Люминофор

Что такое люминофор, наверное, знают все. По крайней мере сталкивались с ним. Это когда состав после нахождения на ярком свете начинает слабо светится в темноте.

В истории с ними ситуация такова, что в Китае их делали начиная с 967 года, а в Европе они начали появляться только в начале 17 века…

И, естественно, что это обнаружили алхимики. И, естественно, при поиске философского камня. Сделал это Винченто Кашиоролло (в гугле про него ничего не нашел), который прокаливал тяжелый шпат из горы Монте-Патерна возле Болоньи.
Напоминаю — фосфор открыли еще через пол-века.

Поэтому рассмотрим, наверное, самый простой люминофор на основе сульфида цинка.
luminofor

Как видно, ключевое звено здесь — цинк.
И от его чистоты зависит сила свечения.

Сейчас для изготовления берут готовый металлический цинк, который растворяют в соляной или серной кислоте. Это делают для того, чтобы тяжелые металлы выпали в осадок. Остатки тяжелых металлов осаждают сероводородом, фильтруют, кипятят для удаления сероводорода, окисляют бромом или перекисью водорода и добавляют аммиак для осаждения железа.
После фильтрования добавляют кислоты для получения двойной цинковой соли из которой осаждают сульфид.

Как видно — 90% процесса это очистка цинка.

Потом добавляют медь или марганец. Добавляют очень мало — на 1 грамм сульфида цинка меди нужно 0.0001 — 0.000025 грамма, а марганца 0.002 — 0.0005 грамма. Медь дает зеленое свечение, марганец оранжево-желтое. Собственно, рецепты видны в таблице.

Смесь высушивают и помещают в фарфоровый тигль. При прокаливание до 1000°C получается сфалерит (цинковая обманка), а при выше 1000°C — вюрцит. Вюрцит фосфорецирует лучше.

Я очень сомневаюсь, что алхимик Винченто Кашиоролло делал именно по этому рецепту. Наверняка есть метод попроще (который гарантировано дает менее эффектные результаты). И еще — «вюрцит» это реально существующий природный материал, который имеет природную люминисценсию. Понятно, что минерал очень редкий и поэтому очень ценный. Поэтому, что говорится «возможны варианты», но это — несколько лет экспериментов с разными исходными минералами. Впрочем, для попаданца все равно потребуется потратить немало времени и провести немало экспериментов.

Ну и последнее — а зачем это нужно? Я что-то сомневаюсь, что попаданец будет красить стрелку компаса или стрелки башенных часов. Не, ну компас-то он конечно покрасит, это святое, но на этом не проживешь. Тем не менее, каждый понимает как именно можно использовать такой состав. Все смотрели «Собаку Баскервилей» с Ливановым?. Конечно, такое повторять незачем, но думать нужно именно в эту сторону. В конце концов создание секты может оказаться очень эффективным методом… 😀

14 комментариев Люминофор

  • onosamo

    Ищите по Vincenzo Casciarolo. Немножко про него есть в итальянской википедии.
    Болонский сапожник, алхимик-дилетант.
    Тут более подробно про болонский камень, или литеосфорус — http://www.isbc.unibo.it/Files/10_SE_BoStone.htm . Вы же читаете по-аглицки?

  • onosamo

    Края каналов в Амстердаме покрасить, чтобы пьяные бюргеры в каналы не падали и т. п.
    А секта или уродов от поселения отпугивать — это вообще святое.

  • 2:5080/205

    РАдиофобии нет — можно лепить светящиеся краски. Да хоть изотопную лампочку.

    • Йож

      Изотопная лампочка до реактора будет дороговата…

      «Поэзия — та же добыча радия. В грамм добыча, в годы труды.»(с) Маяковский.
      Добыча радия — та же поэзия, только п..здеть — не мешки ворочать. 🙂

      С остальными изотопами естесственных рядов всё ещё хуже.

  • BF

    Очень перспективный вариант — РЕЛИГИЯ.
    На этом можно как и заработать, так и поджариться, кому как повезет 🙂

  • Йож

    Ой, автор.
    Люминофоры бывают разные. И те, что «светятся в темноте», и те что светятся по миллиону других причин.

    Что касается конкретных составов, рецептов довольно много (в том числе внутрицентровых).
    Сульфид цинка, конечно, хорош, но, боюсь, у попаданца с его неконтролируемой технологией, сульфид будет светиться произвольное время с произвольной интенсивностью.

    В список активаторов сульфида цинка я б ещё обязательно добавил серебро (в сульфиде цинка даст синий, с соактиваторами — белый, тот самый цвет советских ЧБ-телевизоров). И, соотвественно, золото (примерно как серебро). На стоимость активаторов плевать — они в люминофоре нужны в долях процента, а для осознания масштабов — _люминофора_ по покрытие кинескопа (а его площадь велика) уходило примерно порядка 3-7мг. 1 грамм золота — это миллионы кинескопов.

