Люминофоры. Немного теории и практики / Хабр

Как и обещал, продолжение темы «светящихся в темноте».

Примерно полгода назад мы искали для себя дополнительный бизнес с элементами развлечения. Остановились на светящихся в темноте красках и предметах. Настоящий вау-эффект был, когда мы своими руками покрасили буквы из пенопласта. Писал об этом в июле.

Наша компания на данный момент имеет весьма большой опыт работы с поставщиками и ассортимент того, что мы сами опробовали как качественное.

Для начала нужно сказать, что разновидностей люминофоров весьма достаточно:

• Фотолюминофоры
• Электролюминофоры
• Катодолюминофоры
• Рентгенолюминофоры
• Радиолюминофоры

Я изучаю фотолюминофоры. Даю ссылку на единственного известного мне производителя люминофоров в России, если кому-либо интересно «посмотреть всех».

Немного теории

Сам люминофор представляет собой порошок с размером частиц 15 – 50 мкм. Яркость свечения зависит от размера частиц. Но большого размера частицы не везде можно использовать. Скажем, если речь идет о применении в шелкографии или покраске краскопультом, то размер частиц тут должен укладываться в нужные интервалы, чтобы не забить сетку или сопла покрасочного оборудования.

Самые распространенные цвета свечения – желто-зеленый и бирюзовый. Это люминофоры с длительным послесвечением (до 12 часов).
В его основе – алюминат стронция (SrAl2O4):Eu,Dy,Y. Он имеет отличную устойчивость к воде и различным излучениям, поэтому срок его хранения практически не ограничен. Еще одно его преимущество – он безопасен для здоровья людей и животных. Мне попадались даже составы для нанесения на кожу – гипоаллергенные. Кроме того, тот люминофор, которым мы занимаемся, «заряжается» также и в УФ-лучах, что расширяет области его применения.

При дневном свете цвет порошка близок к белому (чуть зеленоватый). Для изменения цвета используются специальные флуоресцентные пигменты (светятся при УФ-излучении). Добавляются в пропорции 3%-5% от массы люминофора. Цвета, которые видел – синий, белый, желтый, зеленый, красный. Цвет пигментов достаточно «ядовитый». Если с ними переборщить, можно совсем убить эффект послесвечения.

Кстати, по-настоящему ярко светиться окрашенная поверхность будет в течение первых 60-80 минут, после чего свечение будет неравномерно угасать:

Самые распространенные картинки по технологии нанесения люминофора выглядят примерно так:

На этой картинке объяснить стоит только значение основы, отражателя, финишного слоя.

• Люминофор не растворяется и его замешивают в лак (основу) в зависимости от типа окрашиваемой поверхности. Важно, чтобы в лаке не было УФ-фильтров, иначе послесвечения не будет.
• В идеале подложка, на которую наносится готовый состав, должна быть белой. Именно белый цвет служит лучшим отражателем, в результате чего эффект послесвечения будет наилучшим.
• После окраски лаком с люминофором поверхность будет «шершавой», т.к. частицы люминофора все-таки крупные. Поэтому для глянца и ровной поверхности нужно будет дополнительное прозрачное покрытие.

Для тех, кто жаждет больше узнать о технологии использования и покраски, выложил найденный мною в публичном доступе архив.

Немного денег

Я получил несколько вопросов в личном кабинете по поводу создания своего небольшого бизнеса на люминофорах.

Позволю себе пару абзацев по этому поводу.

Ситуация неоднозначна. Я списывался примерно с 40 компаниями, которые являются поставщиками или представителями крупных оптовиков. Все очень по-разному в зависимости от выбранной ниши и конкретного города. Один товарищ, к примеру, писал, что у него упали продажи, когда наступили белые ночи.

Все наперебой пишут, что это легкий для подъема бизнеса. Нифига подобного. Люминофор – штука для многих непонятная. Все до сих пор еще вспоминают фосфор, который лет 15 уже как запрещен к свободному использованию и несомненно, вреден для здоровья.

По-настоящему заработать можно либо на услугах, связанных с применением люминофора (дизайн интерьеров, тюнинг авто), либо с продажей крупных партий краски/порошка. На перепродаже готовых изделий заработать сложно. Их хорошо держать в офисе в качестве примеров применений, чтобы можно было «пощупать».

Это связано с тем, что на большинстве сайтов поставщиков фотки такие, что приходилось заказывать все, чтобы посмотреть, как это на самом деле выглядит.

Немного картинок

Вобщем, ищите нишу и задавайте вопросы. Я отвечу всем.

Что такое люминофор

По своей сути, светящийся люминофор – это вещество, которое преобразует поглощаемую энергию в свечение. Однако видов этого вещества несколько, как и сфер применения. Расскажем, какие бывают люминофоры, как долго они могут светиться и в каких областях применяются.

Почему светится люминофор и что это такое?

Эффект свечения на различных минералах или насекомых наблюдался еще с древних времен. Позже это свечение было названо люминесценцией, а вещество, способное его воспроизводить – люминофором (от латинского слова «люмен» – «свет», и греческого «форос» – «несущий»).

Природа возникновения люминесценции стала понятна с появлением атомной физики. Итак, почему светится люминофор? Ученые выяснили, что свечение возникает при переходе атома из возбужденного в спокойное состояние, а само возбуждение вызывают различные реакции – ультрафиолетовое излучение, химические реакции и т.д. Люминофор поглощает эти виды энергии, а затем преобразует их в световую, создавая излучение света в определенном спектре цвета.

Как долго светится люминофор?

Процесс свечения люминофора зависит от многих факторов – типа вещества, размера его частиц, состава, способа применения, а также среды. Поэтому на вопрос – как долго светится люминофор – однозначно ответить нельзя. Если речь идет о веществах, используемых в лакокрасочной или полиграфической продукции, то срок свечения люминофора составит не более суток.

Каким бывает люминофор?

По химическому составу люминофор может быть органическим и неорганическим. С помощью неорганического люминофора изготавливают люминесцентные лампы, электронно-лучевые трубки, индикаторы реакции, рентгеновские аппараты. Органический люминофор используется для производства светящихся типографских красок, различных материалов с эффектом флуоресценции, а также для проведения анализов в криминалистике, медицине и биологии.

Также эти вещества делятся по способу возникновения свечения:

• Фотолюминофоры, возникающие от УФ-излучения – это люминофор в лампах;

• Катодолюминофоры, свечение которых вызвано работой электронов;

• Радиолюминофоры, создающие свечение при помощи радиоактивных волн;

• Электролюминофоры, начинающие светится от воздействия электронного поля;

• Рентгенолюминофоры, воспроизводящие свечение от рентгеновского излучения.

Исходный цвет свечения люминофоров – зеленоватый, синий и голубой. Но их часто смешивают с другими компонентами, чтобы добиться определенного оттенка люминесценции. Так, для изготовления индукционных ламп на внутреннюю поверхность колбы наносят многокомпонентный люминофор, позволяющий получить основную триаду цветов – синий, зеленый и красный, чтобы получить свечение в чистом белом спектре.

