Научная статья на тему 'ЛЮМИНОФОРЫ ДЛИТЕЛЬНОГО ПОСЛЕСВЕЧЕНИЯ - ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ МЧС'

ЛЮМИНОФОРЫ ДЛИТЕЛЬНОГО ПОСЛЕСВЕЧЕНИЯ - ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ МЧС Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
216
49
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЛЮМИНОФОРЫ ДЛИТЕЛЬНОГО ПОСЛЕСВЕЧЕНИЯ / ПРИМЕНЕНИЕ ЛЮМИНОФОРОВ / ЛЮМИНОФОРЫ ДЛЯ МЧС / ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ И РАСКРЫТИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ СОБЫТИЙ / АВАРИЙНЫЕ УКАЗАТЕЛИ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ПУТЕЙ ЭВАКУАЦИИ / SUPER AFTERGLOW PHOSPHORS / PHOSPHORS FOR THE MINISTRY OF EMERGENCY SITUATIONS / LDP-2 / LDP-3 / PHOSPHORS IN SEARCH AND RESCUE WORKS / PHOSPHORS IN EMERGENCY WORKS

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Большухин В. А., Булычев Н. А., Васильева Нонна Николаевна, Гарелина Светлана Александровна, Гусев А. Л.

В настоящей статье рассматриваются возможности использования люминофоров длительного послесвечения, способных самостоятельно без подводки к ним энергии светиться в течение темного времени суток за счет энергии, накопленной в светлое время, для целей и задач, решаемых МЧС. На основе анализа результатов исследований спектральных и инерционных свойств различных люминофоров длительного послесвечения показано, что наиболее перспективными являются люминофоры серии ЛДП-2 и ЛДП-3.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Большухин В. А., Булычев Н. А., Васильева Нонна Николаевна, Гарелина Светлана Александровна, Гусев А. Л.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Super afterglow phosphors and possibility of application for Ministry of Emergency Situations

This article discusses possibility of using phosphor super afterglow. The phosphors are able to independently, without eyeliner them with energy lights, glow at night time due to the energy accumulated during daylight. This allows them to be used efficiently for the objectives and tasks undertaken by the Ministry of Emergency Situations. Based on the analysis results of spectral and inertial properties of various long afterglow phosphors it is shown that phosphors of series LDP-2 and LDP-3 series are the most promising.

Текст научной работы на тему «ЛЮМИНОФОРЫ ДЛИТЕЛЬНОГО ПОСЛЕСВЕЧЕНИЯ - ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ МЧС»

ы — ОПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВА

ti н OPTICAL PHENOMENA AND FACILITIES

Статья поступила в редакцию 14.06.13. Ред. рег. № 1681 The article has entered in publishing office 14.06.13. Ed. reg. No. 1681

УДК 621.315; 692.3:535.37; 628.92/.97

ЛЮМИНОФОРЫ ДЛИТЕЛЬНОГО ПОСЛЕСВЕЧЕНИЯ -ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ МЧС

12 3 3

В.А. Большухин , Н.А. Булычев , Н.Н. Васильева , С.А. Гарелина , А.Л. Гусев4, М.А. Казарян2, В.И. Красовский5, П. С. Пляка6, А.А. Собко7,

о

В. И. Сачков

1ООО НПК «Люминофор» 141190, Московская обл., Фрязино, Заводской проезд, 2 Тел.: (495) 465-88-88, e-mail: [email protected]

2ФГБУН Физический институт им. П.Н. Лебедева 119991, г. Москва, Ленинский проспект, 53 Тел.: +7 499 135 78 90, e-mail: [email protected]

3ФГБОУ ВПО «Академия гражданской защиты МЧС России» 141435, г. Химки, мкр. Новогорск, АГЗ МЧС Тел.: +7 903 231 21 66, e-mail: [email protected] Тел.: +7 916 963 46 38, e-mail: [email protected]

4Научно-технический центр «Тата» 607181, Нижегородская обл., г. Саров, ул. Московская, 29 Тел.: +7 (83130) 9-18-46, e-mail: [email protected]

