Предметы, покрытые светящимися красками, являются ориентирами в темном помещении, что обеспечивает экономию электроэнергии. В настенных часах цифры, стрелки, покрытые светящимися красками, дают информацию времени в темноте. Сувениры, картины, покрытые такими красками, создают зрелищный эффект.

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СВЕТЯЩИХСЯ ВЕЩЕСТВАХ

·  Свечение может возникать благодаря медленному окислению вещества на воздухе (например, белый фосфор, люциферин в некоторых насекомых, микробах, грибах, рыбах). Такие вещества без доступа окислителя (например, кислорода воздуха) не светятся. С повышением температуры свечение таких веществ усиливается (белый фосфор сильно ядовит и самовоспламеняется при температуре 18-25°С).

·  Некоторые вещества могут светиться от трения или встряхивания (например, кристаллический хелидонин, некоторые сульфиды, активированные марганцем и др.). Такое свечение называется триболюминесценцией.

·  Вещества, светящиеся в присутствии радиации или невидимых для глаза лучей рентгена, используются для изготовления составов с постоянным свечением. В качестве радиоактивно активного вещества используются, например, парафин, в молекулах которого часть атомов обычного водорода (протия) заменена атомами сверхтяжелого радиоактивного водорода (трития). Из-за наличия радиоактивных элементов в составе такие источники видимого света опасны для здоровья.

·  Четвертый класс светящихся веществ - это те, которые светятся благодаря запасенной энергии. Их свечение может продолжаться весьма интенсивно даже несколько часов после предварительного освещения. Рецепты именно таких составов приведены выше. По сравнению с другими светосоставами они обладают рядом преимуществ: не окисляются, не содержат радиоактивных примесей, могут светиться независимо от доступа воздуха, не требуют никакого трения или встряхивания в отличие от триболюминесцентов. Единственным их недостатком является то, что им требуется время от времени "подзарядка" для накопления энергии.

Рецепты получения карбонатных фотолюминофоров

Явление фосфоресценции можно хорошо наблюдать на сульфидах щелочноземельных металлов. Оно заключается в том, что некоторые вещества, будучи предварительно подвергнуты освещению, продолжают затем некоторое время светиться в темноте. Сущность явления состоит в возбуждении электронов фосфоресцирующего вещества под действием постороннего освещения и последующем их возврате на низшие энергетические уровни, сопровождающемся излучением света. Фосфоресцирующие вещества являются, таким образом, как бы аккумулятором световой энергии.

      Главной составной частью светящихся красок являются сернистые соли: сернистый цинк, сернистый барий и др. Все вещества, входящие о состав светящихся красок, должны быть химически чистыми.

      Кроме веществ, необходимых для образования фосфоров, в исходную смесь вводят обычно и вещества, служащие исключительно для понижения температуры ее плавления (плавни).

      При смешении реактивов нужно придерживаться следующей последовательности: сначала соли смешивают с крахмалом, затем с растворами, после чего полученную смесь сушат до пыления. 

     Далее сухую смесь соединяют с серой и окислами при тщательном смешивании в чистом фарфоровом (в идеале - кварцевом) тигле, закрывающемся фарфоровой крышкой (не слишком плотно).

      Этот тигель помещаем в тигель или кварцевый стакан большего размера, и засыпаем до краев активированным углем БАУ, после чего помещаем для прокаливания в муфельную печь с регулятором температуры, имеющую мощную вытяжную трубу, (либо в электрическую печь КО-14). Прокаливают  смесь при температуре 700-1200° С в течение 40 мин (для рецептов алюминатных фотолюминофоров или фотолюминофоров на базе окиси алюминия, время прокаливания может достигать 3-х часов).      

      Накаливаемая смесь будет иметь вначале ярко-красный цвет и в конце соломенно-желтый.

      После извлечения из печи тигель, не открывая, отставить, чтобы остыл. Затем открыть, удалить корку и растереть сплав в порошок. Охлажденная смесь растирается в ступке (или шаровой мельнице, но ни в коем случае не в кофемолке) и просеивается через самую мелкую фильтрационную воронку или сито на её основе.

Образцы, прокаленные при температурах ниже 1100^оС имеют кубическую модификацию кристаллической решетки основы, остальные образцы обладают гексагональной модификацией кристаллической решетки. 

Вот так и получается фотолюминофор.

Фиолетовый цвет

Окись кальция СаО – 20 г, сера S – 6 г, сульфат лития Li₂SO₄ - 1,5 г, 1 мл 0,5%-го спиртового раствора нитрата висмута Bi(NO₃)₃. Калить при температуре 700° С в течение 40 минут.

Синий цвет

Окись кальция СаО – 20 г, гидроокись бария** Ва(ОH)₂ – 20 г, сера S – 8 г, сульфат кадия K₂SO₄ – 1 г, сульфат натрия Na₂SO₄ – 1 г, сульфат лития Li₂SO₄ – 2 г, 2 мл 0,5%-го спиртового раствора нитрата висмута Bi(NO₃)₃. Калить 40 минут при температуре 800° С.

