Светящиеся краски: виды, применение, изготовление своими руками. Большая энциклопедия нефти и газа

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 , Хемилюминесценция).
Неорганические люминофоры (). Их свечение м.б. обусловлено как св-вами в-ва основы, так и наличием примесей - , к-рые образуют в осн. в-ве центры свечения, соактиватора и . обычно составляет 10 -1 -10 -3 %. Существуют самоактивир. люминофоры, не содержащие , напр. CaWO 4 . Л юминофоры обозначают ф-лой основы с указанием и , часто соактиватора, напр. ZnS: Ag, Ni; в-во после знака ":" - , соактиватор или . Большинство неорг. люминофоров имеет кристаллич. структуру и относятся к . Требования к люминофорам - яркость и цвет свечения, длительность послесвечения, и др. - определяются параметрами устройств, в к-рых их применяют. Л юминофоры 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 . В лампах для общего освещения используют галофосфат Са -3[Са 3 (РО 4) 2 ] . Са(Сl, F) 2: Sb, Mn, в лампах высокого с исправленной цветопередачей - смеси на основе и , 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 люминофором составляет 85 Лм/Вт, ламп со смесями - от 50 до 60 Лм/Вт. Созданы лампы "нового поколения" с люминофорами на основе РЗЭ ( , и др.), сочетающие высокую светоотдачу (~ 95 Лм/Вт) с высоким качеством цветопередачи. Фотолюминофоры применяют для исправления цветности ламп высокого , ламп, излучающих в УФ области, и т.д. (см. табл.). Катодолюминофоры возбуждаются пучком ; используются в экранах кинескопов, в , электроннолучевых и радиолокац. установках. В кинескопах цветного изображения применяют люминофоры 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 люминофоров и зависит от соотношения их яркостей. Для получения хорошей цветопередачи цвет свечения исходных люминофоров должен быть по возможности более насыщенным, для чего поверхность "синего" люминофора пигментируют СоАl 2 О 4 , а "красного" - Fe 2 O 3 .

* При напряжении 6 кВ. ** При напряжении 14 кВ. *** При напряжении 12 кВ.

Покрытие кинескопов черно-белого изображения состоит из смеси люминофоров, имеющих синий и желто-зеленый (l макс 560 нм) цвет свечения, обеспечивающих в целом белый свет свечения кинескопа. Для повышения контрастности используют пигментирование "синего" люминофора . 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 люминофоры, обладающие голубым, зеленым, желтым, оранжевым и красным цветом свечения. Рентгенолюминофоры возбуждаются рентгеновскими лучами; применяются при рентгенологич. обследованиях человека и в пром. . Люминофоры CaWO 4 нашел применение в мед. экранах, пром. с использованием малосeребряных материалов и при высоких напряжениях. В разл. типах мед. рентгенологич. экранов применяют также BaSO 4: Pb; (Sr,Ba)SO 4: Eu; BaF,Cl: Eu; Ba 3 (PO 4) 2: Eu; LaOBr: Tb,Yb; ZnS: Ag; ZnS . CdS: Ag; CsI: Tl. Радиолюминофоры возбуждаются радиоактивным излучением; применяются для и . При обычно используют св-во нек-рых люминофоров высвечивать при повышении т-ры энергию, запасенную при возбуждении. Для g - и рентгеновского излучения применяют LiF: Mg,Ti и MgB 4 O 7: Dy, для быстрых - CaS: Na, Bi, Zn; для a -радиометрии - ZnS: Ag. Среди неорг. люминофоров большое практич. применение находят также люминесцирующие стекла. Их получают при варке стекла, добавляя в шихту , чаще РЗЭ или . Стекла обладают хорошей оптич. прозрачностью и могут применяться в качестве , а также визуализаторов изображения.
Органические люминофоры (люминоры, органолюминофоры). Их свечение обусловлено хим. строением орг. соед. и сохраняется в разл. . По хим. строению различают след. орг. люминофоры: ароматич. или их производные (полифенильные , с конденсированными ароматич. ядрами или арилэтиленовой и арилацетиленовой группировками), 5- и 6-членные гетероциклы и их производные, соед. с карбонильными группами; к орг. люминофорам относят также комплексы с орг. . Орг. фотолюминофоры применяют в качестве флуоресцентных , свечение к-рых вызывается УФ и коротковолновым видимым излучением. представляют собой твердые р-ры орг. люминофоров или их смесей с в разл. смолах (чаще всего в составе карбамид-и меламиноформальдегилных смол, модифицированных одно- и или арилсульфамидами). Для получения желтого цвета используют обычно 3-метоксибензантрон, голубого - арилэтиленовые замещенные 2,5-диарилоксазолов, оранжевого - смесь 3-метоксибензантрона с С и 6Ж. Нек-рые орг. люминофоры применяют для окрашивания и синтетич. волокон, оптич. отбеливания , натуральных и искусств. волокон и разл. покрытий. Так, для окрашивания применяют С (красный цвет), 2,2"-дигидрокси-1,1"-нафтальазин (желтый), смесь 2,2"-дигидрокси-1,1"-нафтальазина с (зеленый), производные пиримидинантрона (красно-оранжевый), для окрашивания в оранжево-красные окраски - нафтоиленбензилимидазолы и его замещенные. При оптич. отбеливании люминофоры, 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 и желтых лучей, отраженных отбеливаемым материалом, вызывает ощущение белизны. При оптич. отбеливании используют производные ,