    К рецептам с сульфидами цинка я сразу бы добавил рецепты с сульфидами кадмия и твёрдые растворы одного в другом — так можно управлять спектром.
    Активаторы — те же: медь, марганец, серебро.
    Сразу стОит написать соактиваторы — тот же свинец даст ловушки большой глубины, это позволит делать вспышечные люминофоры (например, для ИК-связи/сигнализации).

    Количество кислорода в матрице критично, определяет среднюю глубину ловушки (и скорость высвечивания) — прокаливать нужно с умом, и обязательно без доступа воздуха, иначе банальный сульфат получится. 🙂
    Вообще банальное слово «прокаливание» в тексте рецепта напоминает незабвенное «ядерный реактор на схеме условно не показан». Это непростой процесс, там очень сложная физика. И от тонкостей проведения будет серьёзно меняться поведение продукта.

    Изготовление сульфидцинкового люминофора — тот процесс, на котором попаданец полностью прочувствует себя в шкуре древнего кузнеца.
    Так что и молиться придётся, и фазу Луны учитывать.
    Все процессы внутри люминофора, конечно, в какой-то степени объяснимы и предсказуемы, но только для ктн, который писал дисер по этим люминофорам и годами с ними работает (имея дело с сырьём ОСЧ и выше). И эти ктн до сих пор спорят… ну, скажем, по поводу роли кислорода в матрице.
    Для среднего, выше среднего и абсолютно гениального попаданца это всё абсолютная магия. 🙂

    • Mike

      Математическая поправка:»1 грамм золота — это миллионы кинескопов.» 3мг =0,003г, таким образои 1 грамм золота это 333,3 кинескопа.
      или 142 кинескопа из расчета 7мг.
      1 грамм золота это кубик со сторонами примерно 3.75мм.

      • Йож

        Физическая поправка: кинескопы покрывают не золотом, а люминофором в количестве миллиграмм-десятков миллиграмм на штуку. 🙂
        Золота (как активатора) в люминофоре — порядка десятых процента. Остальное — собссно, матрица. Сульфид цинка или оксид кадмия — неважно.

  • dan14444

    Статью чистить. «Определение» люминофора — жуть.

    По «определению» понятно, что автор желает фотоактивируемый «фосфорофор».
    Как правильно сделать его по попаданчески — не скажу, но в детстве путём плавления буры на алюминиевом шпателе получал нечто с заметным послесвечением в десятки минут.

    Судя же по «задачам» — нужен не фосфорофор, а нечто с хемо- или биолюминесценцией (тритий не предлагать :)), т.е. можно либо светлячков ловить, либо печку под белый фосфор мастрячить.

  • Химик

    Про светосоставы постоянного действия:
    Раньше выделяли радий соосаждая его с сульфатом бария. И долго потом маялись разделяя слишком похожие барий и радий. Предлагаю соосаждать со стронцием — увеличить загрузку хлорида стронция в сотню раз по сравнению с хлоридом бария и благодаря этому осадить радий не менее полно. Зато потом не маяться с сотнями перекристаллизаций, а обойтись всего десятком — радий и подешевеет, и радиационная нагрузка на лаборантов упадёт в десятки раз.

    • dan14444

      Ну пусть соптимизируем цену на порядок… пусть на два — подобрав какой-нить цеолит или краун… всё одно — я не вижу задач, для которых радиевые люминофоры могли бы быть оправданы.
      Неее… сначала реактор! Или хотя бы циклотрон.

      • Химик

        Для подводников хотя бы часики делать не дожидаясь трития. Да и для авионики вещь полезная — на высоте фон определяет космос, а не радий. Вдруг ночью на высоте УФ-осветитель отрубится? Такое было много раз — а потому от трития не отказываются. Но авиация ведь не должна ждать реакторного трития (про циклотронный лучше забудьте — метки дешевле будет вырезать из цельных бриллиантов). Так что никаких ночных полётов без радиевых СПД.

        • dan14444

          Так и добывать радий — по цене тех же бриллиантов выйдет 🙂 Так что — «лучше забудьте»! 🙂

  • Тарас

    Электролюминофоры светятся под действием протекающего через них тока. Люминофор в кинескопе — когда на него падает электронный луч. А есть ещё переработка электромагнитного излучения в излучение с другой длиной волны тоже путём фотолюменсценции. А есть с через нелинейные эффекты. Фосфор с аналогами — это только один вариант. Есть даже акустическая (под действием звука) и механическая (при разрушении кристалла) люминисценция.

Leave a Reply

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>