Люминофор — Википедия

Люминофо́р (от лат. lumen — свет и др.-греч. φορός — несущий) — вещество, способное преобразовывать поглощаемую им энергию в световое излучение (люминесцировать).

Основные сведения

По химической природе люминофоры разделяются на неорганические (фосфо́ры), большинство из которых относится к кристаллофосфо́рам, и органические (органолюминофоры). Свечение неорганических люминофоров (кристаллофосфоров) обусловлено в большинстве случаев присутствием посторонних катионов, содержащихся в малых количествах (от 0,0001 % до 2 %).

Такие примеси (активаторы) обычно являются ионами переходных металлов, например, люминесценция сульфида цинка активируется примесью ионов меди.

История

Люминесценция — нетепловое свечение вещества, происходящее после поглощения им энергии возбуждения. Впервые люминесценция была описана в XVIII веке.

Один из видов люминесценции, хемилюминесценция (свечение в результате химической реакции), наблюдался впервые в 1669 году Хеннигом Брандом, открывшим фосфор.^[1]

До ХХ века теоретические представления о сущности хемилюминесценции, сходились на том, что часть выделяющейся при химической реакции энергии не превращается в теплоту; атомы реагирующих веществ переходят при этом в возбужденное состояние, проявляющееся в свечении.

В ХХ веке Каутский и Цохер в работе над ненасыщенными соединениями кремния обнаружили, что при действии света на них происходит очень яркое явление хеми-, катодо- и фотолюминесценции (фосфоресценции и флюоресценции). Ученые обнаружили, что при охлаждении происходит усиление люминесценции, что навело их на мысль о том, что источником хемилюминесценции могут быть те же объекты, которые вызывают флюоресценцию, то есть атомы вещества, которые не принимают непосредственного участия в химической реакции, а получающие энергию для свечения от прореагировавших частиц.

В 20-х годах ХХ века по инициативе С. И. Вавилова начались исследования, направленные на создание люминесцентных ламп, новых для того времени источников света. В то же время О. В. Лосевым была обнаружена электролюминесценция, впоследствии, использующаяся в производстве светодиодов.

С начала 90-х годов помимо традиционных явлений люминесценции (газового разряда, фотолюминесценции, инжекционной и полевой электролюминесценции, низко- и высоковольтовой катодолюминесценции) началось исследование катодолюминесценции в среднем диапазоне энергий электронного пучка.

[2]

В настоящее время явление люминесценции активно используется в создании люминесцентных ламп и светодиодов, в люминофорных экранах для медицинского оборудования, в цветных экранах телевизоров и других электронных приборов, в дизайне, а также в системе безопасности и эвакуации.

С каждым годом технологии производства люминесцирующих веществ совершенствуются, что помогает создавать люминофоры с улучшенными световыми качествами.

Классификация

Список веществ, способных создавать свечение под тем или иным воздействием достаточно обширен, и поэтому существует несколько видов классификаций данных соединений.^[2] Классификация по методу возбуждения является наиболее удобной, поэтому во многих книгах о люминофорах используют именно её.

Классификация по виду поглощаемой энергии

Вид люминесценции	Вид поглощаемой энергии
Фотолюминесценция	Электромагнитное излучение (УФ, видимое)
Рентгенолюминесценция	Электромагнитное излучение (рентгеновское)
Катодолюминесценция	Кинетическая энергия электронов
Электролюминесценция	Энергия электрического поля
Радиолюминесценция	Энергия α-, β-, γ- лучей, ионов
Хемилюминесценция	Энергия химической реакции
Биолюминесценция	Энергия биохимической реакции
Триболюминесценция	Механическая энергия трения
Термолюминесценция	Тепловая энергия

Классификация по способу возбуждения люминесценции

Способ возбуждения люминесценции	Вид люминофоров
УФ излучением	Фотолюминофор
Пучком электронов	Катодолюминофор
Электрическим полем	Электролюминофор
α-, β- излучением радиоактивных волн	Радиолюминофоры
Рентгеновским или γ- излучением	Рентгенолюминофор

Классификация по характеру процессов вызывающих свечение

Характер	Люминофор
Внутрицентровой	Используется непроводящий люминофор с, или люминофор с дискретными центрами
Рекомбинационный	Используется фотопроводящий люминофор

Спектры поглощения и возбуждения

Важная характеристика люминофоров — спектры поглощения, отражающие зависимость величины поглощаемой энергии от длины волны падающего на люминофор света. Спектр излучения люминофора зависит от химической природы активатора и основы люминофора, их взаимодействия, а в случае люминофоров с несколькими активаторами и от взаимодействия активаторов между собой. Спектры излучения могут зависеть от интенсивности и длины волны возбуждающего света, а также от температуры.^[3]

Зависимость спектров излучения от длины волны возбуждающего света может быть хорошо прослежена на характеристических люминофорах (Ca, Mg)₃(PO₄)₂·Sn и (Ca, Zn)₃(PO₄)₂·Sn. Их спектры излучения состоят из широких полос, расмоложенных в красной и зелёной областях спектра.^[3]

Методы синтеза

Количество веществ, которые можно использовать для синтеза люминофоров достаточно велико, однако на практике используются следующие классы соединений: халькогениды и фосфаты металлов второй группы, силикаты, оксиды, вольфраматы, соединения редкоземельных элементов.

Технология изготовления люминофоров относится к высокотемпературному тонкому неорганическому синтезу. Люминофоры используют в виде поликристаллических порошков, реже в виде монокристаллов и тонких плёнок. Синтез люминофоров производят при 900—1200ºС.

Для получения люминофора с заданными свойствами необходимо строго соблюдать состав шихты и условия прокаливания, не допускать попадания случайных примесей, обеспечить тщательную сушку люминофора. Также необходимо соблюдать чистоту материалов на всех этапах синтеза.^[2]

· Халькогениды элементов второй группы

Почти все халькогениды представляют собой фотополупроводниковые соединения с электронным типом проводимости (примесь имеет валентность большую, чем чистый полупроводник, появляются свободные электроны) . Для теллурида цинка характерна дырочная проводимость (примесь имеет меньшую валентность, чем чистый полупроводник, появляются разрывы связей — дырки), а для теллурида кадмия дырочная и электронная.^[2]

Халькогенидам цинка и кадмия присуща «самоактивированнная» люминесценция, обусловленная собственными дефектами, либо ассоциатами с примесью галогенов или трехвалентных катионов. Также для халькогенидов характерна люминесценция, связанная с введением активирующих примесей.^[3]

Люминофоры на основе сульфидов щелочноземельных металлов синтезируют прокаливанием смесей соответствующих карбонатов с активатором, серой, плавнями и восстановителем. Основная реакция, которая протекает при синтезе люминофоров может быть представлена уравнением :

4 M e C O 3 + 4 S → 3 M e S + M e S O 4 + 4 C O 2 {\displaystyle {\mathsf {4MeCO_{3}+4S\rightarrow 3MeS+MeSO_{4}+4CO_{2}}}}

Сульфид цинка можно получить сероводородным методом по реакции:

Z n S O 4 + H 2 S → Z n S + H 2 S O 4 {\displaystyle {\mathsf {ZnSO_{4}+H_{2}S\rightarrow ZnS+H_{2}SO_{4}}}}

Также следует упомянуть тиосульфатный метод получения сульфидов, основанный на реакциях, которые могут быть упрощенно записаны как:

M e S O 4 + 2 N a S 2 O 3 → M e S 2 O 3 + N a 2 S O 4 {\displaystyle {\mathsf {MeSO_{4}+2NaS_{2}O_{3}\rightarrow MeS_{2}O_{3}+Na_{2}SO_{4}}}}

M e S 2 O 3 + H 2 O → M e S + H 2 S O 4 {\displaystyle {\mathsf {MeS_{2}O_{3}+H_{2}O\rightarrow MeS+H_{2}SO_{4}}}}

При синтезе халькогенидных люминофоров исходные сульфиды получают заранее. Синтез происходит в 3 этапа:

Приготовление шихты

На технических весах взвешивают нужное количество халькогенида (порошок) и добавляют к нему заданное количество растворов плавня (вещество, добавляемое к руде при её плавке для увеличения плавкости имеющихся в ней примесей и образования шлаков) и активатора (вещество, интенсифицирующее физические и химические процессы). Шихта (исходная смесь, использующаяся в пирометаллургических или иных высокотемпературных процессах) тщательно перемешивается.

Сушка

Шихта высушивается при 100—120ºС в сушильном шкафу до пыления в течение времени зависящего от количества шихты (примерно 0,5-1 час).

Прокаливание

Прокаливание проводится в муфельной печи при заданной температуре 900—1200ºС в течение времени, зависящего от количества шихты (около 0,5-1 часа). На стадии прокаливания шихты происходит процесс образования люминофора, то есть кристаллизация основного вещества, диффузия введенных в шихту активирующих примесей, гетерогенные химические и межкристаллические реакции образования в решетке различных дефектов.^[2]

Селениды цинка и кадмия получают из сульфидов по реакции, которая в упрощенном виде выглядит так:^[3]

M e S + H 2 S e O 3 → M e S e + S O 2 + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {MeS+H_{2}SeO_{3}\rightarrow MeSe+SO_{2}+H_{2}O}}}

· Фосфаты металлов второй группы

Среди фосфатов наиболее широкое применение в производстве люминофоров находит фосфат кальция, который используется для люминесцентных источников света. Разнообразие люминесцентных свойств фосфатов заключается в наличии у них большого количества полиморфных модификаций, относительной рыхлостью решеток, которые создают благоприятные условия для формирования люминофора. Также для синтеза люминофоров используют фосфат цинка, который является основой для синтеза катодолюминофоров с красным излучением. Двойные фосфаты кальция и магния используют для синтеза люминофоров, которые впоследствии применяют в лампах ультрафиолетового излучения.^[2]

Фосфаты в твердой фазе можно синтезировать по-разному. Например, фосфаты кальция и стронция получаются по одному из следующих вариантов:^[3]

M e 2 P 2 O 7 + M e C O 3 → 1000 ∘ C M e ( P O 4 ) 2 + C O 2 {\displaystyle {\mathsf {Me_{2}P_{2}O_{7}+MeCO_{3}{\xrightarrow {1000^{\circ }C}}Me(PO_{4})_{2}+CO_{2}}}}

3 M e C O 3 + 2 ( N H 4 ) H P O 4 → 1100 ∘ C M e 3 ( P O 4 ) 2 + 4 N H 4 + 3 C O 2 + 2 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {3MeCO_{3}+2(NH_{4})HPO_{4}{\xrightarrow {1100^{\circ }C}}Me_{3}(PO_{4})_{2}+4NH_{4}+3CO_{2}+2H_{2}O}}}

· Силикаты

Самое большое распространение в производстве силикатных люминофоров получил силикат цинка, использующийся как основа для катодолюминофоров с зелёным свечением. Благодаря высокой химической и термической стойкости, стабильности к электронной бомбардировке, силикатные люминофоры используются в электронно-лучевых приборах.^[2] Силикат цинка готовят прокаливанием смеси ZnO c SiO₂ при 1200º.^[3]

Силикат кальция, активированный Pb и Mn может быть получен путем прокаливания смеси карбонатов или окислов соответствующих металлов с SiO₂. Для этого требуется температура в 1150º и атмосфера водяного пара, который оказывает минерализующее действие (превращение в твердое состояние).^[3]

· Оксидные системы

Многие металлы II, III, IV групп периодической системы обладают люминесценцией при фото-, катодном и рентгеновском возбуждении, но практическое применение имеют немногие. Наиболее широкое применение получил оксид цинка, использующийся в качестве катодолюминофора с очень коротким послесвечением, а также в низковольтных катодолюминофорных индикаторах.

В качестве основы для синтеза катодолюминофоров всё более широкое применение имеют оксиды и оксисульфиды редкоземельных элементов (РЗЭ). Их существенным преимуществом является большая насыщенность цвета и высокая стабильность к электронной бомбардировке.^[2]

· Вольфраматы

Вольфраматные люминофоры в основном относятся к самоактиворованным, то есть люминесцируют без введения активатора.^[2]

· Соединения редкоземельных элементов

Соединения РЗЭ успешно играют роль, как основного вещества, так и активатора. Такие соединения используются в синтезе катодолюминофоров, работающих при высоких плотностях тока электронного возбуждения.^[2]

Применение

Использование люминофоров в технике позволяет нам экономить на электроэнергии, так как развитие полупроводниковой техники стимулировало работы по созданию инжекционных электролюминесцентных источников освещения. Возможность смотреть телевизор предоставляется благодаря люминофорам, ведь для экранов приемных телевизионных трубок практикуется использование смесей люминофоров для получения высокой яркости свечения близкого к белому. Применение люминофоров в медицинской отрасли позволяет делать рентген и флюорографию. А также способность люминофоров светиться без электрического источника энергии нашла применение в системах эвакуации и пожарной безопасности.

Неорганические люминофоры применяют в люминесцентных лампах, электронно-лучевых трубках, для изготовления рентгеновских экранов, служат индикаторами радиации и др.

Органические люминофоры (иногда их называют «люмогены») применяют для изготовления ярких флуоресцентных красок для окрашивания текстиля, пластмасс, украшений, в типографских красках, для пигментации полимерной глины, красок для обоев, пигментов для татуировки, косметики, люминесцирующих материалов, используют для выявления трещин в деталях, чувствительном люминесцентном анализе в химии, биологии, медицине и криминалистике.

См. также

Примечания

1. ↑ Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира. — Москва, 1991.
2. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10} Гурецкая З.И. Технология люминофоров и люминесцентных экранов. — Москва, 2005.
3. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7} Казанкин О.Ф., Марковский Л.Я., Миронов И.А., Пекерман Ф.М., Пето-шина Л.Н. Неорганические люминофоры. — Ленинград, 1975.

Литература

• Жиров Н. Ф. Люминофоры. — М.: Гос. изд-во оборонной пром-ти, 1940. — 480 с.