В физике свечение люминесценции определяется как излуче-ние, избыточное над тепловым излучением тела.

Длительность лю-минесцентного свечения значительно превышает период колебаний световой электромагнитной волны. Вещества, способные генерировать свечение люминесценции («холодный свет»), называют люминофорами. Свечение люминофоров возникает без наг-рева, длительность отличает люминесценцию от других видов хо-лодного излучения (отражение и рассеяние света, свечение Вавилова-Черенкова и др. )

В техническом применении люминесценцию разделяют на два типа: фосфорес-ценцию и флуоресценцию.

Первый вид представляет собой длительное "послесвечение", второй - свечение непосредственно при возбуждении. Резкой гра-ницы между ними нет; так, экран телевизора ярко светится при воз-действии на него электронного луча (флуоресценция) и слабо све-рится еще некоторое время после выключения телевизора (фосфо-ресценция); в абсолютной темноте человеческий глаз способен заметить фосфоресценцию «телевизионного» люминофора через нес-колько часов после выключения.

В физике виды люминесценции различают по способу возбуж-дения люминофора, то есть того вещества, которое мы хотим заставить светиться.

Катодолюминесценция: люминофор возбуждается под действием ударов электронов, сформированных в пучок. Используется она в осциллографических и радиолокационных трубках. Под воздействием управляемого электронного луча светятся экраны наших телевизоров и компьютерных мониторов. Эти же люминофоры реагируют на воздействие «бета-излучение», то есть на электроны, испускаемые радиоактивными веществами при бета-распаде ядер. Люминофоры, чувствительные к электронным ударам, обычно светятся также и под действием альфа-частиц. Следовательно, явление катодолюминесценции может использоваться в технических устройствах для обнаружения ядерных излучений (радиолюминесценция).

Рентгенолюминесценция и Радиолюминесценция. Уже сравнительно давно выпускаются не требующие внешнего питания автономные люминесцентные светильники. Они сделаны в виде запаянных отрезков стеклянных трубок, внутренняя поверхность которых покрыта радиолюминофором , а сама трубка заполнена радиоактивным изотопом водорода - тритием. Тритий испускает электроны с энергией примерно в 5000 электронвольт, которые очень быстро поглощаются воздухом. Поэтому тритиевые светознаки относительно безопасны (пока не нарушена герметичность трубки), а служить могут свыше 10 лет.

Фотолюминесценция. В данном случае люминофор возбуждается:

а) видимым (дневным) светом (наблюдается самостоятельное длительное послесвечение в условиях отсутствия любого излучения, т.е. в условиях темноты),

б) ультрафиолетовым (УФ) светом (флуоресценция - постоянное свечение в видимом диапазоне наблюдается, пока действует источник ультрафиолетового света),

в) инфракрасным (ИК) излучением (фотолюминесцентное свечение в видимом диапазоне наблюдается пока действует источник инфракрасного излучения - например светодиода от дистанционного телевизионного пульта). Одно из технических применений этого эффекта известно всем - это люминесцентные лампы дневного света. Фотолюминесценция при ИК-излучении составляет физическую основу приборов ночного видения, систем для защиты ценных бумаг, а также индикаторов ИК, УФ и рентгеновского излучения.

