Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Алюминат стронция
Порошок оксида силиката-алюмината стронция, легированного европием, в видимом свете, длинноволновом УФ-свете и в полной темноте.
Имена
Название ИЮПАК
Кислород диалюминий стронций (2-)
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ECHA InfoCard100.031.310 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 234-455-3
  • InChI = 1S / 2Al.5O.2Sr / q2 * + 3; 5 * -2; 2 * + 2
  • [O-2]. [O-2]. [O-2]. [O-2]. [O-2]. [Al + 3]. [Al + 3]. [Sr + 2]. [Sr +2]
Характеристики
SrAl 2 O 4
Молярная масса205,58 г / моль
ПоявлениеБледно-желтый порошок
Плотность3,559 г / см 3
Состав
Моноклиника
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Алюминат стронция ( SRA , SrAl ) представляет собой алюминатное соединение с химической формулой SrAl 2 O 4 (иногда обозначается как SrO · Al
2О
3). Это бледно-желтый моноклинный кристаллический порошок без запаха и негорючий. При активации подходящей присадкой (например, европием , обозначаемым Eu: SrAl 2 O 4 ) он действует как фотолюминесцентный люминофор с длительным сохранением фосфоресценции .

Алюминаты стронция существуют в других составах, включая SrAl 4 O 7 (моноклинный), Sr 3 Al 2 O 6 ( кубический ), SrAl 12 O 19 ( гексагональный ) и Sr 4 Al 14 O 25 ( орторомбический ).

Люминофор [ править ]

Для многих целей, основанных на фосфоресценции, алюминат стронция является значительно превосходящим люминофором по сравнению со своим предшественником, сульфидом цинка, активированным медью , поскольку он примерно в 10 раз ярче и в 10 раз дольше светится. Он часто используется в игрушках, светящихся в темноте , где он вытесняет более дешевый, но менее эффективный Cu: ZnS. Однако этот материал имеет высокую твердость, вызывая истирание оборудования, используемого для его обработки; производители часто покрывают частицы подходящей смазкой при добавлении их в пластик.

В качестве основной матрицы можно использовать различные алюминаты. Это влияет на длину волны излучения иона европия за счет его ковалентного взаимодействия с окружающими атомами кислорода и расщепления кристаллическим полем 5d орбитальных энергетических уровней. [1]

Люминофоры из алюмината стронция дают зеленый и голубой оттенки, где зеленый дает самую высокую яркость, а голубой - самое продолжительное время свечения. Длины волн возбуждения для алюмината стронция находятся в диапазоне от 200 до 450 нм. Длина волны для его зеленого состава составляет 520 нм, его бирюзовая или сине-зеленая версия излучает на 505 нм, а его синий цвет излучает на 490 нм. Алюминат стронция также может быть фосфоресцирующим на более длинных волнах (от желтого до красного), хотя такое излучение часто более тусклое, чем у более распространенной фосфоресценции на более коротких длинах волн.

Для алюминатов, легированных диспрозием и европием, длина волны пика излучения составляет 520 нм для SrAl 2 O 4 , 480 нм для SrAl 4 O 7 и 400 нм для SrAl 12 O 19 . [2]

Eu 2+ , Dy 3+ : SrAl 2 O 4 важен как постоянно люминесцентный люминофор для промышленного применения. Его можно производить с помощью процесса с использованием расплавленной соли при температуре 900 ° C. [3]

Наиболее описываемый тип - это стехиометрический зеленый (примерно 530 нм) Eu 2+ : SrAl 2 O 4 . Eu 2+ , Dy 3+ , B: SrAl 2 O 4 показывает значительно более длительное послесвечение, чем материал, легированный только европием. Легирующая примесь Eu 2+ показывает сильное послесвечение, а Eu 3+ почти не имеет. Поликристаллический Mn: SrAl 12 O 19 используется в качестве зеленого люминофора для плазменных дисплеев , а при добавлении празеодима или неодима он может действовать как хорошая активная лазерная среда . Sr 0,95 Ce0,05 Mg 0,05 Al 11,95 O 19 представляет собой люминофор, излучающий на длине волны 305 нм, с квантовой эффективностью 70%. Некоторые алюминаты стронция могут быть получены золь-гель процессом. [4]

Длины волн зависят от внутренней кристаллической структуры материала. Незначительные изменения в производственном процессе (тип восстановительной атмосферы, небольшие вариации стехиометрии реагентов, добавление галогенидов углерода или редкоземельных элементов ) могут существенно повлиять на длину волны излучения.

Люминофор из алюмината стронция обычно обжигают при температуре около 1250 ° C, хотя возможны и более высокие температуры. Последующее воздействие температур выше 1090 ° C может привести к потере его фосфоресцентных свойств. При более высоких температурах обжига Sr 3 Al 2 O 6 превращается в SrAl 2 O 4 . [5]

Интенсивность свечения зависит от размера частиц; как правило, чем крупнее частицы, тем лучше свечение.

Пигменты послесвечения на основе алюмината стронция продаются под многочисленными торговыми марками, такими как Super-LumiNova [6] и Lumibrite , разработанные Seiko .