5ФГБУН Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук 119991, г. Москва, ул. Вавилова, 38 Тел.: +7 (499) 135-23-66, e-mail: [email protected]

6Южный научный центр РАН 344006, Ростов-на-Дону, проспект Чехова, 41 Тел.: +7 (863) 266-56-77

7Академия инженерных наук им. А.М.Прохорова 123557, Москва, ул. Пресненский Вал, 17 Тел.: +7 916 191 91 20, e-mail: [email protected]

8Сибирский физико-технический институт ТГУ

634050 Томск, пл. Новособорная, д. 1 Тел.: (3822) 413-799, e-mail: [email protected]

Заключение совета рецензентов 17.06.13 Заключение совета экспертов 19.06.13 Принято к публикации 21.06.13

В настоящей статье рассматриваются возможности использования люминофоров длительного послесвечения, способных самостоятельно без подводки к ним энергии светиться в течение темного времени суток за счет энергии, накопленной в светлое время, для целей и задач, решаемых МЧС. На основе анализа результатов исследований спектральных и инерционных свойств различных люминофоров длительного послесвечения показано, что наиболее перспективными являются люминофоры серии ЛДП-2 и ЛДП-3.

Ключевые слова: люминофоры длительного послесвечения, применение люминофоров, люминофоры для МЧС, предупреждение и раскрытие пространственно-временных событий, аварийные указатели при организации путей эвакуации.

ISJA

Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 06 (128) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013

97

SUPER AFTERGLOW PHOSPHORS AND POSSIBILITY OF APPLICATION FOR MINISTRY OF EMERGENCY SITUATIONS

V.A. Bolshyhin1, N.A. Bylichev2, N.N. Vasilieva3, S.A. Garelina3, A.L. Gysev4,

J C ^ 7 o

M.A. Kazaryan , V.I. Krasovskii, P.S. Plyaka , A.A. Sobko , V.I. Sachkov

'Ltd SPC "Phosphor" 2 Zavоdskoy Proezd, Friazino, Moscow. reg., 141190, Russia Теl.: (495) 465-88-88, e-mail: [email protected]

2P.N. Lebedev Physical Institute of RAS 53 Leninsky Ave., Moscow, 119991, Russia Теl.: +7 499 135 78 90, e-mail: [email protected]

3Academy of Civil Protection, Ministry of Emergency Situations 141435, Khimki, Novogorsk reg., Academy of Civil Protection, Ministry of Emergency Situations Теl.: +7 903 231 21 66, e-mail: [email protected] Теl.: +7 916 963 46 38, e-mail: [email protected]

4Scientific Technical Centre "TATA" 29 Moscow St., Sarov, Nizhnij Novgorod reg., 607181, Russia Tel.: +7 (83130) 9-18-46; fax: +7 (83130) 9-07-08; e-mail: [email protected]

5A.M. Prokhorov General Physics Institute of RAS 38 Vavilov St., Moscow, 119991, Russia Теl.: +7 (499) 135-23-66, e-mail: [email protected]

6Yuzhny Research Center of Russian Academy of Sciences 41 Chekhov Ave., Rostov-on-Don, 344006, Russia Теl.: +7 (863) 266-56-77

7Prokhorov Academy of Engineering Sciences 17 Presnensky Val, Moscow, 123557, Russia Теl.: +7 916 191 91 20, e-mail: [email protected]

8Siberian Physical-Technical Institute of Tomsk State University 1 Novosobornaya sq., Tomsk, 634050, Russia Tel.: (3822) 413-799, e-mail: [email protected]

Referred 17.06.13 Expertise 19.06.13 Accepted 21.06.13

This article discusses possibility of using phosphor super afterglow. The phosphors are able to independently, without eyeliner them with energy lights, glow at night time due to the energy accumulated during daylight. This allows them to be used efficiently for the objectives and tasks undertaken by the Ministry of Emergency Situations. Based on the analysis results of spectral and inertial properties of various long afterglow phosphors it is shown that phosphors of series LDP-2 and LDP-3 series are the most promising.