Электролюминесценция: люминофор возбуждается под дей-ствием постоянного и переменного электрического поля (электролюминесцентные конденсаторы и панели, индикаторы электрическо-го поля). Очень близко по физической сути к явлению электролю-минесценции примыкает излучение светодиодов, так называемая инжекционная электролюминесценция. Светодиоды - полупроводни-ковые точечные источники света, используемые в цифровых инди-каторах и устройствах для воспроизведения изображения. Они дают довольно яркое свечение в красной и зеленой областях спектра.

Другие. Существует еще целый ряд специфических видов люминесценции: хеми-трибо-кандо (пламя), ионо, термолюминесценция. Их физическая сущность ясна из названий. Не опи-сывая их подробно (это сделано в «Физико-энциклопедическом словаре» и подробно - в «Физической энциклопедии» ), отметим лишь, что многие виды люминесценции уси-ливаются при воздействии электрического поля.

Во многих слу-чаях интенсивность люминесценции повышается при применении комбинированных способов возбуждения, как, например, в слу-чае радиотермолюминесценции и электролюминесценции. А инфракрасное излучение (ИК) в момент светоотдачи фотолюминофоров способно значительно повысить затухание их послесвечения.

Биолюминесценция получила свое название не по виду возбуждения, а по самим светящимся объектам. Биолюминесценция - это свечение биологических объектов: светляч-ков, растений и т.д.. Во многих случаях это свечение бактерий. Некоторые типы бактерий светятся за счет хемилюминесценции (в результате естественных процессов окисления); отдельные классы обладают своего рода фотолюминесценцией, при-чем каждый класс характеризуется собственным спектром излуча-емого света, по которому их можно определить.

На этом свой-стве основаны, например, способ и устройство для обнаружения бактерий в атмосфере при облучении ультрафиолетовым светом.

Очень характерно также для практических приложений биолюминесценции изобретение по а.с. № 559695 «Способ диагностики инфекционного гепатита путем исследования сыворотки крови, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени исследования, сыворотку крови облучают светом с длиной вол-н 306-315 нм (УФ-диапазон), и регистрируют люминесценцию в области длин волн 320-600 нм (видимый диапазон), и по положению длинноволнового максимума в интервале 485-605 нм устанавливают наличие патологии» (БИ, 1977, № 20). Очевидно, при патологических изменениях в сыворотке крови образуются какие-то микробы (вирусы), излучающие свет с определенной длиной волны; этот факт и использован для и экспресс-анализа.

В технике и лакокрасочной промышленности в основном применяются синтетические (неорганические) люминофоры - синтезированные лабораторным путем вещества, свойства которых наиболее удовлетворяют каким-либо техничес-ким функциям.

Например, для синтеза некоторых видов фотолюминофоров применяются галофосфаты, активированные сурьмой и марганцем . Атомы этих элементов, внедренные в кристаллическую решетку галофосфатов, образуют так называемые люминесцентные центры. Поглощение и излучение энергии, то есть возбуждение и последующее высвечивание связаны с электронными переходами в пределах люминесцентного центра. Соответственно, изменение цвета свечения таких характеристических люмино-форов можно получить, варьируя вид и количество активатора.

Поскольку при возбуждении люминесценции электронами, рентгеновским излучением, альфа-излучением энергия в основном поглощается кристаллической решеткой, то для соот-ветствующих устройств синтезируются такие люминофоры, кристал-лическая решетка которых обладает свойством передавать погло-щенную энергию к люминесцентному центру (рекомбинационные люминофоры). Как правило, в качестве таких люминофоров использу-ются халькогениды металлов второй группы менделеевской табли-цы (халькогениды - химические соединения, имеющие в составе молекулы атомы серы, селена или теллура ).

Например, основу телевизионных лю-минофоров составляют соединения типа сернистого кадмия и сернистого цинка с соответствующими добавками . Этот же тип люминофоров используется и в электролюминесцентных панелях. Цинкосульфидные люминофоры, активированные кобальтом и медью , обла-дают длительным послесвечением (фосфоресценцией), применяются они в различных сигнальных устройствах, указателях, на шкалах приборов и на экранах запоминающих трубок. В светодиодах в основном используются фосфид и арсенид галлия, активированные селеном, теллуром, цинком, кадмием и др.

Особый класс образуют цинкосульфидные и цинк-кадмий-сульфидные люминофоры, активированные серебром . Эти люминофоры в сме-си с прозрачными лаками служат основой люминесцентных самосве-тящихся красок, в последнее время они почти целиком вытеснили недостаточно устойчивые флуоресцентные органические красители типа родамина.

