Kémia és élet - izzó tárcsák

„Mi - mondta -, az ördög:

Öt sapkák van fény,

A hő és a füst nincsenek jelen,

P. P. Ershov. púpos ló

Nem minden elképzelni, hogy miért az óra fény. Nem egyszer kellett magyarázni - szóban és írásban -, hogy nincs olyan elem, foszfor semmi köze hozzá. Fény óra szükséges foszforeszkáló - olyan anyagok, amelyek adható formájában többlet sugárzási energia, amit kapott, amikor izgatott, vagy ha úgy tetszik, a töltés, például látható fény vagy ultraibolya sugarakat. Elég gyakran fel ezt a kérdést: Vajon az egészségre nem ártalmas ragyogását? Azt mondja azokról a foszforokat az arcra és a kezek, az a tény, hogy mit csinálnak és hogyan; röviden mondott a higiéniai oldala.

Elnyeli a napsugarakat

Tudomány és a gyakorlat sok különböző foszfor. Például, biolyuminofory (gerjesztő energia - a biokémiai reakció); electroluminophors, ami világít hatására elektromos kisülés; hemilyuminofory gerjesztve kémiai reakciók, és még sokan mások. Az óraipar használ csak egy kis részét, nevezetesen az utánvilágító és radiolyuminofory.

Ha az anyag gerjesztés után bocsát ki csak milliárdod egy második, az ilyen lumineszcens hívják fluoreszcencia (a szó a folypáttal - fluorit, néhány könnyű faj). Ha az anyag bocsát ki sugarakat percek, órák, napok, ezt a jelenséget nevezik foszforeszkáló, és fényes anyagok - foszfor. Csakúgy, mint a kémiai név, az utóbbi kifejezés a görög „Fosforos” - fényes.

A „foszfor” kapcsolatban a lumineszcens anyag jelent meg a közepén a XVII században - miután kiderült, hogy a kiégetés egyes ásványok képessé válnak, mintha, hogy felszívja a napsugarakat, majd a sötétben való kibocsát. 1612-ben, a Galileo volt érdekelt az ilyen ásványok; hagyott minket az egyik első leírások a foszforeszkáló, de az oka ennek a furcsa jelenségnek nem tudott megmagyarázni.

Beletelt egy 250 évvel azelőtt, hogy képes volt megfejteni a rejtélyt, az izzó kövek. A hetvenes években a múlt században, a brit cég „Balmain” indult az ipari termelés balmenovskoy világító festék. Ahogy az várható volt, ez része volt a titka a cég. Hamarosan azonban ő repedt a francia kémikus Verneuil. A tudósok megállapították, hogy a bázis festék - kalcium-szulfid, és a fény tulajdonságai szerez keresztül jelentéktelen elegyített bizmut-sók. Most, az ilyen szennyeződések nevezzük aktivátorok.

Az elektronok csapdába

Fényporok vagy kristályos fényporok áll egy bázis és aktivátor (például kalcium-szulfid és bizmut-sók, mint a festék balmenovskoy; sok más kombinációk). Ugyanakkor a képesség, hogy a fény nem az egész fénypor, hanem csak egyes részei, az úgynevezett lumineszcens központok, illetve központok foszforeszkáló. Ez az a hely, ahol a kristályrács alapjait vannak megsértését. Ez hogyan merülnek fel: a keverék a bázis és aktivátort hőkezelésnek vetjük alá; majd egy meghatározott számú szennyeződések szerepel a kristályrácsban, és azok egyidejű kristályosodásig; ahol történt, a kristályrács van törve. Egyébként, azt találtuk, hogy a penetráció a szennyeződések megkönnyítése olvadó sót - mocsarak, így a gyártása foszfor kifejezetten hozzá, hogy a reakcióelegy.

A kristály három energia sávban; különböznek, hogy milyen mértékben az energia szintet töltött elektronok innen ered a neve zónák töltött vagy vegyérték (I), a tiltott (II), töltetlen, vagy vezetési zóna (III). Esélye, hogy elérje a tökéletes kristály elektronok zóna II nagyon kicsi, ezért nevezik a különbség. Amikor be a rács speciális szennyeződések - aktivátorok, a helyszínen való belépés a rács mintázat megváltozik: a zóna II új szinteket - lumineszcencia központok (C) és a csapdát (A), amelyben elektronok mászni fénypor.

Valójában, persze, nincs igazi buktatók itt nem csak ebben az energetikai állapotának elektron lehet elég hosszú idő után a gerjesztés a kristály; természetű ez a jelenség még mindig nem teljesen világos. Hatása alatt a termikus rezgések a rács elektronok fokozatosan szabadul fel a csapdákat, energiát veszítenek és a foszfor világít. Azt is megfigyelték, hogy az időtartam a utánvilágítás a nagyobb, az alsó egy csapda, azaz, annál több energiára van szükség, hogy kiadja egy elektron.

Hatása alatt a látható fény vagy ultraibolya sugarak által ütközés a gyorsan mozgó töltött részecskék (például alfa vagy béta), és a foszfor gerjesztett elektronok mozogni magasabb szintű energia. Visszatérve majd a kezdeti állapot, az elektron kiküld felesleges energia formájában fénykvantumok. A szabad szemmel, nem látunk valami villog, és egy folyamatos fényt, de egy nagyító, akkor megfigyelhetjük, és egyetlen szcintillációs, bár az időtartamuk - 0,00005 másodperc.

