RU2721095C1 - Неорганический фотохромный материал с пространственно-селективным эффектом памяти - Google Patents
Неорганический фотохромный материал с пространственно-селективным эффектом памяти Download PDFInfo
- Publication number
- RU2721095C1 RU2721095C1 RU2019135774A RU2019135774A RU2721095C1 RU 2721095 C1 RU2721095 C1 RU 2721095C1 RU 2019135774 A RU2019135774 A RU 2019135774A RU 2019135774 A RU2019135774 A RU 2019135774A RU 2721095 C1 RU2721095 C1 RU 2721095C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- memory effect
- radiation
- photochromic
- photochromic material
- inorganic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/32—Non-oxide glass compositions, e.g. binary or ternary halides, sulfides or nitrides of germanium, selenium or tellurium
- C03C3/321—Chalcogenide glasses, e.g. containing S, Se, Te
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области неорганических материалов для твердотельных индикаторов ультрафиолетового излучения. Неорганический фотохромный материал с пространственным эффектом памяти содержит Сu - 0,012-0,015 мас.%, Gd - 0,0004-0,0006 мас.% и ZnS – остальное. Техническим результатом является создание материала с выраженными пространственно-селективными фотохромными свойствами при облучении длинноволновым ультрафиолетовым излучением и эффектом памяти изменения цвета ≥ 30 сек. 1 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к области неорганических материалов для твердотельных индикаторов ультрафиолетового (УФ) излучения.
Фотохромные неорганические материалы, изменяющие цвет под воздействием УФ излучения, известны достаточно давно. Обычно они, в зависимости от состава, затемняются, просветляются или изменяют окраску при увеличении интенсивности УФ излучения. При этом изменение прозрачности или окраски происходит во всем объеме материала. Некоторые из неорганических фотохромных материалов сохраняют изменения окраски после снятия УФ излучения, т.е., их можно рассматривать как имеющие эффект памяти. Такой эффект не носит избирательного характера и наблюдается во всем объеме материала.
Развитие приборов для детектирования и индикации УФ излучения вызывает интерес к созданию материалов с избирательным эффектом памяти, который можно охарактеризовать как пространственно-селективный. Такой предполагаемый материал позволял бы «запоминать» на определенное время облучение, произведенное в конкретном месте датчика, а не во всем его объеме, и, соответственно, представлял бы интерес не только для индикаторов и детекторов УФ излучения, но и для устройств оптической памяти.
Наибольший интерес представляет разработка такого фотохромного материала для применения в длинноволновом УФ диапазоне, так же называемом «Ультрафиолет А» [стандарт ISO-DIS-21348], то есть в области длин волн приблизительно от 315 до 400-410 нм. С одной стороны, такое УФ излучение широко распространено в повседневной жизни, так как присутствует в спектре многих светоизлучающих приборов, в том числе, бытовых, косметических и медицинских. УФ излучение длинноволнового диапазона, при повышенной интенсивности, может представлять опасность для здоровья человека даже на удалении от источника, т.к. оно слабо поглощается атмосферой. Человеческий глаз не может определить наличие УФ излучения большей части этого диапазона, что является дополнительным фактором риска. Поэтому индикация и детектирование длинноволнового УФ излучения являются важными задачами. С другой стороны, для работы в этом диапазоне создано много источников излучения, в том числе, недорогих светодиодов, достаточно монохроматичных для применения в приборах оптической записи информации.
Известен фотохромный неорганический материал, имеющий состав, содержащий оксид европия Eu2O3 в концентрации 0,43-0,49% (масс.) и тетраборат лития Li2B4O7 (остальное). [Редькин Б.С, Синицын В.В., Колесников Н.Н., Орлов В.И. Фотохромное люминесцентное стекло. Патент РФ на изобретение №2583967, 15.04.2016 г.] - аналог. Этот материал мгновенно реагирует на УФ излучение, приобретая интенсивную окраску. Основной недостаток этого аналога - отсутствие эффекта памяти. При снятии УФ излучения материал сразу возвращается в бесцветное исходное состояние.