Что такое люминофор и его виды

Мы не будем утомлять Вас, сложными научными и техническими терминами, а постараемся доступно и понятно рассказать Вам,что такое Люминофор! Итак..

Что такое Люминофор?

Люминофор- это светонакопительный пигмент или светящийся в темноте порошок, абсолютно безопасный и нетоксичный аналог фосфора! Производится на основе редкоземельных металлов и способен преобразовать поглощенную световую энергию в эффект послесвечения в темноте без дополнительных источников энергии! Заряжается от любого источника света — солнечного, ультрафиолетового, обычной лампы накаливания и светит до 14 часов! К сожалению, в мире не бывает люминофоров светящих дольше,их еще просто не придумали! И если в интернете Вы видели или Вам предложили купить люминофор светящий 18- 24 ,а то и все 48 часов, то будте уверенны — Вас наглым образом обманывают!)) Да, некоторые недобросовестные фирмы- однодневки,у которых стоит задача продать вам » здесь и сейчас» могут обещать «свечение в течении 24 или 48 часов», но они умалчивают о том, что свечение на 48-м часу можно зафиксировать только специальными приборами. Как факт — свечение есть, но вот ВИДИМОГО ЧЕЛОВЕЧЕСКОМУ ГЛАЗУ — НЕТ!

Какие Люминофоры бывают?

Есть много видов люминофоров, но наиболее распостраненные это на основе алюминатов редкоземельных металлов, (которые мы производим и продаем!),а так же сульфатов и сульфидов цинка! Люминофоры на основе дешевых сульфатов и сульфидов цинка имеют неяркое свечение, хотя бывают такие, что ПЕРВЫЕ 5 МИНУТ! светят достаточно ярко,но светят очень недолго! Начинают разрушаться уже в первые месяцы от воздействия металлов и света солнца. Поэтому люминофоры бывают дешевыми и дорогими, как впрочем и любой товар!  Очень жаль, что люди приобретая недорогой и некачественный люминофор, потом разочаровываются в продукте, перестают развивать светящийся бизнес, и переубедить их потом в обратном очень сложно! Вы конечно же, можете подумать, что  мы расхваливаем свой товар с целью, чтобы Вы покупали только у нас! Мы торговая организация производящая люминофоры и конечно заинтересованы в том, чтобы продавать, но еще больше нам бы хотелось  сберечь ваши деньги и не подорвать доверия к продукту в целом! Обладая всей достоверной информацией, Вы сможете принимать решение о возможном БИЗНЕС- партнерстве на постоянной основе!

Чем отличаются Люминофоры?

1). Длительностью свечения 2). Яркостью первоначального свечения 3). Яркостью свечения после определенного времени (например 1 часа) 4).Составом (редкоземельные металлы, ZnS, алюминаты и т.п.) 5). Водостойкостью 6). Крупностью частиц 7). Однородностью частиц (зависит от качества оборудования и технологии) 8). Цветом свечения.   

Вы хотите получить люминофор, подходящий именно для Вашей конкретной задачи? Посмотрите наш «КАТАЛОГ ТОВАРОВ». Учтите, что помимо этих люминофоров, мы производим люминофоры «под заказ» — необходимой Вам крупности, с необходимыми параметрами (если таковые возможны в принципе,) с обработкой для использования в водных средах или без нее! Что Вам могут предложить те, у кого ассортимент люминофоров ограничивается 3-4 видами фотолюминофоров? Возможно, один из этих видов ,подойдет для решения Вашей задачи. Тогда Вам просто повезло! В остальных же случаях, Вам просто будут усиленно продавать то, что ЕСТЬ, а не то, что НАДО!

 

 

 

Люминофор. Обзор материала и вариантов применения

Это давно изученный и в то же время очень интересный материал, способный «впитывать» свет и отдавать его в темноте. Рассмотрим его особен… Просмотров: 43713

Люминофор — это специальное вещество, которое способно преобразовывать поглощаемую энергию в световое излучение. Все люминофоры разделяются на неорганические (большинство из которых относится к кристалл фосфорам) и органические. Люминофоры так же отличаются яркостью свечения, величиной частиц, водостойкостью.
Люминофоры способны накапливать на свету, а затем отдавать полученную энергию (в результате свечения) в темноте суток. На длительность свечения влияют только первые 40 минут зарядки, после чего люминофор перестает поглощать энергию.
Люминофор позволяет воплотить в жизнь самые интересные решения в области декоративной подсветки.  Купить люминофор можно у нас в интернет магазине.

На данный момент люминофор существует в виде:
порошка, для добавления к различным лакокрасочным материалам, в том числе на водной основе.

Крошки, которая сама по себе может применяться для декоративной подсветки, без смешивания.

флуоресцентной краски, представляющую собой краску с добавления люминофора.

флуоресцентных пигментов, смол, окрашенных флуоресцентными красителями. Тип смолы определяет свойства пигмента: для окраски различных пластмасс, лакокрасочных материалов на основе воды или сильных растворителей.

светящейся пленки, обладающей способностью накапливать свет

Фотобумаги, обладающей флуоресцентными свойствами.

флуоресцентных маркеров, для использования в наружной рекламе в сочетании с Led досками.

Положительной особенностью люминофора является возможность использования его без дополнительного оборудования и дополнительных технологий. Рассмотрим возможные варианты применения люминофора.

Смешать люминофор с лаком
Для начала, нужно придать люминофору нудный нам цвет. Для этого смешиваем его с флуоресцентным пигментом. Важно помнить. Что чем больше пигмента. Тем слабее будет свечение. Рекомендуется использовать соотношение 1/10 по отношению к люминофору
При смешивании люминофора с различными разновидностями лака в пропорции 1 часть лака 0,3 части порошка люминофора, мы получаем лак, обладающий люминесцентными свойствами.

1. Покраска металлической поверхности.
Если мы хотим покрасить металлическую поверхность, то мы берем акриловый лак и вводим в него люминофор в соотношении часть лака 0,3 части порошка люминофора.
Теперь, когда краска готова, ее можно наносить на поверхность. Для нанесения краски на металлическую поверхность можно использовать кисточку или валик, но, так как люминофор не растворяется в лаке, а находиться в взвешанном состоянии, для его равномерного нанесения лучше использовать краскопульт или аэрограф.
Подсветка дисков.
Для начала необходимо демонтировать диски и очистить их от грязи. Сделать это лучше водой и обезжиривателем.

После этого, покрываем диски грунтовкой, после чего можно приступить к покраске. Используя аэрограф наносим изготовленную нами смесь на диски в несколько слоев.
Последний этап – дополнительная лакировка дисков. Слой лака позволит в некоторой степени защитить слой люминофора.

После этого достаточно несколько минут подержать диски рядом с источником света для 8-12 часов свечения

По такой же схеме можно подсветить колпаки.

Подсветка велосипеда.
Технология та же. Используя кисточку, либо аэрограф, наносим смесь на предварительно очищенную поверхность велосипеда в несколько слоев.