Весьма важны для практических целей антистоксовские лю-минофоры , состоящие из фторидов и окси-хлоридов редкоземельных элементов, активированных ионами эрбия и иттербия. Эти люминофо-ры способны преобразовывать невидимое глазом инфракрасное излучение в видимое разных цветов, например, в зе-леное, красное, голубое и даже близкое ультрафиолетовое излуче-ние. При большой плотности инфракрасного излучения энергети-ческая эффективность преобразования может достигать 90%. Антистоксовские люминофоры составляют основу устройств, предназначенных для визуали-зации инфракрасного излучения, в том числе для визуализации излучения лазеров, работающих в ближней инфракрасной области.

Конечно, запомнить все классы люминофоров вместе с их характерными функциями практически невозможно. Но для этого есть справочники. При анализе задачи важно сформулировать идеальную функцию.

На основании вышеизложенного можно выделить три основных направления практического использования явления люминесценции и люминофоров различного вида.

1. Люминесцентные источники света (например люминесцентные лампы, светодиоды).

2. Индикация различного рода излучений (жидкокристаллические экраны и кинескопы, регистрирующие экраны и т.д.).

3. Использование люминесцирующих добавок для обнаружения различного рода неоднородностей, прежде всего, дефектов типа утечек, методы неразрушающего контроля в металлургии и т.п.

4. Изготовление фотолюминесцентных элементов безопасности (ФЭС).

5. Производство фотолюминесцентных декоративных красящих составов и композиций.

Рассмотрим задачу. Требуется контролировать герметичность сварных изделий. Для определенности допустим, что речь идет о сварке баков, в которых потом будет находиться горячий ядовитый газ. Такие емкости широко применяются в современной химической технологии. Существует множество способов проверки качества швов. Как правило, все они связаны с опрессовкой готовых изде-лий и тем или иным способом визуализации имеющихся дефектов сварки.

Не разбирая их подробно, введем ограничение: контроль герметичности нужен непосредственно в процессе сварки. Достоинства такого способа очевидны, поскольку дефект может быть исправлен сразу же по ходу сварки. Будем считать, что нам уже известна сущность изобретения по а.с. № 277805г. «Способ обнаружения неплотностей в холодиль-ных агрегатах, заполненных фреоном и маслом, преимущественно домашних холодильниках, отличающийся тем, что, с целью повыше-ния точности определения мест утечек, в агрегат вместе с мас-лом вводят УФ-люминофор (флуоресцент), освещают агрегат в полузатененном помещении ультрафиолетовыми лучами и определяют место утечек по свечению люминофора в просачивающемся через неплотности масле» (БИ, 1970, № 25).

Изобретение довольно старое и хорошо известное. Попробуем перенести его идею на решение разбираемой задачи. Технические трудности очевидны: шов еще целиком не заварен, поэтому ни о какой опрессовке и речи быть не может.

Контрольный ответ по этой задаче: а.с. № 331271 «Спо-соб контроля герметичности сварных изделий с помощью люмино-фора, при котором на изделие направляют ультрафиолетовые лучи и судят о герметичности по свечению люминофора, отличающихся тем, что с целью повышения производительности путем осуществле-ния контроля непосредственно в процессе сварки, люминофорную суспензию наносят на внутреннюю поверхность свариваемых дета-лей перед сваркой, а в качестве источника ультрафиолетовых лучей используют сварочную дугу».

Идея люминесцирующих добавок позволила улучшить и тра-диционные виды дефектоскопии.

Так, известен способ определения повреждений поверхности (в виде микротрещин) при помощи флу-оресцентного магнитного порошка; порошок концентрируется около краев трещины и после облучения ультрафиолетовым излучением «высвечивает» местонахождение трещины. Та же идея лежит в основе изобретения способа неразрушающего обнаружения дефектов и трещин на поверхности образца путем выявления агломератов частиц, состоящих из органического флуоресцирующего вещества и магнитного порошка.

В заключение этого раздела приведем несколько примеров, иллюстрирующих техническое применение различных видов люми-несценции.

Радиационный дозиметр , который содержит порошок из мате-риала, обладающего термолюминесцентными свойствами, укреплен-ный на основании из графита или другого материала, способного нагреваться (т.е. поглощать энергию) под действием излучения в диапазоне радиочастот.

