Алюминат стронция - Strontium aluminate

Алюминат стронция
Порошок оксида силиката-алюмината стронция, легированного европием, в видимом свете, длинноволновом УФ-свете и в полной темноте.
Имена
Название ИЮПАК
Кислород стронция диалюминий (2-)
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ECHA InfoCard100.031.310 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 234-455-3
Характеристики
SrAl2О4
Молярная масса205,58 г / моль
ВнешностьБледно-желтый порошок
Плотность3,559 г / см3
Структура
Моноклиника
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Алюминат стронция (SRA, SrAl) является алюминат соединение с химической формулой SrAl2О4 (иногда пишется как SrO · Al
2О
3). Это бледно-желтый, моноклинический кристаллический порошок без запаха и негорючий. Когда активирован с подходящим присадка (например. европий, записывается как Eu: SrAl2О4), он действует как фотолюминесцентный люминофор с долгим упорством фосфоресценция.

Алюминаты стронция существуют в других составах, включая SrAl.4О7 (моноклинический), Sr3Al2О6 (кубический ), SrAl12О19 (шестиугольник ) и Sr4Al14О25 (ромбический ).

Люминофор

Для многих целей на основе фосфоресцирования алюминат стронция является значительно превосходящим люминофором своего предшественника, медь -активированный сульфид цинка, будучи примерно в 10 раз ярче и в 10 раз дольше светиться. Часто используется в светиться в темноте игрушки, 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, когда добавляют их в пластик.

В качестве основной матрицы можно использовать различные алюминаты. Это влияет на длину волны излучения иона европия за счет его ковалентный взаимодействие с окружающими атомами кислорода, и кристаллическое поле разделение 5d орбитальный уровни энергии.[1]

Люминофоры из алюмината стронция дают зеленый и аква 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 синий 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 излучение более распространенной фосфоресценции на более коротких длинах волн.

Для алюминатов, легированных диспрозием и европием, максимальная длина волны излучения составляет 520 нм для SrAl.2О4, 480 нм для SrAl4О7и 400 нм для SrAl12О19.[2]

Европа2+, Dy3+: SrAl2О4 важен как постоянно люминесцентный люминофор для промышленного применения. Это может быть произведено расплавленная соль вспомогательный процесс при 900 ° C.[3]

Наиболее описываемый тип - стехиометрический зеленый (около 530 нм) Eu2+: SrAl2О4. Европа2+, Dy3+, B: SrAl2О4 показывает значительно более продолжительное послесвечение, чем материал, легированный только европием. ЕС2+ легирующая примесь показывает сильное послесвечение, а Eu3+ почти нет. Поликристаллический Mn: SrAl12О19 используется как зеленый люминофор для плазменные дисплеи, а при легировании празеодим или же неодим это может действовать как добро активная лазерная среда. Sr0.95Ce0.05Mg0.05Al11.95О19 люминофор, излучающий на длине волны 305 нм, с квантовая эффективность 70%. Некоторые алюминаты стронция могут быть получены золь-гель процесс.[4]

Производимые длины волн зависят от внутреннего Кристальная структура материала. Незначительные изменения в производственном процессе (тип восстановительной атмосферы, небольшие вариации стехиометрия реагентов, добавление углерод или же редкоземельный галогениды ) может 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 Sr3Al2О6 претерпевает преобразование в SrAl2О4.[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 Люмибрит, разработан Seiko.

Алюминат стронция, легированный европием наночастицы предлагаются в качестве индикаторов напряжения и трещин в материалах, поскольку они излучают свет при механическом воздействии (механолюминесценция ). Они также полезны для изготовления механо-оптических наноустройств. Для этого нужны неагломерированные частицы; их сложно приготовить обычным способом, но их можно получить пиролизом смеси ацетилацетонат стронция, ацетилацетонат алюминия и ацетилацетонат европия в восстановительной атмосфере (аргон с 5% водорода).[7]

Церий и легированный марганцем алюминат стронция (Ce, Mn: SrAl12О19) демонстрирует интенсивную узкополосную (шириной 22 нм) фосфоресценцию при 515 нм при возбуждении ультрафиолетовым излучением (линия эмиссии ртути 253,7 нм, в меньшей степени 365 нм). Может использоваться в качестве люминофора в люминесцентных лампах в копировальные аппараты и другие устройства. Небольшое количество кремния, заменяющего алюминий, может увеличить интенсивность излучения примерно на 5%; предпочтительный состав люминофора - Ce0.15Mn0.15: SrAl11Si0.75О19.[8]

Конструкционный материал

Алюминат стронция цемент может использоваться как огнеупорный конструкционный материал. Его можно приготовить спекание смеси оксид стронция или же карбонат стронция с глинозем в примерно эквимолярном соотношении при температуре около 1500 ° C. Может использоваться как цемент для огнеупорный бетон для температур до 2000 ° C, а также для радиационная защита. Использование алюминатных цементов стронция ограничено доступностью сырья.[9]

Алюминаты стронция были исследованы как предлагаемые материалы для иммобилизации продукты деления из радиоактивные отходы, а именно стронций-90.[10]

Рекомендации

  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. Дои: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. Дои: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. Дои: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). Дои: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. Дои:10.1021 / jp022062c.
  6. ^ «RC TRITEC Ltd.: Swiss Super-LumiNova®». Получено 3 марта 2016.
  7. ^ Acers (Американское керамическое общество, The) (14 января 2010 г.). Прогресс в нанотехнологиях. ISBN  9780470588239. Получено 3 марта 2016.
  8. ^ http://patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US3836477.pdf
  9. ^ Одлер, Иван (02.09.2003). Специальные неорганические цементы. ISBN  9780203302118. Получено 3 марта 2016.
  10. ^ https://inldigitallibrary.inl.gov/sti/4655305.pdf
  • R C Ropp Elsevier (06 марта 2013 г.). Энциклопедия щелочноземельных соединений. Эльзевир. п. 555. ISBN  9780444595508.

внешняя ссылка