Keywords: super afterglow phosphors, phosphors for the Ministry of Emergency Situations, LDP-2, LDP-3, phosphors in search and rescue works, phosphors in emergency works.

Светлана Александровна Гарелина Сведения об авторе: сотрудник Академии гражданской защиты МЧС России, кандидат технических наук. Область научных интересов: альтернативные источники освещения, физика и химия плазмы, экология галогенсодержащих органических соединений Публикации: 30 научных публикаций.

Нонна Николаевна Васильева

Сведения об авторе: сотрудник Академии гражданской защиты МЧС России, кандидат физико-математических наук. Область научных интересов: альтернативные источники освещения, физика и химия плазмы, экология галогенсодержащих органических соединений. Публикации: более 50 научных публикаций.

Введение

Люминофоры, как вещества, способные излучать свой характеристический свет, уже нашли многие применения в технике, окружающей нас, но сфера их

использования человеком непрерывно расширяется. Это связано как с развитием собственно люминофоров и люминесценции как науки, так и с развитием потребностей человека,

совершенствованием качества жизни, появлением

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 06 (128) 2013

© Scientific Technical Centre «TATA», 2013

новых направлений деятельности, например, спасением жизни в условиях чрезвычайных ситуаций (ЧС).

В функции МЧС входит проведение поисково-спасательных операций, имеющих целью установить местонахождение пропавшего объекта в состоянии бедствия - человека, группы людей, морского или воздушного судна и спасение лиц, терпящих бедствие [1]. Поиск предшествует спасанию и

Крушение Sukhoi Superjet 100, Индонезия The crash of Sukhoi Superjet100, Indonesia

является отдельной разновидностью аварийно-спасательных работ.

Часто в связи со сжатыми сроками в поисковых операциях бывает задействовано много десятков специалистов и техники. Как правило, поисковые операции приостанавливаются с наступлением темноты, а в горах их проведение усложняется из-за погодных условий (снег, туман и сильный ветер).

По данным МЧС: в поисковой операции были задействованы 84 специалиста МЧС РФ. Из-за сложности выполняемых работ, МЧС РФ назвали операцию беспрецедентной. Было совершено 50 спусков, обследовано 1670 кв. метров территории и найдено порядка 120 фрагментов разбившегося лайнера... Черный ящик так и не был найден на месте крушения [2].

Поисковая операция Ан-2 The search operation of An-2

По словам начальника ГУ МЧС России по Свердловской области генерал-майора А. Заленского: «...операция по поиску Ан-2 была беспрецедентной не только по количеству задействованных сил авиации, но и по числу наземных группировок. есть ряд факторов, которые затрудняют поиск, - это огромные непроходимые и малонаселенные территории, а также озера и болота, которые прочесать просто невозможно... На поисковую операцию, которая продолжалась почти шесть месяцев, из бюджета области было потрачено 30 миллионов рублей [3].

«За лето в лесах Беларуси пропали 100 человек» [4].

Поиск людей в природных условиях

Список аналогичных примеров можно продолжать бесконечно долго. Для оптимизации поисковых работ предлагается использовать альтернативные источники световой энергии -люминофоры длительного послесвечения (ЛДП). Люминофоры можно наносить на одежду, отдельные элементы конструкции и оборудования самолетов. Очевидна также актуальность и целесообразность использования люминесцентных вставок в спецодежду спасателей, например, при проведении поисковых работ в пещерах и протяженных горных выработках, когда часто одного фонаря, входящего в комплект снаряжения спасателя, бывает недостаточно [1].

ЛДП, использование которых позволит повысить эффективность поисково-спасательных работ, очевидно, должны быть различимы с расстояния нескольких сот метров и обладать высокой гидро- и атмосферостойкостью.

ЛДП можно результативно использовать и для маркировки пострадавших при медицинской сортировке при массовых травмах во время ЧС. Такая маркировка и дублирование результатов всех экстренных исследований осуществляется цветными маркерами на коже лобной области [5, 6]. Более того, по неофициальным данным часто для этих целей используются шариковые ручки. Очевидно, что возникают проблемы при дальнейшем распознавании маркировки, особенно в темное время суток, при высокой затуманенности и плохих погодных условиях.