Известен фотохромный неорганический материал, содержащий SiO2, Al2O3, В2О3, Li2O, Na2O, K2O, Ag, CuO и NiO, просветляющийся практически до полной прозрачности при увеличении интенсивности УФ излучения [J.C. Mauro, L.M. Thirion. Reverse photochromic borosilicate glasses. US patent application publication Pub. No.: 20150099130 A1, 09.04.2015] - прототип. Этот фотохромный материал можно рассматривать как имеющий неизбирательный (наблюдающийся во всем объеме) эффект памяти - просветление остается после снятия УФ излучения. Основной недостаток такого материала - отсутствие пространственной селективности эффекта памяти. Существенным недостатком является необходимость термообработки для возврата материала в исходное состояние (повторное затемнение), затрудняющее применение материала в приборах.
Задачей настоящего изобретения является создание неорганического фотохромного материала с пространственно-селективным эффектом памяти.
Поставленная задача решается тем, что материал имеет состав Cu - 0,012-0,015% (масс.), Gd - 0,0004-0,0006% (масс.), ZnS - остальное.
Такой материал обладает пространственно-селективным эффектом памяти. На фотографиях Фиг. 1 представлена выборочная последовательная раскадровка кинограммы, показывающая эффект воздействия на предлагаемый материал источника излучения с длиной волны 405 нм. Сфокусированное пятно 1 от источника излучения совершает движение по замкнутому контуру (по часовой стрелке) в плоскости кристаллического образца, отдельно показанного на Фиг. 2. Облучение образца производилось снизу, то есть со стороны, противоположной представленной на Фиг. 1.В месте текущего нахождения сфокусированного пятна 1 цвет образца меняется на белый. При перемещении пятна 1 за ним остается след, в люминесценции которого на протяжении 2-3 секунд после сдвига пятна преобладает голубая компонента, что на раскадровке кинограммы отмечено как участок следа 2. Через 2-3 секунды после сдвига пятна в люминесценции следа начинает преобладать зеленая составляющая (участок следа 3), что хорошо видно визуально на Фиг. 1 и регистрируется в спектрах люминесценции как широкая полоса в интервале длин волн 480-550 нм, что соответствует практически всему зеленому поддиапазону видимой части спектра. Зеленое свечение образца сохраняется не менее 30 секунд и наблюдается на всю его толщину, но ширина следа не превышает диаметра сфокусированного пятна 1.
Таким образом, предлагаемый материал является фотохромным, так как его цвет меняется при воздействии ультрафиолетового излучения, и обладает эффектом памяти не менее 30 секунд. Эффект памяти пространственно-селективный: он наблюдается на всю толщину материала, но изменение цвета материала избирательно и наблюдается только по следу движущегося сфокусированного пятна УФ излучения.
Изготовление материала возможно путем, например, выращивания кристалла из расплава методами Бриджмена или зонной плавки в графитовых тиглях. Учитывая физико-химические свойства основного компонента (ZnS) такие процессы необходимо проводить под давлением инертного газа.
Интервалы концентраций Cu и Gd выбраны экспериментально.
При снижении концентраций до уровня ниже заявленных значений сначала падает время послесвечения, то есть эффект памяти становится непродолжительным. При дальнейшем уменьшении концентраций эффект памяти и фотохромные свойства материала пропадают полностью.
При увеличении концентраций Cu и Gd выше заявленных сначала быстро снижается продолжительность действия эффекта памяти, а затем, при дальнейшем повышении концентраций, перестают наблюдаться и фотохромные свойства материала.
Примеры составов приведены в таблице.
