Способ получения люминофора на основеСульфидА СТРОНция Советский патент 1981 года по МПК C09K11/14 G01T1/11 

Изобретение относится к способу попучеввя люминофора, преанаэначеняого оля использования в качестве чувствительного алемента термопюминесаентных детекторов рентгеновского и гамма-излучения. Известен епособ получения люминофора на основе сульфида .стронция, заключающийся в том, что шихту, состоящую из карбоната стронция, редкоземельных актя- ваторов, серы и селена, прокаливают в теченве 1О-ЗО мин при в Boccta новительной илв инертной среде, затем смешиваю с небольшими количествами ( фторида кальция и серы, та петируют иповторно прокаливают в той же.среа прн 800-1 ll}. Недостатком этого способа является сложность технологического процесса, а именно прерывистость и большое количест во препаративных операций. Из числа известных технических решений наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является способ получения люминофора на основа сульфида стронция путем двухстадийного прокаливания шихты, содержащей сульфат или карбонат стронция, редкоземельные активаторы, серу, фторид кальция, окись магния и крахмал. Первую стадию прокаливания ведут при 1200®Q 1О-15 мин, а вторую при 2 Омин, причем после первой стации спек охлаждают и смешивают с фторидом кальция и серой. Полученный термолюминофор имеет выход термолюминесценции 0,03% fsj. Недостатком известных способов явЛяется сложность технологического процесса. Цель изобретения - упрощение способа получения люминофора за счет исключения стадии промежуточного охлаждения шихты при сохранении выхода термолк 1инесцен- ции последнего. Шя достижения этой цели в способе получения люминофора на основе сульфида стронция, включающем двухстадийное прокаливание шихты, содержащей сульфат или карбонат стронция, редкоземельные

активаторы, серу, фториц кальция, окись магния и крахмал, первую стацию прокаливания ведут при 83О-850 С в течение 0,15-0,25 ч, а вторую - при 1050- ; в течение 0,5-1 ч.

После первой стадии температуру желательно поднимать со скоростью 45О8ОО С/ч.

Начальная температурапрокаливания 830-85О С и время вьщерживания ших- ты при этой температуре.0,15-0,25 ч являются оптимальными для восстановления сульфата или карбоната стронция крахмалом и серой и для предотвращения окисления шихты. Температура менее 83О С не обеспечивает необходимую полноту реакаий восстановления, тогда как при температуре более 85О С в|земя контакта наиболее, химически активных молекул серы с твердой фазой становится нецостаTOlHbiM для требуемой полноты восстановления. Время менее 0,15 ч является недостаточным для образования необходимого количества.сульфида стронция, а при прокаливании шихты при 83О-85О С в / течение более 0,25 ч повышается расход серы, которая необходима для предотвращения окисления во время переходного процесса. Этот процесс, в течение которого происходит дополнительное восста- новление основы и создание условий, необходимых для формирования люминофора, идет при повышении температуры от 830850 С до 1050-11ОО С со скоростью 450-8ОО С/ч. Отклонение от указанных значений скорости нагрева ведет к изменению времени взаимодействия материала с оставшимся количеством серы, что также увеличивает опасность окисления и может привести к уменьшению чувствительности люминофора.

Прокаливание при 1050-1100 С в течение О,5-1,0 ч ведет к образованию твердого раствора активаторов в сульфиде стронция. Температура менее 1О5О С, а также- время прокаливания менее 0,5 ч, ЯВЛЯЮТСЯ недостаточными для эффективного Действия флюса и диффузии активаторо в основу. Прокаливание в течение времени более 1 ч не дает какого-либо значительного изменения свойств люминофора, но невыгодно из-за увеличения общего времени синтеза.

Пример 1. Шихту, содержащую 2 г сульфата стронция, сульфаты самария и европия, по О,2 мл О,О25 М раствора каждого, О,1 г фторида кальция, 1,1 г элементарной серы, 0,2 г крахмала и

;0,1 Г ОКИСИ магния, смачивают абсолютным спиртом, сушат при температуре 75 С в течение 1,5 ч, растирают и пересыпают в кварцевую лодочку, которую помещают в кварцевую ампулу для прокаливания. Шихту нагревают до в атмосфере аргона, выдерживают в течение 0,2 ч, затем нагревают со скоростью до 1075 С и выдерживают при этой температуре в течение 0,75 ч. Для испытания люминофора его прессуют в таблетки диаметром 10 мм и толщиной О,3 мм. Образец прогревают до для снятия остаточного сигнала термолюминесценцйи, облучают светом длиной волны 450 нм от светосостава постоянного действия с известным квантовым выходом и измеряют термолюминесценцию на установке, проградуированной в квантах испускаемого света. Отношение площади Под к|эивой термовысвечивания (интегралиспускаемых квантов) к числу поглощённых квантов является величиной выхода термолюминёсценции при фотовозбуждении Выход термолюминесценции люминофора составляет 0,05%.

Пример 2. Готовят шихту состава, аналогичного примеру 1, за исключением того, что вместо сульфата стронция берут карбонат стронция. Шихту нагревают до 830°С в атмосфере аргона, выдерживают при этой температуре в течение 0,15 ч, затем, поднимают температуру до 1050 С со скоростью 450 С/ч и выдерживают при этой температуре в течение 0,5 ч.

Полученный люминофор имеет выход термолюминесценции -0,03%.

Пример 3. Шихту состава, аналогичного примеру 2, нагревают до 85CfC в атмосфере аргойа, выдерживают при этой температуре в течение 0,25 ч, зате поднимают температуру до со скоростью 8ОО С/ч и выдерживают при этой температуре в течение 1 ч. Выход термолюминесценции полученного люминофора составляет 0,04%.

Как видно из примеров, предлагаемый . способ позволяет осуществить синтез основы и формирование люминофора без промежуточного охлаждения шихты, что уменшает число технологических операций и облегчает процесс автоматизации производства люминофора без ухудшения выхода его термолюминесценции.

Формула изобретения

1. Способ получения люминофора на основе сульфида стронция путем двухста58340956

цийного прокаливания шихты, содержащей2. Способ по п. 1, отличаю

сульфат или карбонат стронция, рецкозе-щ и и с я тем, что после первой стадии мельные активаторы, серу, фторид кальция, температуру поднимают со скоростью v

окись магния и крахмал, о т л и ч а -45О-80О С/ч. ю щ и и с я. тем, что, с целью упроще-

ВИЯ способа за счет исключения стадииИсточники информации,

промежуточного охлажденияшихты припринятые во внимание при экспертизе сохранении выхода термолюминесценции j

люминофора, первую стадию прокаливания1. Патент СЩА N 25273e5t

ведут при SaO-SSOt в течение 0,15- д кл. 252-301.4, 1950. 0,25 ч, а вторую - при 1О5О-110О С2. Патент США № 2522074,

в течение 0,5-1 ч. .кл. 252-301.4, 195О.