Подсветка фар люминофором

Интересным вариантом является частичная покраска отражателя фары. Например по периметру! В этом случае после того как вы приехали домой или остановились около магазина и выключили фары, люминофорный рисунок в фаре будет ярко светиться.

Лестницы, ступеньки и т.д.

Подсветка более обширных металлических поверхностей требует большего количества материала, но технология нанесения покраски идентична.

1. Покраска деревянной поверхности.
Основное отличие покраски деревянной поверхности от металлической в подготовке поверхности к покраске. В первом случае, мы используем грунтовку и шкурку для создания ровной поверхности. Здесь все немного сложнее.
Метод предварительной подготовки поверхности к покраске зависит от состояния самой деревянной поверхности и состояния старого покрытия.
Самый простой вариант предварительной подготовки — это очистка щеткой или промывка водой и щеткой. Если лакокрасочная пленка отслаивается, старое покрытие следует удалить полностью. Процесс осуществляется механически (скобление, шлифовка, обработка щеткой или пескоструйной очисткой), или химически (средства для удаления краски). Если Вы столкнулись со сложным случаем, лучше полностью заменить поверхность. Кроме очистки, перед покраской важно оценить состояние самих конструкций.
Часто обрабатываемые поверхности требуют шлифовки.
Окраска не вызывает затруднений, если старое покрытие находится в хорошем состоянии. При этом достаточно удалить пыль и грязь щеткой до перекраски. Однако, если старое покрытие облезает, необходимо полностью его удалить.
Промывка окрашиваемой деревянной поверхности щелочным раствором поможет очистить окрашиваемую поверхность от жиров, масел и прочих загрязнений.
Старую краску с деревянной поверхности можно снимать, нагревая ее феном.
В качестве лака для смешивания применяются органические, либо алкидные мебельные лаки.
В последующем осуществляем покраску с помощью кисточки, либо краскопульта.
Для крупных поверхностей, возможно применение кисточки, с помощью которой, мы покрываем поверхность лаком в несколько слоев.

Для более сложных поверхностей. Лучше использовать краскопульт.

После окраски, желательно дополнительно покрыть поверхность дерева лаком для лучшей защиты.

2. Покраска бетона и стен
Обрабатываемая поверхность должна быть чистой и сухой. Если покраска проводится со свежими, сверхплотными бетонными поверхностями, то рекомендуется удалить цементное молочко путем травления разбавленной соляной кислотой.
Далее следует нанесения грунта. В большинстве случаев грунт не нужен. Поверхности бетона, или кирпича пронизаны большим количеством пор, благодаря чему, обеспечивается высокая адгезия. Если же поверхность имеет высокую плотность, наличие грунта рекомендуется.
В качестве лака для смешивания можно использовать:
полиуретановый лак для бетонных поверхностей
лак на основе перхлорвинилового сополимера и акриловых смол для бетонных поверхностей
эпоксидный лак для бетона.
На высохший грунт (если использовался), используя кисточку, валик, либо краскопульт, наносим смесь в несколько слоев.
Таким образом, можно красить как любые бетонные или кирпичные конструкции.

Так и любые другие с похожей плотностью

3. Покраска стекла.
Особенность этого вида покраски заключается в том, что дополнительно рекомендуется использовать камеру термической сушки с температурой 70 градусов по Цельсию.
Для начала, необходимо подготовить поверхность. Используя хлопчатобумажную ткань, смоченную в спирте, обезжириваем окрашиваемую поверхность.
После этого прогреваем изделие 5 минут в термокамере.
В качестве лака, для смешивания используем двухкомпонентный лак, на акриловой основе. Глянцевый. Термоустойчивый.
После смешивания лака и нагревания изделия, используя краскопульт, наносим смесь на поверхность изделия в несколько слоев.
После этого вновь помещаем изделие в камеру термической сушки на 5 минут

4. Нанесение краски на кожу.
Для театрализованных представлений, и просто для красоты можно наносить люминофор на поверхность кожи.
Для этого нужно смешать его с кремом для тела.

Смыть можно теплой водой с мылом.
Это совершенно безопасно. Но нужно исключить попадание материала в глаза и желудок.

Использование флуоресцентных маркеров.
Флуоресцентные маркеры производятся на водной основе. Благодаря своей структуре, их можно наносить на стекло, пластик, металл и множество других поверхностей. Они оставляют след, который светится в ультрафиолете.
С их помощью можно делать надписи на информационных и рекламных досках, различные объявления на вывесках, табличках и меню, оформлять декорации, наносить маркировку.
Днем такие надписи имеют яркий насыщенный оттенок. Ночью, взаимодействуя с ультрафиолетовой подсветкой, достигается эффект свечения.
Как правило, для использования маркеров для создания красочных вывесок используются Led доски, которые представляют собой доски со светодиодной подсветкой, на поверхность которых можно наносить информацию с помощью флуоресцентных маркеров.

Возможно также использование маркеров без Led досок, при наличии ультрафиолетового освещения.

Люминофор — это… Что такое Люминофор?

Люминофо́р (от лат. lumen — свет и др.-греч. φορός — несущий) — вещество, способное преобразовывать поглощаемую им энергию в световое излучение (люминесцировать).

Основные сведения

По химической природе люминофоры разделяются на неорганические, большинство из которых относится к кристаллофосфорам, и органические. Свечение неорганических люминофоров (кристаллофосфоров) обусловлено в большинстве случаев присутствием посторонних катионов, содержащихся в малых количествах (от 2 % до 0,0001 %).

Такие примеси (активаторы) обычно являются ионами металлов; например, свечение сульфида цинка активируется ионом меди. Неорганические люминофоры применяют в люминесцентных лампах, электронно-лучевых трубках, для изготовления рентгеновских экранов, служат индикаторами радиации и др. Органические люминофоры (люмогены) применяют для изготовления ярких флуоресцентных красок, люминесцирующих материалов, используют в чувствительном люминесцентном анализе в химии, биологии, медицине и криминалистике.

Разновидности

Существует несколько разновидностей люминофоров. Из них стоит выделить следующие:

1. Фотолюминофоры — разновидность люминофоров, которые обладают свойствами сохранения накопленной энергии при возбуждении, и её отдачи, с обладанием собственного послесвечения какой либо продолжительности после прекращения возбуждения в виде светового излучения в видимой, ультрафиолетовой или инфракрасной зоне.
2. Электролюминофоры
3. Катодолюминофоры
4. Рентгенолюминофоры
5. Радиолюминофоры

См. также

Примечания

Ссылки

Литература

• Жиров Н. Ф. Люминофоры. — М.: Гос. изд-во оборонной пром-ти, 1940. — 480 с.

ЛЮМИНОФОРЫ — это… Что такое 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.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988.

Люминофор — Википедия

Dieser Artikel befasst sich mit dem chemischen Element. Zu Leuchtstoffen в Bildschirmen siehe Leuchtstoff. Zu dem Album von Unheilig siehe Phosphor (Альбом).

