Phosphori on yleinen termi mitä tahansa ainetta, joka voi lähteellä valoa säteilyn tai sähkökentän vaikutuksesta. Sana on peräisin kreikan sanasta "phosphoros", joka tarkoittaa "valon tuojaa". Phosphorit ovat yleensä puolijohtimia, joilla on kolme energiabanda: vaihdebandi, johtobandi ja kielletty bandi.
Vaihdebandi on alin energia-aste, jolla elektronit ovat yleensä läsnä. Johtobandi on korkein energia-aste, jolla elektronit voivat liikkua vapaasti. Kielletty bandi on vaihde- ja johtobandien välinen kuilu, jossa ei ole elektroneja.
Phosphoreita voidaan aktivoida lisäämällä epäpuhtauksia tai dopantteja, jotka luovat lisäenergiatasoja kielletyn bandin sisälle. Nämä energiatasot toimivat elektroonien tai reiköiden (positiivisten varasten) ansaina, jotka herätetään säteilyn tai sähkökentän vaikutuksesta. Kun nämä elektronit tai reiköt palautuvat alkuperäiseen tilaansa, ne vapauttavat energiaa fotoneina valona.
Miten phosphorikattaus muuttaa UV-säteilyn näkyväksi valoksi
Prosessi, jossa phosphorikattaus muuttaa UV-säteilyn näkyväksi valoksi, on nimeltään fluoresenssi. Fluoresenssi tapahtuu, kun atomi tai molekyyli absorboi korkean energian säteilyn fotonin ja lähettää matalamman energian säteilyn fotonin. Absorboitun ja lähettämän fotonin energian ero hajoaa lämpönä.
Sinkaasiidin phosphorimalli
A – B :- Elektronin hypyminen
B – E :- Elektronin siirtyminen
E – D :- Elektronin hypyminen
D – C :- Elektronin hypyminen
A – C :- Reikon siirtyminen
UV-säteilyn fotoni, jonka pituus on 253,7 nm, osuu phosphorikattaukseen ja herättää elektronin sinki (S) atomin riveestä sinki (Zn) atomille. Tämä luo positiivisen reikon vaihdebandissa ja negatiivisen ionin (Zn^-) lisäelektronilla johtobandissa.
Lisäelektroni siirtyy Zn^- -ionista toiseen kriystaliverkkoon johtobandissa.
Samalla positiivinen reikä siirtyy S-atomista toiseen vaihdebandissa, kunnes se saavuttaa Ag-atomia, joka toimii ansaina.
Ag-atomilla kiinnitetään elektroni läheltä olevasta Zn^- -ioniosta ja se tulee neutraaliksi (Ag^0). Tämä vapauttaa näkyvän valon fotonin, jolla on pidempi aaltoituva kuin UV-fotonilla.
Ag^0 -atomin elektroni hypähtää takaisin S-atomiin, jossa reikä syntyi, suorittamalla kiertokierroksen.
Näkyvän valon väri riippuu Ag-ansain tasojen ja Zn^- -tasojen energiavaihdosta. Eri dopanttien avulla voidaan luoda eri ansa-asetelmat ja siten eri värjäykset. Esimerkiksi kupari (Cu) voi tuottaa vihreää valoa, mangaani (Mn) oranssia valoa, ja kyppi (Cd) punaista valoa.
Phosphorikattauksen tyypit ja sovellukset
On olemassa monia phosphorikattauksen tyyppejä, joita voidaan käyttää valolammoissa, riippuen halutusta valon väristä ja laadusta. Jotkut yleiset tyypit ovat:
Halofoosfatti: Tämä on kalsiumhalofosfaatin (Ca5(PO4)3X) ja magneesiwolframin (MgWO4) seos, missä X voi olla fluori (F), kloori (Cl) tai bromi (Br). Se tuottaa valkoista valoa keltaisella tai sinisellä väripsillä, riippuen F:n, Cl:n tai Br:n suhteesta. Sen värisäädintä on matala, mikä tarkoittaa, että se ei voi tuottaa värejä tarkasti. Lampan tehokkuus on noin 60–75 lm/W.