ЛДП для маркировки пострадавших должны излучать видимый свет заданного спектра, обладать повышенной интенсивностью излучения, быстрой активацией и высокой гидро- и атмосферостойкостью.

По постановлению правительства Москвы 26 сентября 2005 года №1878-РП планируется широкое применение ЛДП для обеспечения безопасности

Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 06 (128) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013

ночного движения транспорта, аварийного освещения станций и тоннелей метро, учебных и дошкольных учреждений и т.д. По данным [7], до настоящего времени не реализованы материалы, отвечающие соответствующим требованиям.

Правильный расчет и организация путей эвакуации на основе ЛДП с высокой термостойкостью обеспечат оптимальное проведение аварийно-спасательных и поисковых работ.

Стоит отметить, что до настоящего времени нет единого подхода к разработке оптимальных светоизлучающих ЛДП. В последние десять лет разработка новых люминофорных материалов с улучшенными физико-химическими и

светотехническими свойствами заключается в комбинировании наиболее эффективных известных люминесцентных систем и внедрении новых соактивированных составов (например, [8-11]). Однако для возбуждения большинства таких материалов требуется УФ излучение, что фактически приводит к ограничению их применения.

В работе предложен ЛДП и соответствующий светонакопительный материал для оптимизации деятельности различных подразделений МЧС.

Известные ЛДП и светонакопительные материалы, используемые в промышленности

В середине XX века применялись ЛДП, синтезированные на щелочно-земельных основах (Са8, 8г8), активированные редкоземельными ионами (Ей, 8ш), а позже на основе сульфидов цинка и кадмия, активированные ионами меди, в том числе при их легировании ионами кобальта [12, 13].

Анализ литературы (например, [14]) показал, что люминофоры на основе сульфидных соединений (Са8, 8г8)Б или 2п8:Си, имеющих общую формулу ЛпБуьМе, не обладают значительным временем послесвечения, при этом отличаются высокой скоростью светонакопления, достаточной начальной яркостью и возможностью воспроизводить основные цвета палитры. Основной недостаток таких люминофоров в невысоких параметрах гидро- и атмосферостойкости, что приводит к их быстрому разрушению на воздухе, при солнечном облучении и в воде [14]. Практическое применение этих материалов ограничивалось их использованием только в закрытых помещениях при постоянстве температуры и влажности. Показано, что эффективность фосфоресценции повышается с введением активаторов: для 8г8, Са8:Б1 - добавка 8ш и Си, а для 2п8:Си - добавка Со [12, 13].

В конце XX века был предложен новый тип люминесцентной системы 8гЛ1204:Еи2+,Бу3+ с длительным послесвечением более 16 ч и высокой начальной яркостью в области 520 нм [15]. Благодаря высокой яркости и длительности послесвечения, алюминатные люминофоры МеЛ1204:Еи2+Яе (Ме - щелочноземельный металл,

Яе - редкоземельный активатор из группы лантаноидов) в последние 10-15 лет получили широкое распространение [16, 17]. Стоит отметить, что наиболее изученной матрицей является система 8гЛ1204:Еи2+,Бу3+ [18-20].

Известны два основных варианта светонакопительных материалов, используемых в промышленности:

1. Хлорвиниловые лакокрасочные материалы с использованием ЛДП (например, [21]).

2. Полимерный слой, равномерно наполненный ЛДП.

По данным [8], основным недостатком светонакопительных материалов, относящихся к первому варианту, является их низкая гидролитическая устойчивость, особенно при воздействии интенсивного солнечного облучения, и временное изменение спектра пропускания хлорвинилового лака, выражающееся в его интенсивном пожелтении.

В работе [18] для изготовления тонкослойных источников света и автономного аварийного освещения рассмотрена возможность использования полимерного слоя на основе поликарбоната, выполненного на светоотражающем носителе и равномерно наполненного ЛДП 8гЛ1204:Еи2+,Бу3+. Минимальная толщина такого слоя соизмерима с размером зерен люминофоров. Показано, что поликарбонатные пленки весьма перспективны для защиты люминофоров от внешних климатических воздействий, а их высокая прочность и гибкость позволит принимать источникам света различную произвольную 3Б форму (например, [18, 20]).