Eigenschaften
Allgemein
Имя, Символ, Ordnungszahl	Люминофор, П, 15
Elementkategorie	Nichtmetalle
Gruppe, Период, Блок	15, 3, п.
Aussehen	белый-бежевый (W) dunkelrot (R) schwarz (S)
CAS-номер	7723-14-0 (гниль) 12185-10-3 (вайс)
EG-Nummer	231-115-6
ECHA-InfoCard	100.028,286
Massenanteil an der Erdhülle	0,09% [1]
Атомар [2]
Atommasse	30,973761998 (5) [3] u
Атомрадиус (беречнет)	100 (98) пп
Ковалентер Радиус	107 вечера
Ван-дер-Ваальс-Радиус	180 часов
Электроненконфигурация	[Ne] 3s 2 3p 3
1.Ionisierungsenergie	10,486686 (15) эВ [4] ≈ 1011,81 кДж / моль [5]
2. Ionisierungsenergie	19,76949 (4) эВ [4] ≈ 1907,47 кДж / моль [5]
3. Ionisierungsenergie	30,20264 (9) эВ [4] ≈ 2914,11 кДж / моль [5]
4. Ionisierungsenergie	51,44387 (12) эВ [4] ≈ 4963,58 кДж / моль [5]
5.Ionisierungsenergie	65,02511 (12) эВ [4] ≈ 6273,97 кДж / моль [5]
Physikalisch [2]
Aggregatzustand	фест
Modifikationen	6
Кристаллструктур	орторомбиш (шварц)
Дихте	weiß: 1,83 г / см 3 [6] rot: 2,0… 2,4 г / см 3 [7] schwarz: 2,69 г / см 3 [8]
Магнетизм	diamagnetisch (rot: Χ m = −1,9 · 10 −5 [9] schwarz: χ м {\ displaystyle \ chi _ {m}} = −2,9 · 10 −5 ) [9]
Schmelzpunkt	вес: 317,3 K (44,2 ° C)
Siedepunkt	вес: 553,2 K [10] (280 ° C)
Molares Volumen	17,02 · 10 −6 м 3 · моль −1
Verdampfungswärme	51,9 кДж / моль (P 4 ) [10]
Schmelzwärme	0,64 кДж · моль −1
Dampfdruck	rot: 3900 Па [7] weiß: 3300 [6] Па при 293 K
Spezifische Wärmekapazität	rot: 685,6 [1] Дж · кг −1 · K −1 при 298 K
Wärmeleitfähigkeit	0,236 Вт · м −1 · K −1
Chemisch [2]
Oxidationszustände	± 3, 4, 5
Elektronegativität	2,19 (Полинг-Скала)
Изотоп
Изотоп NH т 1/2 ZA ZE (МэВ) ZP 28 П {син.} 270,3 мс ε 14,332 28 Si 29 П {синхр.} 4,14 с ε 4 943 29 Si 30 П {синхр.} 2,49 мин. ε 4 232 30 Si 31 П 100 % Stabil 32 П {син.} 14,26 г β — 1,711 32 ю. 33 П {синхр.} 25,34 г β — 0,249 33 ю. 34 П {синхр.} 12,43 с β — 5 374 34 ю. 35 П {син.} 47,3 с β — 3 989 35 ю.
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
Sicherheitshinweise
MAK	Schweiz: 0,02 мг · м -3 (люминофор Weißer / Gelber, einatembarer Staub) [12]
Toxikologische Daten	Люминофор Weißer 3,03 мг · кг -1 (LD 50 , Ratte, перорально) [13] [14] 4,82 мг · кг -1 (LD 50 , Maus, перорально) [13] [14] 1,4 мг · кг -1 (LD Lo , Mensch, пероральный) [14] [15] 4,6–22 мг · кг −1 (LD Lo , Mensch, устный, Frau) [14] [16] [17]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Люминофор (von altgriechisch φωσφόρος phōsphóros, deutsch ‚lichttragend ‘, vom Leuchten des weißen Phosphors bei der Reaktion mit Sauerstoff) и ist ein dermychisch‚. Hauptgruppe, bzw. 15. IUPAC-Gruppe или Stickstoffgruppe.

Phosphor kommt in mehreren, sich stark voneinander unterscheidenden Modifikationen vor.Der aus P ₄ -Molekülen aufgebaute weiße Phosphor ist von allen die am einfachsten herzustellende, jedoch thermodynamisch nicht die stabilste Modifikation und zudem giftig und leicht entflammbar.

Phosphorverbindungen sind für all Lebewesen essenziell und bei Aufbau und Funktion der Organismen in zentralen Bereichen beteiligt, wie der DNA und der zellulären Energieversorgung (ADP / ATP). Die biogeochemische Umsetzung von Phosphor erfolgt im Rahmen des Phosphorkreislaufs.

Phosphor wurde 1669 von Hennig Brand, einem deutschen Apotheker und Alchemisten, entdeckt, als er — auf der Suche nach dem «Stein der Weisen» — Urin bis zur Trocknung eindampfte. ^[18] Als Brand den trockenen Urin − Rückstand, der — wie heute bekannt — auch Phosphate (Salze der Phosphorsäure) enthält, unter Luftabschluss — также в Abwesenheit eines Oxidationsmittels — glühte, Entstand durch durch Organischen Verbindungen als Reduktionsmittel weißer Phosphor, der im Dunkeln aufgrund seiner Chemolumineszenz leuchtete.

Obwohl Phosphor zu dieser Zeit noch keine Verwendung außer als Nachtlampe fand, wurde er mit Gold aufgewogen. Hennig Brand wurde durch diese Entdeckung trotzdem nicht reich und verkaufte das Herstellungsrezept an den Alchemisten Johann Daniel Kraft, der wiederum damit ein Vermögen machte. Er manifestrierte die Herstellung von Phosphor 1677 vor Robert Boyle. Bemerkenswert ist, dass Hennig Brand seinen Phosphorus в Ганновере auch dem Wissenschaftler und Philosophen Gottfried Wilhelm Leibniz vorstellte, der aus Begeisterung über den geheimnisvollen Lichtträger «Phosphorus Mirabilis» ein Gedich.

Weißer Phosphor wurde anfangs auf Grund seiner faszinierenden Eigenschaft — der Chemolumineszenz — als Heilmittel verwendet. Später erhielt er eine wichtige Bedeutung bei der Streichholzherstellung. Da weißer Phosphor hochgiftig ist, kam es jedoch of zu schweren Vergiftungen bei Arbeitern, die mit ihm in Berührung kamen. Die Phosphordämpfe drangen vorwiegend über schadhafte Zähne in den Körper ein und führten zur Phosphornekrose besonders des Kiefers. Der Phosphorkiefer, englisch phossy jaw , war eine der ersten Berufskrankheiten, die als solche diagnostiziert wurde. ^[19]

Weißer Phosphor spielte in der Militärgeschichte als Waffe eine Rolle. Er wurde als Füllmaterial von Brandbomben, den sogenannten Phosphorbomben, verwendet. So setzte die britische Luftwaffe im Zweiten Weltkrieg ein Gemisch aus weißem Phosphor und Kautschuk ein. Durch den Kautschuk klebt die zähflüssige Masse und lässt sich deshalb schlecht abstreifen. Sie verursachte auf der Haut schlecht heilende Wunden.