В а.с. № 459802 предлагается запоминающий элемент , обеспечивающий оптическое считывание ин-формации. Элемент состоит из слоев проводника (электрода), полупроводника, диэлектрика с остаточной поляризацией (электрета) и слоя электролюминофора, покрытого вторым полупрозрачным электродом. Электрический сигнал, приходящий на элемент, вызывает изменение в полупроводнике, которые, в свою очередь, изменяют поляризацию в диэлектрике. Соответствующие изменения электрического поля визуализируются люминофором.

Интересно также а.с.№636513 « Способ определения интен-сивности собственного свечения воздуха, обусловленного хемилюминесценцией веществ, входящих в его состав, отличающийся тем, что, с целью определения токсичности загрязненного воз-духа, регистрируют спектр свечения в области, где хемилюминесценция обуславливается токсичными веществами, входящими в его состав» (БИ, 1978, № 45) .

Эффект электролюминесценции как эффект индикации напряженнос-ти переменного электрического поля использован при разработке принципиально новой конструкции вольтметра для измерения высоких напряжений. Сильная зависимость яркости свечения электролюминофоров (сульфид цинка, активированный медью) от приложенного напряже-ния обеспечивает весьма высокую чувствительность прибора, а ста-бильность характеристик люминофора - рекордную точность измерения (около 0,1 %) даже на верхних пределах измерения.

«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.

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.

Люминофоры - современные абсолютно безопасные и нетоксичные аналоги фосфора. На основе редкоземельных металлов, они позволяют создавать эффекты "послесвечения" (фосфоресцирования - послесвечения в темноте без дополнительных источников энергии).

Все наши люминофоры самого высокого качества последнего поколения, производятся в России на специализированном оборудовании, с использованием лучших аналитических приборов. Производство курируют российские профессора, преподающие в международных университетах, в т.ч. в Китае (Шанхай).
За люминофорами к нам обращаются компании из России, Китая, Голландии, Англии, Северной Америки, Турции, Италии, Украины, Белоруссии и остальные страны СНГ.

Мы знаем про люминофоры все. Мы их производим.
Люминофоры серии "А" - одни из лучших в мире.
Мы способны сделать люминофоры требуемой крупности и с необходимыми свойствами.

В наличии 43 вида люминофоров на складе. В настоящий момент производится около 300 кг люминофоров в месяц.
Производство в России гарантирует Вам стабильное качество и бесперебойные поставки.

Приезжайте к нам в офис в Ижевске и убедитесь в этом лично - мы продаем люминофоры для тестирования от 10 грамм (см. разделы и заказывайте)!

Видео: люминофоры - особенности, примеры использования:

Технология смешивания люминофоров и основные физико-химические параметры описаны здесь:

ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ МОМЕНТЫ ПРИ РАБОТЕ С ЛЮМИНОФОРАМИ

Физико-химические характеристики фотолюминесцентного пигмента (люминофора):

Химическая формула: смесь сложного состава (SrAl2O4):Eu,Dy,Y. Светозапасающий фотолюминофор представляет собой алюминат стронция,

активированный европием, диспрозием, иттрием.

Степень опасности продукта в целом является малоопасным веществом по воздействию на организм, класс опасности по компонентам - 4

Слабо опасный продукт по воздействию на организм. Воздействует в основном на слизистую оболочку верхних дыхательных путей, не раздражает здоровую кожу, при попадании на поврежденную кожу может вызывать сухость, покраснение, зуд.

Физическое состояние (агрегатное состояние, цвет, запах): порошок, цвет бело-серый или желтовато-зеленый, запах отсутствует.

Параметры характеризующие основные свойства вещества (материала):

Температура плавления (C): 2500

Температура начала разложения (C): не разлагается

Плотность по воде (г/см3): 5,0

Насыпная плотность (г/см3): 2,0-2,5

Растворимость в воде: не растворим

PH водной вытяжки: 6,7 - 7,3

Растворимость в органических растворителях: не растворим

Фракционный гранулометрический состав: производится любой крупности, под заказ: от 9 до 200 мкн

Активность поверхности: в воде и водных средах теряет свойства послесвечения, если не подвергался процессу пассивации. Поставляются в двух типов: водостойкий и гидрофобный

Температура воспламенения: не воспламеняется

Предел взрываемости: не взрывается

Температура самовоспламенения: не самовоспламеняется

Окислительная способность: не является окислителем

Стабильность: материал стабилен, не разлагается до температуры 2500 0С

Реакционная способность: Материал химически инертен, коррозионно не активен

5. Цвета послесвечения: бирюзовый (сине-зеленый), желто-зеленый, фиолетовый

6. Прозрачность: порошок непрозрачный, светонепроницаемый

ТИПЫ ФОТОЛЮМИНОФОРОВ

В нашем ассортименте представлены различные типы фотолюминофоров, которые максимально точно могут быть подобраны для каждой конкретной задачи.