Результаты исследований спектральных и инерционных свойств 8гЛ1204:Еи2+,Бу3+ (ЛДП-2) и 8г4Л114025:Еи2+,Бу3 (ЛДП-3)

В [18] приведены результаты исследований спектральных и инерционных свойств ЛДП-2 и ЛДП-3 как для слоев люминофора, в том числе нанесенных на поверхность полупроводниковых светодиодов, так и для поликарбонатных пленок, заполненных зернами люминофоров [18].

Показано (рис. 1), что имеется две области возбуждения ЛДП-2: коротковолновая, с максимумом вблизи 190 нм, и длинноволновая, имеющая пики в области 290-420 нм.

На рис. 2 приведен график зависимости скорости накопления ЛДП-2 светосуммы при различных уровнях освещенности источником Б65, соответствующим солнечному дневному свету: 200, 400, и 1000 люкс. Светосумма оценивалась как количество света (квантов), высвеченных люминофором в течение 30 минут после выключения возбуждения. Скорость накопления нелинейно возрастает при увеличении освещенности.

По данным [19], время, необходимое для запасания максимальной светосуммы, составляет 10-

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 06 (128) 2013

© Scientific Technical Centre «TATA», 2013

30 мин. При большой плотности мощности возбуждения свыше 10-1, Вт/см2 наблюдается резкое сокращение этого времени, связанное с высвечивающим действием возбуждения и насыщением центров свечения.

um

Рис. 1. Спектр возбуждения ЛДП-2 Fig. 1. Excitation spectrum of LDP-2

1,2

ШТТТ

Рис. 2. Скорость накопления ЛДП-2 светосуммы при различных уровнях освещенности источником D65: 1 - 200, 2 - 400 и 3 - 1000 люкс Fig. 2._Accumulation rate_of LDP-2 lightsum at various levels of illumination source D6S\ 1 - 200, 2 - 400, and 3 - 1000 lux

Таким образом, для развития практического применения таких люминофоров, весьма перспективно использование полупроводниковых светодиодов. Современные рыночные светодиоды (электрическая мощность от 4 мВт до 1,2 Вт) излучают энергию в спектральном диапазоне, наиболее подходящем для возбуждения этих люминофоров (от 360 до 410 нм). В работе [18] показано, что применение светодиодов существенно сократит время, необходимое для запасания максимальной светосуммы, до 1-2 мин при плотности мощности возбуждения не более 110-3 Вт/см2.

В спектре излучения ЛДП-2 при возбуждении полупроводниковым светодиодом (Х=381,2 нм, W=30 мВт) наблюдается лишь один максимум в области 510-520 нм, который очень хорошо согласуется со спектральной чувствительностью человеческого глаза при сумеречном зрении (рис. 3).

Т1111

Рис. 3. Спектр излучения 1 - ЛДП-2, 2 - ЛДП-3 Fig. 3. Emission spectrum of 1 - LDP-2, 2 - LDP-3

Было показано [18], что выход свечения ЛДП-2 при стационарном возбуждении существенно выше и составляет 80-90% при интенсивности возбуждения WB=110-4 Вт/см2, но уменьшается приблизительно до 60% при WB=110-2 Вт/см2, т.е. яркость свечения сублинейно зависит от плотности возбуждения. Яркость стационарного свечения составляет 400 Кд/м2 (при плотности возбуждения WB~110" 3 Вт/см2), т. е. даже соответствует яркости современных телевизионных экранов (до 400 Кд/м2) (рис. 4).

Рис. 4. Зависимость яркости свечения от плотности возбуждения ЛДП-2 Fig. 4. Brightness dependence on excitation density LDP-2

Для того чтобы визуально обнаружить и идентифицировать объект на фоне окружения, он должен отличаться по яркостным и цветовым характеристикам от окружающей среды, т.е. быть заметным.