Órákig kényelmetlen foszforeszkáló izzani röviden (bár a korábbi, és néha, sajnos, és most néhány vállalat ilyen anyagokat még ma is használják). A tárcsák kell különböztetni legalább után 10-12 órával az expozíció után. Közül fényporok ideiglenes intézkedés, ezen készítmények, például a stroncium-szulfid foszfor; fényt bocsát ki mintegy 12 órán keresztül újratöltés nélkül. Azonban, ez az anyag jelentős hátránya: a nedvesség jelenlétében történik stroncium-szulfid hidrolízisét és a hidrogén-szulfid szabadul fel - korrozív gáz, korrozív óra mechanizmus.

Az Órák egyre alkalmazó foszforeszkáló állandó akció. Ezek elérjük a radiolyuminofory. A összetételük, eltekintve a szokásos bázis és aktiválószer tartalmaz továbbá egy energiaforrás - a radioaktív anyag. ez a fajta fluoreszcens anyag nem szükséges periodikus megvilágítás: fénypor kénytelenek dolgozni a töltött részecskék által kibocsátott radioaktív adalék.

Radioaktív adalékanyagok óraipar szigorú követelményeknek. Kezdetben, a foszforok rádium-220 injektált vegyületet. De az a felezési idő - 1500 év. Órák voltak öregedés, megtörte, és a tárcsa továbbra is a sugárforrást. Később nyilvánvalóvá vált, hogy a fluoreszcens készítmények elfogadhatóbb, mint energiaforrás a trícium, prométium-147, a szén-14. Élnek körülbelül 10 év. Ezen kívül ezek az anyagok kibocsátására lágy béta-sugárzás, ami szintén nagyon fontos.

Minél több radioaktív anyagok adunk a foszforeszkáló tömeg, így több fényesen kivilágított. De az állandó bombázás a töltött részecskék nem felel meg a maga a foszfor teljesen. Ha a részecskék túl sok, és azok túl sok energiát foszforeszkáló ragyogást központok gyorsan elbomlanak. Hagyja, hogy a lakók a házban, és elpusztították azt. Ezért a radioaktív anyagokkal venni azokat kibocsátó béta-sugárzás: az első, kevésbé pusztító a foszfor, másrészt, ezek szinte teljesen felszívódik a szervezetben, és figyelje az üveg.

Fénykeltő szigorú higiéniai követelményeknek. Abban az időben, gondosan mérésekor az érték a sugárzás a foszfor számlapok állandó akció, és az orvosok arra a következtetésre jutott, hogy rajta egy órát ilyen foszforeszkáló lehet, hogy nem jelentenek veszélyt az egészségre. Azonban nem teljesen megoldott a problémát az ipari veszély: hogyan kell alkalmazni világító készítmények, miközben ragaszkodnak a biztonsági előírásokat; hová tegye a hulladékot; hogyan kell tárolni nagy adagok ezekben az órákban. Ez vezetett ahhoz, hogy 1958-ban a Szovjetunió megszűnt a radioaktív foszfor-óráig. Most, hála az erőfeszítéseket a mérnökök, vegyészek, orvosok és mérnökök létrehozott speciális területeken, ahol elkészített és alkalmazott fénypor; Ezeken a területeken felel meg a biztonsági előírásoknak.

Foszforeszkáló keverék - egy színtelen, kristályos por, nagyon finom, és szeszélyes: a pusztítás a kristályrács, vagy a megjelenése szennyeződések rendkívüli mértékben csökkenti a fényerőt a lumineszcencia. Mégis, néhány feldolgozás szükséges, hogy ki a por. Legalábbis annak érdekében, hogy illessze be a tárcsázni.

A legjobb az lenne, persze, hogy kristályos átlátszó burkolat oly módon, hogy csatolja az órát. De ez a módszer nem mindig lehetséges. Ezért van szükség a kommunikáció ragasztók, lakkok. Segítségükkel az úton, nem csak tartani a foszfor a számlapon, hanem védjék meg a levegő nedvességtartalmának hatására, a mechanikai sérülésektől, és még az ultraibolya sugarak, tönkreteheti világító bevonat.

A leggyakrabban használt óraipar, akril, polisztirol Vinylite és lakkok; kevésbé valószínű, hogy használni tsaponlak vagy cellulóz-acetát; és különösen előnyösek azok dammar PACU, ez képezi olyan szilárd, átlátszó film, amely áthatolhatatlan a ultraibolya sugárzás.

A kötőanyag mennyisége keverhető a foszfor, ez általában nagyon kicsi, különben a lakk bevonja a kristályokat, és nagymértékben csökkenti a fényerőt a ragyogás. A komponenseket gondosan összekevertük egy üveg vagy porcelán, eldörzsölve keverék és nem lehet kérdés. Oldatot közvetlenül felhasználás előtt a készítményt. Az így kapott keveréket ecsettel, egy tollat, üvegbottal, egy fecskendő vagy egy nyomtatási egységet.

Nem is olyan régen a külföldi szakirodalomban nem számoltak be egy másik módszer alkalmazása a foszforeszkáló smesey- a lerakás módszerének Az elektrolitok együtt fémek: nikkel, ezüst, palládium, arany. A tárcsa van kialakítva szép kombinált bevonat, ugyanilyen jól néz ki, és a fény és a sötét.

Most nézze meg az ország iparának termel órák tárcsák, hogy vannak bevonva fényporokéval folyamatos akció több változatban, mint a „Kétéltű” búvárok. (Szintén még ma is ébresztőórák a számlapok feliratú fluoreszkáló festéket, de nem végezte el annak szerepét - másfél-két óra töltés után már nem világít.) A jövőben sor órák foszforral-elérjük bővül a termelés növekedése .

Műszaki tudományok kandidátusa E. Ya Besidovsky,

Kutatóintézet óraipar