ОКРАШЕННЫЕ ЛЮМИНОФОРЫ

Отличие промышленно окрашенного люминофора от смеси: люминофор + флуоресцентный пигмент («катализатор цвета») состоит в том, что в первом случае послесвечение будет более однотонным, а во втором - возможны случаи, когда цвет послесвечения будет неоднородным. Впрочем, при тщательном перемешивании смеси, эти недостатки можно практически исключить. Отдельный ввод флуоресцентных пигментов позволяет изменять цвет состава на свое усмотрение.

ВАЖНО! Следует понимать, что ввод любых дополнительных примесей, в том числе ввод флуоресцентных пигментов, не могут изменить химическую формулу и лишь отчасти изменяют (преобразуют) «родной» цвет послесвечения. Также, любые дополнительные пигменты препятствуют «зарядке» светом и последующему послесвечению, что негативно отражается на длительности и яркости послесвечения.

Нет каких-либо специальных пигментов, которые способны изменить химическую формулу при обычных условиях смешивания! Флуоресцентный пигмент непрозрачен и меняет видимый цвет состава при дневном свете.

ЯРКОСТЬ И ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ПОСЛЕСВЕЧЕНИЯ

Фотолюминофоры и некоторые составы с ними обладают послесвечением.

Яркость и длительность послесвечения, видимого для глаз человека, субъективна и зависит от нескольких факторов:

От типа люминофора;

От температуры окружающей среды;

От наличия примесей в составе;

От возможностей зрения каждого конкретного человека;

От степени затемненности и наличия «отвлекающих» источников света при наблюдении послесвечения;

От яркости и длительности предварительной «зарядки» светом;

Идеальные условия: «зарядка» фотолюминофора ярким светом 1-2 часа, сразу после этого - наблюдение послесвечения в темном помещении без каких-либо дополнительных источников света.

ВАЖНО! Никакой люминофор не может светить ярче, чем источник света, к которому дополнительно подается энергия. Более яркие источники света (солнечный свет, фонари, фары и т.п.) могут сделать практически невидимое для глаз свечение от люминофоров.

Люминофоры обладают неравномерным послесвечением.

Первые 15-20 минут, после интенсивной «зарядки» светом не менее 40-60 минут, люминофор светит наиболее ярко.

Далее, послесвечение будет составлять 60-70% от первоначального и еще через 40-60 минут послесвечение будет 30-40% от первоначального. Таким образом, через час-полтора фотолюминофор светит с яркостью ~20-25% от первоначальной.

Длительность свечения, видимое человеческому глазу, зависит от типа люминофора и может достигать 12 часов.

Приборами, в некоторых случаях, послесвечение может регистрироваться и через 30 часов, но для бытового применения это не имеет никакого значения.

Яркость, %

послесвечения 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 …. Длительность послесвечения, мин

*Ознакомительный усредненный график: снижение яркости послесвечения люминофоров во времени.

Для каждого типа люминофоров график будет индивидуальный.

ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ СОТАВОВ С ЛЮМИНОФОРАМИ И ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НАНЕСЕНИИ

Люминофоры непрозрачны. Они не растворяются и в жидких средах стремятся выпасть в осадок, на дно.

Для дальнейшего взаимопонимания дадим несколько определений:

Люминофор - основной накопитель и источник света для создания светящихся составов. Непрозрачен, нерастворим. Для водных сред используется водостойкий люминофор.

Основа - связующее для люминофора, на основе которого мы создаем светящийся состав (лак, краска, смола, жидкое стекло, и т.п.). Основа должна быть бесцветной и прозрачной (или иметь схожие характеристики) для того, чтобы пропускать сквозь себя свет «заряжающий» люминофор и исходящий от него. Имеет значение светопреломляющие способности основы. Определенные основы способны усилить видимое значение светимости до полутора раз, например, некоторые силиконовые компаунды.

Пигмент - цветной флуоресцентный пигмент, который является, в некотором роде, «корректором» видимого спектра свечения. Он же меняет цвет всего состава при дневном свете, поскольку непрозрачен. Флуоресцентные пигменты обладают рядом особенностей, которые отличают их от других красителей и пигментов.