Величину яркостного контраста можно рассчитать из соотношения К=В/Вф, где В и Вф -значения яркостей для объекта наблюдения и окружающего фона. Следует заметить, что в условиях слабой освещенности, менее 0,015 люкс, у человеческого глаза исчезает способность различать

Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 06 (128) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1G1

цвета, и яркостной контраст становится решающим фактором в определении видимости объекта. Пороговый контраст, позволяющий визуально обнаружить объект в условиях сумеречной адаптации, согласно [22], составляет величину Кп=1,05. При этом, конечно, должно выполняться превышение порога по угловому разрешению (~0,1°). Для уверенного обнаружения и различения объекта, предельное контрастное соотношение рекомендуется брать с семикратным запасом по порогу Кпр=Кп7=(1,05)7=1,4. Это означает, что для уверенного визуального наблюдения объекта его яркость должна не менее чем в 1,4 раза превышать яркость фона. В лунную ночь, когда освещенность земной поверхности ориентировочно составляет 0,1 люкса, а коэффициент отражения для фона 60%, яркость фона составит Вф=кЕ/л=0,6х0,1/3,14~18 (мкд/м2). Таким образом, объекты, яркость свечения которых превышает величину В=КпрВф=1,4*18=25 (мкд/м2), будут уверенно обнаружены в ясную ночь при визуальном наблюдении.

Человек, на котором одет жилет, выполненный из люминофоров серии ЛДП-2, может быть легко обнаружен в течение 2-х часов после захода солнца при обследовании открытой местности с вертолета, т. к. яркость свечения одежды будет составлять в этих условиях более 25 мкд/м2.

По данным [7], затухание яркости послесвечения ЛДП-2 при 3<1<1000 мин происходит по закону гиперболы 1(1)~1-к, где к=1,07 (рис. 5).

Аналогичное исследование [7] для ЛДП-3, показало, что затухание яркости послесвечения при 3<1<1000мин происходит по закону гиперболы 1(1Н-к, где к=1,24.

100Q 0

люкс 25 люкс 50 люкс 100 люкс 200 люкс Ю0 люкс 1600

10.0

325 iÖOO

Рис. 5. Кривые затухания яркости послесвечения ЛДП-2 после засветки источником D65 в 25, 50, 100, 200, 400 люкс Fig. 5. Decay curves of afterglow brightness of LDP-2 after exposition with a source D65: 25, 50, 100, 200, 400 lux

Экстраполяция данных кривых указывает на важные параметры послесвечения, которые приведены в таблице.

Таблица.

Параметры послесвечения ЛДП-2 и ЛДП-3

Table.

Afterglow parameters of LDP-2 and LDP-3

Формула ^ЧуБС; 4 Р10мию мКд/м2 мКд/м2

ЛДП-3 71,3 206 30

ЛДП-2 57,4 437 47

Требуется* 180 20

* - по распоряжению правительства Москвы от 26 сентября 2005 года № 1878-РП

где 1чувс - длительность послесвечения до порога чувствительности человеческого глаза в сумеречном зрении; Ь10мин, Ь1час - соответственно, яркости послесвечения через 10 и 60 минут после прекращения возбуждения.

Из таблицы видно, что значения яркости послесвечения через 10 и 60 минут после прекращения возбуждения люминофоров серии ЛДП-2 и ЛДП-3 превышают соответствующие значения, требуемые правительством Москвы.

Алюминатная матрица позволяет синтезировать модифицированные составы различных ЛДП, обладающих высокой термостойкость, гидро- и атмосферостойкостью. Например, состав 8г(Са)А1204:Еи2+,Бу3, излучающий в зелено-голубой области спектра 410-520 нм и возбуждающийся фиолетово-голубыми лучами 290-410 нм, можно использовать для медицинской маркировки пострадавших при ЧС совместно с 8гА1204:Би2+,Бу3, излучающим в зелено-желтой области спектра.

Таким образом, результаты исследований спектральных и инерционных свойств люминофоров серии ЛДП-2 и ЛДП-3 и других синтезированных модифицированных составов на основе алюминатной матрице, показали их эффективность для решения целей и задач МЧС.