Triphosphor: Tämä on kolmen eri phosphorin seos, jokainen tuottaa punaiseen, vihreään ja siniseen primaariväriin. Näiden värien yhdistelmä tuottaa valkoista valoa korkealla värisäädinllä 80–90 ja lampan tehokkuudella noin 80–100 lm/W. Triphosphor-valolammot ovat kalliimpia kuin halofoosfatti-valolammot, mutta ne tarjoavat paremman värisuunnitelman ja energiatehokkuuden.
Moniphosphor: Tämä on neljän tai useamman phosphorin seos, jokainen tuottaa eri väriä näkyvän spektrin eri osista. Tavoitteena on luoda sileä ja jatkuva spektraalisesti jakautunut valo, joka imitoi luonnollista päivänvaloa. Moniphosphor-valolammot ovat korkein värisäädinllä yli 90 ja lampan tehokkuudella noin 90–110 lm/W. Ne ovat myös kalliimpia valolammoja, mutta ne tarjoavat parhaan värisuunnitelman ja visuaalisen mukavuuden.
Phosphorikattaus voidaan levittää eri tavoin, kuten maalinpesussa, upotuksessa tai elektroforeettisessa deposaatiossa. Kattauksen paksuus ja tasaisuus vaikuttavat lampun valopotentiaaliin ja laatuun. Phosphorikattaus voi myös heikentyä ajan myötä, koska se altistuu lämpölle, kosteudelle ja UV-säteilylle, mikä johtaa heikenevään kirkkauteen ja väriin.
Phosphorikattaus on laajasti käytetty eri sovelluksissa, jotka vaativat korkealaatuista ja energiatehokasta valaistusta, kuten:
Yleinen valaistus: Phosphorikattaus voi tuottaa valkoista valoa eri väri-asteilla ja värisäädinillä, riippuen käyttäjien tarpeista ja mieltymyksistä. Esimerkiksi lämmin valkoinen valo (2700–3000 K) sopii asuntoihin ja majoituspaikkoihin, kun taas kylmä valkoinen valo (4000–5000 K) on suosittu toimistoissa ja kauppakeskuksissa.
Näyttelyvalaistus: Phosphorikattaus voi parantaa tuotteiden ja taiteiden ulkonäköä ja vetovoimaa tuomalla eläviä ja tarkkoja värejä. Esimerkiksi triphosphor- tai moniphosphor-valolammot voidaan käyttää hedelmien, vihannesten, lihan, kukkien, maalauksien jne. esittämiseen.
Lääketieteellinen valaistus: Phosphorikattaus voi parantaa lääketieteellisten oireiden näkyvyyttä ja diagnoositurvallisuutta tuomalla korkealaatuista ja luonnollista valoa. Esimerkiksi moniphosphor-valolammot voidaan käyttää kirurgisiin menettelyihin, hampaanhoitoon, ihosta hoitoon jne.
Erityisvalaistus: Phosphorikattaus voi luoda erilaisia vaikutuksia ja toimintoja eri värien tai aaltoituksen pituuksien valon tuomalla. Esimerkiksi mustavalolammot käyttävät phosphoreja, jotka tuottavat UV-säteilyä, joka voi tehdä tietyistä materiaaleista huomaamaan pimeässä. Germisidivalolammot käyttävät phosphoreja, jotka tuottavat UV-C-säteilyä, joka voi tappaa bakteereja ja viruksia. Kasvulamppujen phosphorit tuottavat punaista ja sinistä valoa, joka voi stimuloida kasvun.
Johtopäätös
Phosphorikattaus on olennainen osa valolammoja, joka muuttaa UV-säteilyn näkyväksi valoksi. Se määrittelee lampun tuottaman valon värin ja laadun. On olemassa erilaisia phosphorikattauksen tyyppejä, joita voidaan käyttää eri sovelluksiin ja tarkoituksiin. Phosphorikattaus voi tarjota energiatehokkaita ja korkeasuorituskykyisiä valaistusratkaisuja eri tarpeisiin ja mieltymyksiin.
Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jaettava, jos on loukkaus, niin otathan yhteyttä poistamaan.