Сине-голубой цвет

Карбонат кальция СаСО₃ – 100 г, окись магния MgО – 25 г, сера S – 50 г, сахароза С₁₂Н₂₂О₁₁ – 10 г, фторид натрия* NaF – 3 г, сульфид калия K₂S - 2,5 г, сульфид натрия Na₂S - 2,5 г, (0,5%-ные) спиртовые растворы: нитрата тория Th(NO₃)₄ - 1,6 мл, нитрата таллия*** TlNO₃ - 1,6 мл, нитрата висмута Bi(NO₃)₃ - 3,6 мл, нитрата рубидия RbNO₃ – 8 мл. Кипятить при температуре 1100° С в течение 150 минут.

Цвет морской волны

Окись кальция СаО – 10 г, окись стронция SrO – 20 г, вольфрамат кальция CaWO₄ – 1 г, сера S – 8 г, сульфаты калия и натрия K₂SO₄, Na₂SO₄ - по 1 г, сульфат лития Li₂SO₄ – 2 г, 2 мл 0,5%-го раствора нитрата висмута Bi(NO₃)₃ в спирте. Калить 40 минут при температуре 800° С.

Лиловый цвет

Окись калия СаО – 100 г, сера S – 30 г, 10 мл 0,5%-го спиртового раствора нитрата висмута Bi(NO₃)₃. Калить 30 минут при температуре 1200° С.

Светло-зеленый цвет

Карбонат стронция SrCO₃ – 40 г, сера S – 6 г, сульфат мышьяка (III)*** As₂S₃ – 1 г, карбонат лития Li₂CO₃ –1 г, 2 мл 0,5%-го спиртового раствора нитрата таллия*** Т1NО₃. Калить 45 минут при температуре 1200° С.

Желтый цвет

Гидроокись стронция Sr(OH)₂ – 15 г, карбонат бария** ВаСО₃ – 25 г, вольфрамат кальция CaWO₄ – 1 г, cepa S – 10 г, сульфат лития Li₂SO₄ – 1 г, 3 мл 0,4%-го спиртового раствора сульфата меди* CuSO₄, 3 мл 0,5%-го спиртового раствора нитрата тория Th(NO₃)₄. Калить при 800°С в течение 40  минут.

Красные тона

Для получения чистых красных тонов требуются исходные вещества класса "Ос.Ч" (особо чистые), чистая посуда и отсутствие запыленности в воздухе.

Красный цвет

Окись бария ВаО – 40 г, сера S – 9 г, фосфат лития Li₃PO₄ - 0,7 г, 3 мл 0,4%-го спиртового раствора сульфата меди* CuSO₄. Калить 40 минут при температуре 800° С.

Ярко-красный цвет

Карбонат бария BаСО₃ – 100 г, сера S – 15 г, бура Na₂B₄O₇ – 2,5 г, фосфат лития Li₃PO₄ - 2,5 г, 2 мл 0,5%-го спиртового раствора нитрата рубидия RbNO₃. 4 мл 0,5%-го спиртового раствора нитрата меди* Cu(NO₃)₂. Калить 45 минут при температуре 1200° С. 

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ

В состав для приготовления люминофоров могут входить ядовитые вещества (здесь они будут помечены значком *). Хранить их следует в емкости со специальной этикеткой и в закрываемом на замок шкафу.

При соприкосновении сульфидов с кислотами выделяется ядовитый газ сероводород с отвратительным запахом тухлых яиц. Его опасность повышается тем, что он парализует обонятельный центр.

Сульфиды щелочных и щелочноземельных металлов разрушают ногти и волосы при соприкосновении с ними, поэтому не следует допускать их попадания на какие бы то ни было участки тела, а после работы с ними тщательно мыть руки.

При спекании смесей в печи выделяются вредные газы (смесь вспенивается), поэтому нагревание следует проводить на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении, а тигель перед постановкой в печь заполнять не более чем на 1/3.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПРОСТЕЙШЕЙ СВЕТЯЩЕЙСЯ  КРАСКИ

Для покрытия предметов порошки красок разводят в носителях. Густота краски должна быть такой, чтобы она медленно стекала с кисти или палочки.

В качестве носителей для всех вышеприведенных светящихся красок может быть использовано акрил, нитролаки, уретановые лаки, эпоксидную смолу, жидкое стекло (силикатный клей), скипидар.

Можно разводить светящиеся краски и даммаровым лаком, в состав которого входят: даммаровая смола 52%, ксилол 43% и касторовое масло 5%. Смолу заливают ксилолом и тщательно перемешивают, после растворения смолы добавляют касторовое масло. Полученную смесь фильтруют через замшу. Лак имеет соломенно-желтый цвет, легко испаряется, поэтому хранить его нужно в стеклянной посуде с притертой пробкой. Если со временем в посуде появится осадок, то лак заново нужно отфильтровать. 2,5 части светящейся краски растворяют на 1 часть даммарового лака, и смесь тщательно перемешивают.

Карбонатные фотолюминофора конечно будут светить в пределах от 30 минут до 2 часов, но зато инградиенты для их приготовления относительно дешевы (по сравнению с алюминатными) и позволяют получить полную палитру цветов свечения. Дерзайте!!!