Пути усовершенствования светонакопительных материалов

В [23] предложено для замедления процесса гидратации алюминатных люминофоров в решетку ввести одновалентные атомы щелочных элементов. При замещении 8г+2(Ва+2,Са+2) на №+(П+,К+) в решетке алюмината происходит обмен иона на ион. Чем больше ионов проникает в решетку

алюмината и замещает стронций, чем больше этих ионов располагается в полостях структуры для компенсации заряда, тем меньше остается пустот решетки для проникновения воды, и тем слабее протекает процесс гидратации алюмината. Известно также, что под воздействием примесей в алюминатах происходит перестройка типа кристаллической решетки, т. е. от менее плотной к более плотной

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 06 (128) 2013

© Scientific Technical Centre «TATA», 2013

решетке, что приводит к повышению гидроустойчивости материала. Люминесцентные характеристики материала при этом практически не изменяются, а влагостойкость увеличивается [23].

В [24] предлагается в качестве светонакопителя использовать смесь двух люминофоров, первый из которых позволит достигнуть высокого значения начальной яркости послесвечения, тогда как второй - высокой накопленной светосуммы, обеспечивающей яркое свечение в течение нескольких часов работы. Указанные преимущества заключаются в быстроте, величине и длительности послесвечения.

Заключение

В работе показано, что люминофоры с длительным послесвечением серии ЛДП-2 и ЛДП-3 обладают эффективными свойствами,

представляющими интерес и перспективность для целей и задач, решаемых МЧС:

- объект из люминофоров серии ЛДП-2 может быть легко обнаружен в условиях недостаточной видимости (задымление, темное время суток) в течение более 2-х часов с расстояния несколько сот метров на открытой местности;

- яркости послесвечения через 10 и 60 минут после прекращения возбуждения люминофоров серии ЛДП-2 и ЛДП-3 превышают соответствующие значения, требуемые для аварийных указателей при организации путей эвакуации в соответствии с распоряжение правительства Москвы;

- источники автономного аварийного освещения на основе поликарбонатной пленки, равномерно наполненные ЛДП-2 и ЛДП-3, обладают высокой атмосферостойкостью, прочностью и гибкостью;

- возможность создания на основе хорошо изученной алюминатной матрицы эффективных ЛДП с основными цветами палитры.

Список литературы

1. Напольских М.Л. Поисково-спасательные работы в природной среде. Архангельск, 2011.

2. МЧС РФ завершило поиски обломков SSJ-100. Новостная лента УНИАН. http://obozrevatel.com/ abroad/93546-mchs-rf-zavershilo-poiski-oblomkov-ssj -100.htm (дата обращения 05.2013).

3. ГУ МЧС России по Свердловской области. http://www.66.mchs.gov.ru/index.php (дата обращения 05.2013).

4. За лето в лесах Беларуси пропали 100 человек. 2005-2013 Телеграф - новости Беларуси и мира. http://telegraf.by/2012/08/za-leto-v-lesah-belarusi-propali-100-chelovek (дата обращения 05.2013).

5. Основы медицинской сортировки пораженных (больных) в условиях чрезвычайной ситуации. Медицинский журнал. http://prizvanie.su/?p=1987 (дата обращения 05.2013).

6. Сортировка пострадавших при массовом ЧС. Парамедик.Ру. http://paramedik.ru/?p=25 (дата обращения 05.2013).

7. Семендяев С.В. Свойства кристаллофоров на основе стронциевых алюминатов и иттриевых оксисульфидов: дис. ... канд. физико-математических наук / С.В. Семендяев. Москва, 2009.

8. Зверева Е.М. Синтез и исследование полифункциональных люминофоров на основе алюминатов стронция: дис. . канд. химических наук / Е.М. Зверева. Саратов, 2008.

9. Lei B., Zhang H., Mai W., Yue S., Liu Y., Man S.Q. Luminescent Properties of Orange Emitting Long Lasting Phosphorescence Phosphor Ca2SnO4:Sm3+ // Solid State Sciences. 2011. Р. 525-528.