Claims (1)
- Неорганический фотохромный материал с пространственным эффектом памяти, отличающийся тем, что содержит Сu - 0,012-0,015 мас.%, Gd - 0,0004-0,0006 мас.% и ZnS - остальное.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019135774A RU2721095C1 (ru) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | Неорганический фотохромный материал с пространственно-селективным эффектом памяти |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019135774A RU2721095C1 (ru) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | Неорганический фотохромный материал с пространственно-селективным эффектом памяти |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2721095C1 true RU2721095C1 (ru) | 2020-05-15 |
Family
ID=70735109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019135774A RU2721095C1 (ru) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | Неорганический фотохромный материал с пространственно-селективным эффектом памяти |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2721095C1 (ru) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004149501A (ja) * | 2002-09-04 | 2004-05-27 | Mitsubishi Chemicals Corp | ジアリールエテン化合物、フォトクロミック材料、カラー線量計および光メモリ素子 |
US7101497B2 (en) * | 2001-06-15 | 2006-09-05 | Masahiro Irie | Photochromic material and color dose meter using the same |
-
2019
- 2019-11-06 RU RU2019135774A patent/RU2721095C1/ru active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7101497B2 (en) * | 2001-06-15 | 2006-09-05 | Masahiro Irie | Photochromic material and color dose meter using the same |
JP2004149501A (ja) * | 2002-09-04 | 2004-05-27 | Mitsubishi Chemicals Corp | ジアリールエテン化合物、フォトクロミック材料、カラー線量計および光メモリ素子 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
EGRANOV A.V., SIZOVA T.YU., SHENDRIK R.YU., SMIRNOVA N.A. "INSTABILITY OF SOME DIVALENT RARE EARTH IONS AND PHOTOCHROMIC EFFECT", JOURNAL OF PHYSICS AND CHEMISTRY OF SOLIDS, Vol. 90, p.7-15, 01.03.2016. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2753084C2 (ru) | Синтетический материал для обнаружения ультрафиолетового излучения и/или рентгеновского излучения | |
US5811817A (en) | Method & apparatus for detecting fracture filled diamonds | |
JPH09505663A (ja) | 天然ダイヤモンドの合成ダイヤモンドからの弁別 | |
TWI821210B (zh) | 指示預定型輻射的強度 | |
Jain | Photostimulated thermoluminescence | |
RU2721095C1 (ru) | Неорганический фотохромный материал с пространственно-селективным эффектом памяти | |
JP2004271247A (ja) | ガラス層の層厚測定方法および測定装置 | |
US7521670B2 (en) | Standard for referencing luminescence signals | |
Okamoto et al. | Effect of cadmium to sulfur ratio on the photoluminescence of CdS‐doped glasses | |
JP2005065570A (ja) | 生菌検出方法および生菌計数装置 | |
CN205262984U (zh) | 区分天然宝石与合成宝石的检测装置 | |
RU2583967C1 (ru) | Фотохромное люминесцентное стекло | |
CA2527269A1 (en) | Method for detecting trace explosives using photoluminescence | |
JP2011220941A (ja) | フッ化カルシウム単結晶の評価方法、及び光学部材用の硝材の製造方法 | |
Ewles et al. | Luminescence and adsorption phenomena in some oxides and halides | |
Moine et al. | Fluorescence properties of Cu+ ion in borate and phosphate glasses | |
US6838681B2 (en) | Detection and making of ultralow lead contaminated UV optical fluoride crystals for <200nm lithography | |
Trefilova et al. | Transformation of defects arising in CsI (Tl) crystals under daylight | |
Parfenova | Study of Ultraviolet Irradiation Effect on the Optical Properties of Silver Clusters in Aluminosilicate Glass | |
SU800681A1 (ru) | Способ определени изменени оптичес-КОгО пОглОщЕНи жЕлТыХ КРиСТАллОВиСлАНдСКОгО шпАТА пРи ТЕРМООбРАбОТКЕ | |
JP6909576B2 (ja) | CaF2結晶及びその製造方法 | |
SU1056009A1 (ru) | Способ определени влажности люминофоров | |
JP2022168442A (ja) | 硫化腐食部位の検知方法及び硫化腐食部位の検知装置並びに硫化腐食部位検知用蛍光体又は硫化腐食部位検知用燐光体 | |
RU136225U1 (ru) | Оптический носитель информации | |
SU948923A1 (ru) | Фотохромное содержащее серебро и галогенид боратное стекло |