Подложка - твердая окрашиваемая поверхность, предмет (изделие). В некоторых случаях мы можем ввести люминофор непосредственно в подложку, но для этого подложка должна быть прозрачной (например, стекло, эпоксидная смола, прозрачный пластик и т.п.), обладающей хорошей светопропускающей способностью. Тогда подложка и основа являются единым целым. Обычно ввод люминофоров и пигментов в подложку возможен только в процессе изготовления предмета. Здесь мы будем вести речь о подложке, в которую ввод люминофора не представляется возможным по каким-либо причинам.

Отражатель - специальный отражающий слой, усиливающий свечение за счет отражения послесвечения люминофоров. Яркость светимости зависит от способности материала отражать свет. Понятно, что чем выше отражающая способность, тем выше яркость свечения. Желательно, чтобы отражатель был белого цвета. Допускается светлый тон (голубой, светло-желтый и т.п.). Яркость послесвечения на белом, отражающем слое, будет на 30-40% выше.

Грунт - промежуточный (технический) слой, связующее между подложкой и отражателем (или основой). Основа и отражатель могут иметь недостаточную адгезию к подложке, именно поэтому используют грунтовочный слой. В определенных случаях грунт может выполнять функцию отражателя.

Декор - слой, используемый для декорирования изделия, придания эффектного внешнего вида. С помощью декора поверхности можно придать интересные визуальные эффекты, например, перламутровый блеск, рисунки или текстурные эффекты. В зависимости от назначения, слой декора может быть прозрачным (если им покрывают всю поверхность), или непрозрачным, если наносят декоративный рисунок, закрывающий часть поверхности. Слой декора наносят непосредственно на основу. Если декор непрозрачный, он скроет часть светящейся основы и светиться будет только «свободная» от декора поверхность.

Финишный слой - слой лака или смолы (компаунда), для создания ровной глянцевой или матовой поверхности. Финишный слой должен быть прозрачным. Желательно (но необязательно), чтобы в финишном слое не содержались ультрафиолетовые фильтры, которые производители обычно добавляют в лак (против выцветания красок на солнечном свете). Ультрафиолетовый свет для люминофоров - лучший источник «зарядки».

СООТНОШЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ В СОСТАВЕ

Люминофор в основе не растворяется и находится во взвешенном состоянии и, в большинстве случаев, стремится выпасть в осадок. Поэтому, при нанесении светящегося состава, для равномерного покрытия, требуется периодически перемешивать люминофор в основе. Химических реакций между люминофором не протекает, а значит требуется обеспечить лишь равномерное (укрывистое) распределение частиц по отражающему слою.

Чем плотнее люминофором будет укрыта поверхность, тем ярче будет свечение. Необходимо помнить, что люминофор непрозрачен, а значит, чем толще будет его слой в основе и на отражателе, тем больше вероятность того, что нижние слои не получат «заряд» светом и останутся неактивными.

Чтобы обеспечить верное соотношение всех компонентов в основе, необходимо точно знать их укрывистость, удельную плотность и другие физико-химические показатели. Для каждого типа основы, а также для получения необходимого оттенка цвета требуется точный расчет соотношения.

Данный подход требует наличия соответствующего оборудования для измерений и специализированных знаний.

Мы предлагаем упростить этот процесс, прибегая к накопленному опыту и статистике. Вам понадобятся только весы.

Если требуется совсем упростить процесс смешивания, Вы можете пользоваться объемным соотношением, но на наш взгляд это приведет к повышенному перерасходу люминофоров и пигментов, а также не позволит Вам в дальнейшем повторно получить требуемый оттенок цвета и точно такую же яркость послесвечения состава.

Согласно нашим данным, оптимальное соотношение основы и люминофора лежит в пределах от 1:3 до 1:5 по массе. Пигмент вводится в соотношении от 1:5 до 1:10 к массе люминофора (на 100 г люминофора 10-20 г пигмента).

Это значит, что на каждые 100 грамм люминофора Вы можете взять 300-500 грамм основы и 10-20 грамм пигмента. Поскольку основа может быть различной вязкости и прозрачности мы рекомендуем произвести предварительное тестирование для подбора оптимального соотношения. Поскольку чрезмерное количество пигмента значительно снижает послесвечение - будьте умерены при введении красителя в основу.