Наночастицы алюмината стронция, легированные европием , предлагаются в качестве индикаторов напряжения и трещин в материалах, поскольку они излучают свет при воздействии механического напряжения ( механолюминесценция ). Они также полезны для изготовления механо-оптических наноустройств. Для этого нужны неагломерированные частицы; они трудно приготовить , но обычно могут быть получены путем ультразвуковой распылительной пиролиза смеси стронция ацетилацетоната , ацетилацетоната алюминия и европия ацетилацетоната в восстановительной атмосфере (аргон с 5% водорода). [7]

Церий и марганец легированного алюмината стронция (Се, Mn SRAL 12 O 19 ) показывает интенсивное узкополосного (22 нм в ширину) фосфоресценции при 515 нм при возбуждении ультрафиолетовым излучением (253,7 нм линии излучения ртути, в меньшей степени 365 нм). Его можно использовать в качестве люминофора в люминесцентных лампах в копировальных аппаратах и других устройствах. Небольшое количество кремния, заменяющего алюминий, может увеличить интенсивность излучения примерно на 5%; предпочтительным составом люминофора является Ce 0,15 Mn 0,15 : SrAl 11 Si 0,75 O 19 . [8]

Конструкционный материал [ править ]

Стронций алюминат цемент может быть использован в качестве огнеупорного конструкционного материала. Его можно получить спеканием смеси оксида стронция или карбоната стронция с оксидом алюминия в примерно эквимолярном соотношении при температуре около 1500 ° C. Он может быть использован в качестве цемента для огнеупорного бетона при температурах до 2000 ° C, а также для радиационной защиты . Использование алюминатных цементов стронция ограничено доступностью сырья. [9]

Стронций алюминаты были рассмотрены в качестве предлагаемых материалов для иммобилизации продуктов деления из радиоактивных отходов , а именно стронция-90 . [10]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Dutczak, D .; Jüstel, T .; Ronda, C .; Мейеринк, А. (2015). «Люминесценция Eu2 + в алюминатах стронция». Phys. Chem. Chem. Phys . 17 (23): 15236–15249. Bibcode : 2015PCCP ... 1715236D . DOI : 10.1039 / C5CP01095K . hdl : 1874/320864 . PMID  25993133 .
  2. ^ Кацумата, Тору; Сасадзима, Кадзухито; Набаэ, Такехико; Комуро, Сюдзи; Морикава, Такитаро (20 января 2005 г.). «Характеристики кристаллов алюмината стронция, используемых для люминофоров длительного действия». Журнал Американского керамического общества . 81 (2): 413–416. DOI : 10.1111 / j.1151-2916.1998.tb02349.x .
  3. ↑ Рохас-Эрнандес, Росио Эстефания; Рубио-Маркос, Фернандо; Гонсалвеш, Рикардо Энрике; Родригес, Мигель Анхель; Верон, Эммануэль; Алликс, Матье; Бессада, Екатерина; Фернандес, Хосе Франсиско (19 октября 2015 г.). «Оригинальный синтетический путь для получения фосфора SrAlO методом расплавленной соли: понимание механизма реакции и усиление стойкой люминесценции». Неорганическая химия . 54 (20): 9896–9907. DOI : 10.1021 / acs.inorgchem.5b01656 . PMID 26447865 . 
  4. ^ Мисявичюс, Мартинас; Йоргенсен, Йенс Эрик; Карейва, Айварас (2013). «Золь-гель синтез, структурные и оптические свойства легированных церием алюминатов стронция, Sr3Al2O6 и SrAl12O19» . Материаловедение . 19 (4). DOI : 10.5755 / j01.ms.19.4.2670 .
  5. ^ Лю, Юнь; Сюй, Чао-Нань (май 2003 г.). "Влияние температуры прокаливания на фотолюминесценцию и триболюминесценцию легированных европием частиц алюмината стронция, полученных золь-гель процессом". Журнал физической химии B . 107 (17): 3991–3995. DOI : 10.1021 / jp022062c .
  6. ^ "RC TRITEC Ltd.: Swiss Super-LumiNova®" . Проверено 3 марта +2016 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  7. ^ Acers (Американское керамическое общество, The) (14 января 2010 г.). Прогресс в нанотехнологиях . ISBN 9780470588239. Проверено 3 марта +2016 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  8. ^ http://patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US3836477.pdf
  9. ^ Odler, Иван (2003-09-02). Специальные неорганические цементы . ISBN 9780203302118. Проверено 3 марта +2016 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  10. ^ https://inldigitallibrary.inl.gov/sti/4655305.pdf
  • RC Ropp Elsevier (06.03.2013). Энциклопедия щелочноземельных соединений . Эльзевир. п. 555. ISBN 9780444595508.

Внешние ссылки [ править ]

  • Как работает светящийся в темноте материал?
  • Факты, картины, рассказы об элементе стронций
  • Демонстрация рабочих характеристик фотолюминесцентных систем маркировки путей эвакуации на основе сульфида цинка и алюмината стронция