Schon früh entdeckten Chemiker, dass weißer Phosphor, der Licht ausgesetzt war, rot wurde, auch im Vakuum. ^[20] Jöns Jakob Berzelius vermutete, dass dies eine Modifikation des weißen Phosphors war, nachgewiesen wurde das erst 1847 от Антона Шреттера фон Кристелли (Anton Schrötter) в Вене, der die Substanz isolteierte und analysteierte. ^{[21] [22]} Violetten Phosphor entdeckte 1865 Johann Wilhelm Hittorf. ^[23] und die Hochdruckvariante schwarzer Phosphor Percy Williams Bridgman 1914. ^[24]

Phosphor findet seinen Ursprung in Neutrinoquellen des Kosmos, das sind Supernovae.In deren Zentrum hatte zuvor Wasserstoff zu Helium, dieses zu Kohlenstoff und Sauerstoff und diese zu Silizium, Phosphor und Schwefel und schließlich zu Eisen, Kobalt und Nickel fusioniert, был endlich innerhalb von Millisekunden zum kollapste des. ^[25] Allerdings bleibt die nachgewiesene Phosphormenge unserer Galaxis hinter den Berechnungen zurück. ^[26]

Auf der Erde, insbesondere der Erdkruste, kommt Phosphor ausschließlich in gebundener Form, das heißt nicht gediegen, meist in Form der Phosphate vor (Gehalt in der Erdkruste: ~ 0,09% ^[27] , etwa Тонна).Typische Mineralien sind etwa die Apatite Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ (F, Cl, OH). Besonders der Fluorapatit und der mit Calciumcarbonat durchsetzte Phosphorit stellen ökonomisch die wichtigsten Phosphate dar. Darüber hinaus gibt es weitere phosphorhaltige Mineralien, wie beispielsweise den Wavellit Al ₃ (PO ₄ ) (F, OH) · 5 H ₂ O, den Vivianit Fe ₃ (PO _{4 902 902) · 8 H 2 O und den Türkis CuAl 6 [(PO 4 ) (OH 2 )] 4 · 4 H 2 O.}

Die größten Vorkommen an Phosphat-Mineralien нашел человека в Африке, в Китае и в США (Флорида). Vier Länder besitzen rund 80% an den weltweiten Phosphatgestein-Reserven, die mit derzeitiger Technologie wirtschaftlich abbaubar sind: Marokko (zusammen mit Westsahara 36,5%), Китай (23,7%), Jordanien und Südafrika ( %). Die kontinentalen Vorkommen reichen nur noch für wenige Jahrzehnte; Schätzungen aus den 2000er Jahren varieren zwischen 50 (2008) ^[28] и 130 Jahren (2006). ^[29] Infolge neu gefundener Lagerstätten hauptsächlich в Нордафрика и Ирак geht eine Schätzung der Bundesregierung von 2012 jedoch davon aus, dass keine Verknappung unmittelbar bevorsteht und die bisher eträkannah jedoch, bevorsteht und die bisher eträkannah. ^[30] Weiterhin existieren große Vorkommen unter Wasser, die momentan aber nicht ökonomisch abgebaut werden können. ^[31]

Außer in Mineralien kommt Phosphor auch в Ablagerungen von Vogelkot von Meeresvögeln, dem sogenannten Guano (энталь 7–8%, содержание до 60% хилезальпетера и максимальное содержание фосфата 40%) ^[32] vor.Dieser findet sich vorwiegend auf einigen Inseln im Pazifischen Ozean, wie Nauru oder Kiribati und in Südamerika (Перу / Чили). Auf Nauru gehen die Phosphor-Vorräte seit Mitte der 1970er Jahre kontinuierlich zurück und sind mittlerweile fast völlig erschöpft.

Ebenso enthält Klärschlamm große Mengen an Phosphaten. Durch Urban Mining kann die Phosphorsäure aus dem Klärschlamm zurückgewonnen werden. ^[33]

Von den weltweit jährlich geförderten etwa 180 Millionen Tonnen (Stand 2010) an Rohphosphaten werden etwa 90% zur Herstellung von Düngemitteln verwendet.Фосфор канн в Düngemitteln durch keinen anderen Stoff ersetzt werden. ^[34]

Phosphor hat auch in der organischen Welt (als gebundenes oder partikulär gebundendes organisches Phosphat in Organismen und im Detritus ^[35] ) eine wichtige Bedeutung und kommt in verschiedensten Bereichen der Fauna 902: und Flora PO ₄ ) ₃ OH, der einer der Hauptbestandteile der Gerüstsubstanz ist, die in Knochen und Zähnen vorkommt.Weiterhin spielen Phosphorverbindungen als Bestandteile der Nukleinsäuren и Bestandteil des Energieträgers ATP eine wichtige Rolle in lebenden Organismen.

Phosphor entsteht in massereichen Sternen beim Sauerstoffbrennen aus Sauerstoff bei Temperaturen über 1,5 · 10 ⁹ Kelvin und Dichten von mindestens 10 ¹⁰ кг / м ³ .

Es wird postuliert, dass der für frühe Lebewesen verwertbare Phosphor erst durch Meteorite verfügbar war, die während des Hadaikums auf die Erde gelangten. ^[36] Das bereits auf der Erde vorkommende Phosphat ist reaktionsträge und schwer löslich und wäre daher für die ersten Lebewesen nur beginzt nutzbar gewesen. Dagegen reagieren die von den Meteoriten mitgebrachten Schreibersite mit Wasser zu reduzierten Phosphiden. Diese wären für eine präbiotische Synthese phosphorylierter Biomoleküle (wie Ribonukleinsäure) правдоподобный Ausgangsstoffe.

Prozessschema der elektrochemischen Phosphorherstellung

Gewonnen wird Phosphor aus Phosphatmineralien wie Phosphorit oder Apatit, in dem diese in einem elektrischen Schmelz-Reduktionsofen zusammen mit Quarzkies auf 1500 ° C erhitzt und so zu weißem Phosphor umgesetzt werden.Der Ofen ist als geschlossener Niederschachtofen ausgeführt, die Wärme wird über Söderberg-Elektroden zugeführt. ^[37]

Die in der Elektrode enthaltene Kohlenstoffmasse wirkt dabei als Reduktionsmittel und das Siliciumdioxid des Quarzes dient als Schlackenbildner. Der beim Prozess gasförmig anfallende Phosphor wird kondensiert und unter Wasser gesammelt.