ВАЖНО! Для создания цветной основы мы настоятельно рекомендуем пользоваться промышленно окрашенными люминофорами. В этом случае оптимальное послесвечение будет гарантировано. Отличие промышленно окрашенного люминофора от состава люминофор+ пигмент рассмотрено выше.

Этапы создания светящейся Основы:

1. Перемешиваем люминофор с пигментом (если люминофор цветной - сразу переходим ко второму этапу)

2. Перемешиваем люминофорную смесь (или люминофор, если пигмент не используем) с чистой основой

ОСНОВА (100%) 1 кг ЛЮМИНОФОР (20-30%) 200-300 г ПИГМЕНТ (10-20%) 20-60 г

Иногда, в качестве основы применяются материалы на 2-х и 3-х компонентной основе. Это могут быть лаки, смолы или силиконовые компаунды (полиуретановые компаунды или тиксотропные ненасыщенные смолы). При работе с такими материалами необходимо помнить, что количество люминофора рассчитывается в соотношении к общей массе всех компонентов основы (A+B или A+B+C). В этом случае люминофор и пигменты вводят в наиболее вязкий компонент (обычно, компонент А) и тщательно перемешивают, прежде чем добавить остальные части основы.

Если вязкость основы, по каким-либо причинам не устраивает, и необходимо применить разбавитель (или растворитель), то массу люминофора рассчитывают только после того, как основа будет доведена до нужной текучести.

ВАЖНО! Люминофоры обладают послесвечением, а также прекрасно светятся в ультрафиолетовом свете, что позволяет использовать их в декорировании развлекательных центров и клубов с соответствующим освещением.

Несомненно, все новое привлекательное и манящее. Сегодня все популярнее становится применение элементов светонакопительной энергии, так называемых люминофоров. Такие элементы активно используются на обозначениях в населенных пунктах, на и т.д., все чаще их стали применять в интерьерах, выделяя определенные предметы или целые экспозиции. Естественно у многих возникает вопрос о том, что такое люминофор.

Люминофор - специальный химический состав, обладающий светонакопительной памятью. Свет поглощается из окружающей среды и выделяется в виде световой энергии в условиях затемнения. Люминофоры в готовом виде существуют в природе. По классификации они бывают органического и неорганического происхождения. При наличии необходимых веществ можно приготовить люминофор своими руками.

В производстве и быту чаще применяются фотолюминофоры. Они не растворяются в воде, прекрасно переносят ультрафиолет, не выделяют вредных для здоровья испарений и излучений. Люминофоры такого типа пожаробезопасны, легки в применении и эксплуатации. Свечение выделяемое такими препаратами удерживается в течение суток. Безусловно, заинтересованные пользователи задаются вопросом о том, где купить люминофор. Приобрести люминофоры необходимой расцветки можно у поставщиков различных промышленных товаров, либо в специализированных интернет-магазинах.

Обладают неограниченной сферой применения, начиная от искусства боди-арта и заканчивая оформлением интерьеров и тюнингованием автомобилей. Следуя моде, безусловно, многие попытаются украсить окружающие предметы интересными свечениями, попытавшись сделать люминофор своими руками. Теоритически это возможно. Главное правильно подобрать пропорции расходных материалов и создать оптимальные условия для химической реакции.

Для того чтобы сделать люминофор своими руками, необходимо иметь в наличии и хвойный концентрат.

Для того чтобы был результат, все элементы необходимо брать в чистом виде без примесей. Их можно приобрести в нужном количестве в аптеках. Концентрат растворяют в чистой воде в соотношении 1 г на 50 мл. Определить, что хвойного концентрата достаточно, можно по цвету - он должен быть ярко-желтым. Отдельно необходимо взвесить одинаковые нормы борной кислоты, примерно по 2 грамма. Это можно сделать при помощи весов или чайной ложки.

На заранее подготовленную пластинку алюминия наносится порция борной кислоты, смешивается с хвойным раствором (10 кап.), выравнивается по поверхности (примерно, слой смеси должен быть около 2-3 мм). Пластинку помещают на плитку для прогрева. Важно, чтобы полностью образующиеся пузырьки необходимо аккуратно прокалывать, используя иглу. Сделанный таким образом люминофор своими руками после полного затвердевания будет светиться в темноте.

Здесь представлен один способ изготовления люминофора. На самом деле существует порядка десятка рецептов, некоторые из них представляют собой сложный технологический процесс, требующий специального оборудования и условий.