на основе сернистого цинка и сернистых солей щелочноземельных металлов (рис. 187) показывает, что начальная яркость послесвечения сернистого цинка выше, чем сернистых солей щелочноземельных металлов, но сернистый цинк затухает быстрее, чем сернистые соли щелочноземельных металлов, и продолжительность послесвечения последних больше, чем у сернистого цинка. [c.732] Практике применяют редко, так как они быстро разлагаются влагой воздуха с выделением сероводорода, в результате чего срок их службы оказывается значительно меньше, чем светосоставов на основе сернистого цинка. В настоящее время практическое значение имеют преимущественно светосоставы на основе сернистого цинка. [c.733] Светосоставы, обладающие способностью светиться без предварительного возбуждения практически незатухающим свечением, называют светосоставами постоянного действия. [c.733] Свечение светосоставов постоянного действия основано на явлении, открытом в 1903 г. Круксом. Экспериментируя с радиоактивными веществами, он обнаружил, что если на близком расстоянии от экрана, поверхность которого покрыта сернистым цинком, поместить крупинку соли радия, то на поверхности экрана происходят вспышки, которые легко наблюдаются в сильную лупу. Прибор для наблюдения этого явления, состоящий из маленького экрана, покрытого сернистым цинком, и сильной лупы, был назван спинтарископом, а само явление — сцинтилляцией. [c.733] Удары а-частиц о грани кристаллов сернистого цинка являются, таким образом, причиной свечения светосоставов постоянного действия, р- и -Частицы также вызывают свечение сернистого цинка, которое, однако, в этом случае носит другой характер. Свечение, обусловленное р- и 7-частицами, является не большим числом отдельных вспышек, как это имеет место при сцинтилляции, вызванной а-частицами, а сплошным свечением, сходным с фосфоресценцией, вызываемой дневным светом. [c.734] Таким образом, видимое свечение светосостава постоянного действия состоит из фосфоресценции по всей его поверхности и очень большого числа отдельных вспышек (сцинтилляций), обусловленных ударами а-частиц. До 80 /о такого свечения происходит за счет сцинтилляции, так как в смеси а-, р- и 7-частиц, выбрасываемых радием, находящимся в равновесии с продуктами его распада, содержится 92% а-частиц и только 8% Р- и 7-частиц. [c.734] Максимальная яркость, относительные единицы. . . [c.735] Из этой таблицы видно, что максимальная яркость растет с увеличением содержания радиоактивного вещества на 1 кг сернистого цинка. Исключение составляет образец 5, низкая яркость которого объясняется другим качеством исходных продуктов. Падение яркости во всех случаях подчиняется указанной выше закономерности, т. е. чем выше максимальная яркость, принятая условно за 100 единиц, тем быстрее идет ее снижение. [c.735] В настоящее время в качестве возбудителя светосоставов постоянного действия применяют смесь радиотория и мезотория. Способностью излучать а-частицы обладает только радиоторий. Мезо-торий а-частиц не излучает, присутствие же его необходимо потому, что средняя продолжительность жизни радиотория невелика (период его полураспада составляет 1,9 года), а мезоторий при распаде превращается в радиоторий таким образом, количество радиотория все время пополняется. [c.736] Нарастание яркости светосостава, активированного радием, может быть изображено, по данным Фридмана, кривой, приведенной на рис. 189. [c.736] Из большого числа теорий, предложенных для объяснения явления фосфоресценции, химические теории считаются в настоящее время устаревшими. Наиболее вероятной считается рекомбинационная теория, созданная Вавиловым, Левшиным и Антоновым-Романовским. По этой теории при поглощении света светосоставом происходит ионизация последнего, т. е. отрыв электронов от основания. В результате последующего соединения электрона с одним из ионов основания возникает свечение. [c.736] Области применения светосоставов временного действия значительно шире. В последние годы их очень широко применяют в производстве кинескопов для телевизоров. Их применяют также для изготовления светящихся в темноте надписей, указателей, для обозначения контуров проходов и лестниц, для обозначения приборов управления и щитов на электростанциях и т. д. В условиях полной светомаскировки надписи и обозначения, сделанные светосоставами временного действия, светятся. Это свечение происходит либо в результате предварительного возбуждения светосостава дневным светом, либо во время облучения ультрафиолетовыми лучами. В последнем случае свечение может продолжаться значительно больший срок без заметного понижения яркости. В качестве источника ультрафиолетовых излучений обычно применяют ртутно-кварцевые лампы с колбой из так называемого черного стекла, т. е. стекла, не пропускающего видимых лучей. При включении таких ламп помещение, в котором они находятся, продолжает оставаться в полной темноте, а поверхности, покрытые светосоставами, начинают светиться. [c.737] Вернуться к основной статье