10. Xianghong H., Mingyun G., Zhongchun L., Tongming S., Ning L., Quanfa Z. Luminescent Properties and Application of Eu3+ activated Gd2(MoO4)3 Red Emitting Phosphor with Pseudo Pompon Shape for Solid State Lighting // Journal of Rare Earths. 2010. Vol. 28. Р. 878.

11. Wei R.P., Ju Z.H., Ma J.X., Zhang D., Zang Z.P., Liu W.S. A Novel White Afterglow Phosphor scent Phosphor Ca3SnSi2O9:Dy3+ // Journal of Alloys and Compounds. 2009. Vol. 486. L17-L20.

12. Фридман С.А., Черепнев А.А. Светящиеся составы постоянного и временного действия. М.: АН СССР, 1945.

13. Казанкин О.М., Марковский Л.А., Пекерман Д.М. Неорганические люминофоры. Л.: Химия, 1980.

14. Патент РФ № 2192444. Фотолюминофор с длительным послесвечением // Левонович Б.Н., Борисова Т.М., Личманова В.Н., Кириллов Е.А., Гусынин Б.А., Большухин В.А., Азаров А.Д. / 10.11.2002

15. Yamamoto H., Matsuzawa T. Mechanism of Long Phosphorescence of SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ and CaAl2O4:Eu2+,Nd3+ // J. Lumin. 1997. Vol. 72. Р. 287.

16. Matsusita T., Aoki Y., Takeuchi N., Murayama Y. // J. Electrochem. Soc. V. 143. № 8. P. 2670 (1996).

17. Патент РФ № 2194736. Фотолюминофор со сверхдлительным послесвечением // Сощин Н.П., Сысуева Н.М., Личманова В.Н., Кириллов Е.А., Гусынин Б.А., Большухин В.А., Азаров А.Д. / 05.12.2000.

18. Андриенко О.С., Большухин В.А., Георгобиани А.Н., Дацкевич Н.П., Демин В.И., Казарян М.А., Кротов А.В., Леонтович А.М., Лимонова Т.Ф., Мельник Н.Н., Сачков В.И., Семендяев С.В., Сощин Н.П., Тимофеев Ю.П. Новый композитный материал на основе поликарбоната и люминофора с длительным послесвечение // Краткие сообщения по физике ФИАН. 2007. № 12. С. 33-42.

19. Азаров А.Д., Большухин В.А., Евдокимова Т.В., Сощин Н.П. Светозапасающие

Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 06 (128) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013

1G3

люминофоры длительного послесвечения // Электронная промышленность. 2006. № 1. С. 24-28.

20. Большухин В.А., Геворкян В.А., Казарян М.А., Погосян М.А., Мхитарян Р.Г., Минасян С.Г., Мовсесян Г.Д., Морозова Е.А., Семендяев С.В., Демин В.И., Дацкевич Н.П., Григорян К., Андриенко О.С., Сухорукова П.В., Сачков В.И. Влагозащищенные люминофорные элементы различной конструкции // Сборник трудов симпозиума «Лазеры на парах металлов» Ростов-на-Дону, 24-28 сентября 2012 г. С. 15.

21. Патент РФ № 2329287. Люминесцентная краска // Волкова Л.И., Патрикеева М.К., Азаров А. Д., Большухин В. А. / 20.07.2008.

22. Мешков В.В., Епанешников М.М. Осветительные установки. М.: Энергия, 1972.

23. Патент РФ № 2217467. Стабильный фотолюминофор с длительным послесвечением // Азаров А.Д., Большухин В.А., Левонович Б.Н., Личманова В.Н. / 27.11.2003.

24. Патент РФ № 2381048. Люминесцентный состав для скрытой маркировки, противопожарная композиция и способ идентификации маркировки противопожарных композиций с использованием люминесцентного состава для скрытой маркировки // Смирнов Л.Н., Большухин В.А., Снегирёв Д.Г., Овсянников М.Ю., Баженов С.В., Копылов Н.П. / 10.02.2010.

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 06 (128) 2013

© Scientific Technical Centre «TATA», 2013

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.