1542 К J + С 3 ( п О 4 ) 2 + 3 S я О 2 + 5 С ⟶ {\ displaystyle \ mathrm {1542 \ кДж + \ Ca_ {3} (PO_ {4}) _ {2} +3 \ SiO_ {2} +5 \ C \ longrightarrow}} 3 С S я О 3 + 5 С О + п 2 {\ Displaystyle \ mathrm {3 \ CaSiO_ {3} +5 \ CO + \ P_ {2}}}

Nach der Pleite von Thermphos, dem letzten europäischen Hersteller, basiert die Versorgung mit weißem Phosphor fast ausschließlich auf der Firma Kazphosphate, die ein Werk в Tschimkent betreibt.Weitere Hersteller sind Monsanto mit einem Werk в Сода-Спрингс (Айдахо) ^[38] sowie verschiedene chinesische Firmen. ^[39]

Die vier Modifikationen von Phosphor

Phosphor tritt in vier allotropen Modifikationen als weißer, roter, schwarzer und violetter Phosphor auf. Jeder dieser Grundtypen bildet verschiedene Kristallstrukturen. Dadurch kommt es zu sehr großen Unterschieden in Physikalischen Eigenschaften und Reaktivität. ^[40]

Da die anderen Modifikationen schwer direkt zu gewinnen sind, wird zunächst immer weißer Phosphor produziert und dieser dann in andere Modifikationen umgewandelt.Diese können durch hohen Druck und hohe Temperatur ineinander überführt werden. Der schwarze Phosphor ist bei Raumtemperatur die eigentlich stabile Modifikation, умирает и вызывает аллергические реакции на Grund der geringen Umwandlungsgeschwindigkeit metastabil. Weißer Phosphor kann im Labor durch Erhitzung von rotem Phosphor unter Ausschluss von Sauerstoff hergestellt werden. Umgekehrt kann roter Phosphor auch durch mehrstündiges Erhitzen von weißem Phosphor auf etwa 180–350 ° C erzeugt werden. ^[41]

Gasförmiger Zustand [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

Im Phosphordampf überwiegen unterhalb von 1200 ° C P ₄ -Tetraeder als kleinste molkulare Einheiten.

Struktur von P4 im gasförmigen Zustand, bestimmt durch Gas-Elektronenbeugung

Der P-P-Abstand in den tetraedrischen P ₄ -Molekülen beträgt r _g = 2,1994 (3) Å, der P-P-P-Winkel 60 °. ^[42] Die Struktur wurde mit Gas-Elektronenbeugung bestimmt.

Der Dissoziationgrad Beträgt bei 800 ° C ~ 1%. Zwischen 1200 и 2000 ° C überwiegen P ₂ -Moleküle mit stickstoffanaloger Valenzelektronenstruktur, oberhalb von 2000 ° C dissoziieren diese mit steigenden Temperaturen schließlich langsam zu atomarem Phosphor. ^[43]

Weißer Phosphor [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

Weißer Phosphor mit gelber Schnittfläche unter Wasser Struktur von weißem Phosphor Lumineszenz von weißem Phosphor

Weißer Phosphor ist die flüchtigste und reaktivste Modifikation des Phosphors. Er hat eine Dichte von 1,82 g / cm ³ , einen Schmelzpunkt von 44,25 ° C и einen Siedepunkt von 280 ° C und ist durchscheinend und wachsartig. Verunreinigt wird der weiße Phosphor auch als gelber Phosphor bezeichnet ^[44] .Der kubische weiße Phosphor ist in Phosphortrichlorid und Kohlenstoffdisulfid CS ₂ sehr leicht löslich; 100 г Kohlenstoffdisulfid lösen mehr als 1 кг люминофора. В Tetrachlorkohlenstoff бензол или эфир представляет собой Phosphor schwach löslich. In Wasser ist er praktisch unlöslich.

Bei −76,9 ° C geht die kubische Form (α-Form) в eine hexagonale Form (β-Form) über (Rotation der freien Außenelektronen «eingefroren»). В форме jeder (α-, β-, по Lösung) bildet weißer Phosphor P ₄ -Tetraeder mit einem Bindungswinkel von 60 °.

In fein verteiltem Zustand entzündet sich weißer Phosphor an der Luft von selbst, ab etwa 50 ° C entzünden sich auch kompakte Stücke und verbrennen zu Phosphor (V) -oxid. Daher muss weißer Phosphor unter Wasser aufbewahrt werden. Brennender Phosphor darf nicht mit Wasser gelöscht werden, da die Gefahr besteht, dass der Phosphorstaub in feine Ritzen gespült wird und sich nach Verdunstung des Wassers wieder selbst entzündet. Brennender Phosphor wird am besten mit Sand gelöscht.

п 4 + 3 О 2 ⟶ п 4 О 6 {\ displaystyle \ mathrm {P_ {4} +3 \ O_ {2} \ longrightarrow P_ {4} O_ {6}}}

п

.

фосфор / фосфор — Gitter

[Атан Рейнс, Quansight] Да, хотя, возможно, не очевидно. Как упоминал Крис, поразрядные операторы определены для 32-битных целых чисел, поэтому JS с самого начала имел некоторое представление о 32-битных целых числах.

Благодаря работе Mozilla над asm.js , предшественником WebAssembly, они смогли привлечь поставщиков с помощью подсказок компилятора (например, var x = 5 | 0 для обозначения 32-битного целого числа со знаком, var x = 5 >>> 0 для обозначения 32-битного целого числа без знака, а Math.fround для обозначения 32-битного числа с плавающей запятой), чтобы компиляторы могли оптимизировать для определенных числовых типов данных.

В ES2015 / ES6 представления типизированного массива обеспечивают поддержку других типов числовых данных, таких как i32 , i16 , i8 и т. Д., А теперь с BigInt у нас есть BigInt64Array и BigInt864Array. , Представления типизированного массива предоставляют большую часть оборудования, необходимого для непосредственной работы с битами.

Что касается BigInt , присвоение названия этому конкретному типу было предметом долгих споров на уровне стандартов.Реальность такова, что он ближе к целым числам произвольного размера Python. В дополнение к «большим» int, вы также можете создавать «маленькие» int, такие как int8 и unt8 , int32 и uint32 и т. Д. (Которые также могут быть созданы с помощью представлений типизированных массивов в этом отношении) ,

Как упоминал Крис, целые числа BigInt «упакованы» в том смысле, что числовые значения идут с оболочками Object , поэтому выполнение операций может быть немного дороже из-за косвенного обращения.Однако современные компиляторы JS творит чудеса. Пока значения используются последовательно, внутренне компиляторы могут выбрать оптимистичную «распаковку», что обсуждалось поставщиками, в частности, для обычного варианта использования i64 и u64 . Короче говоря, если вы используете BigInt для создания значений i64 и u64 , вы можете быть уверены, что современные компиляторы JS, если не сейчас, сделают определенные допущения, чтобы снизить производительность.

Я думаю, что в более широком контексте этого обсуждения все это относится к идентификаторам переменной длины и желанию оптимизировать пространство для хранения. У меня нет простого ответа на этот вопрос, кроме предложения по умолчанию использовать канонические числовые типы JS (как явные, так и неявные), которые современные компиляторы JS могут оптимизировать (и большинство из них, по сути, уже делают). И, кроме того, пока кто-то остается в представлениях типизированных массивов (ArrayBuffers) как можно дольше, производительность будет выше.Но, как всегда, из-за различий в поставках, пробег будет отличаться, и, IMO, даже там, где производительность может отставать, не стоит терять сон.

,

No related posts.