Смотрите оформленную статью:
РЕЦЕПТУРНЫЕ ДАННЫЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЮМИНОФОРОВ НА ОСНОВЕ СУЛЬФИДА ЦИНКА ZnS И СМЕШАННЫХ СОСТАВОВ НА БАЗЕ СУЛЬФИДОВ ЦИНКА И КАДМИЯ ZnS/CdS "СВЕТЯЩИЕСЯ КРАСКИ". В этом описании я скомпилирую всю значимую информацию по данному вопросу. К синтезу нужно приступать лишь после очистки и приготовления всех необходимых реактивов и их растворов. Нужные соединения обезвожены. Все растворимые и нерастворимые фториды должны быть предварительно прокалены при высоких температурах не менее 800 С и растерты в мельчайшие порошки. Соединения плавней: хлоридов ЩМ, а особенно ЩЗМ необходимо готовить в водных растворах, со строго рассчитанной концентрацией вещества.
Сульфид цинка для долгоиграющих составов обычно активируют марганцем, свинцом, серебром, висмутом, но самым лучшим активатором является медь.
Помимо необходимого присутствия плавней при готовке, самым главным и основным фактором образования составов с длительным послесвечением для ZnS, это термическая обработка при высоких температурах без доступа воздуха или в инертной атмосфере.
Дело заключается в структуре свежеосаждённого сульфида цинка, которая является сфалеритом. Сфалерит имеет плохую светимость. Но при температурах выше 1100 С, начинается более менее умеренное образование кристаллов вюрцита, обладающего после активации длительным послесвечением. И чем выше температура, тем больше по размеру образуются вюрцитовые кристаллы, тем выше светимость получаемого люминофора. Вот почему ZnS составы прокаливают при t 1200 – 1300 С.
Важно.
Нужно отметить и необходимое качество самого сульфида цинка. Покупной препарат должен иметь квалификацию - х.ч. для люминофоров. Если квалификация имеет надпись просто х.ч., то есть, без указания на пригодность для изготовления люминофоров, то такой препарат использовать не стоит.
Поясню в чём здесь дело. Сульфид цинка можно получать несколькими способами, в том числе и осаждением сероводородом из кислых растворов солей и из щелочных - аммиачных комплексов. Из аммиачных растворов осаждать куда легче и выгоднее в плане выхода продукта, достигающего около 100%, что с успехом и делается. Но, такой сульфид хоть и имеет высокую чистоту, но так же имеет гидратированную форму ZnS H2O и в силу своих свойств не пригоден для люминофоров, по причине низкой светимости в готовом изделии.
По этому, сульфид цинка для этих целей осаждают только из кислых растворов солей, который обладает совсем другими, нужными нам свойствами. Самым предпочтительным реактивом для осаждения является сульфат цинка в паре, с каким либо буферным раствором для поддержания определённой рН.
Выполнение работ. Приготовление шихты. Термическая обработка.
Взвешенный сульфид цинка помещают в чашечку. Туда же вносят в растворах рассчитанные количества растворов активатора и плавней. Вносят нерастворимые плавни заранее перетёртые в порошок. (Всё добавляется в любом порядке.)
В смесь при необходимости по не многу, при перемешивании добавляют дистиллированную воду доводя до сметанообразной массы. Все тщательно растирается с помощью пестика до однородности и отсутствия комочков. Затем, шихту сушат на водяной бане.
После, досушивают её при t до 120 С, для удаления кристаллогидратной влаги, при этом её периодически растирают. Порошок должен пылить при растирке.
Готовую шихту помещают в тигель, уплотняя её постукиванием тигля о стол. Закрывают крышкой и замазывают каолиновой глиной. После просушки замазки помещают в печь уже нагретую до 900 С.
После закрытия дверцы печи, температуру повышают до 1200 – 1300. По достижении нужной температуры тигель выдерживают необходимое время.
Перед извлечением тигля, температуру снова понижают до 700, что бы не вывести из строя нагреватели. Тигель постепенно остужают в эксикаторе и затем направляют на обработку его содержимого. Если печь сравнительно большая, то для того, что бы производительность процесса была выше, готовят несколько пробных партий люминофоров разных образцов. Заполняют печь тиглями плотнее, но не “под завязку” и всё прокаливают одновременно.
Перед загрузкой шихты в тигель, я поступаю следующим образом. Шихта сушится и растирается как положено, но затем смачивается водой до сильно вязкого состояния как пластилин. Равномерно распределяется в чашечке по всей её плоскости и как можно быстрее полностью высушивается.