Фосфор е општо име за било која состојба која може да испушта светлина кога е изложена на зрачење или електричко поле. Источникот на овој термин е грчкиот збор „фосфорос“, што значи „донесувач на светлина“. Фосфорите обично се полупроводници, кои имаат три енергетски појаси: валентен појас, проводен појас и забранет појас.
Валентниот појас е најнизиот енергетски ниво каде што електроните се нормално присутни. Проводниот појас е највисокото енергетско ниво каде што електроните може слободно да се движеат. Забранетиот појас е разликата помеѓу валентниот и проводниот појас, каде што не постојат електрони.
Фосфорите може да се активираат со додавање на примеси или допанти, кои создаваат дополнителни енергетски нивоа во забранетиот појас. Овие енергетски нивоа делуваат како капани за електрони или пуланки (позитивни зареди) кои се возбудени од зрачење или електричко поле. Кога овие електрони или пуланки се враќаат во своите оригинални состојби, тоа релира енергија како фотони на светлина.
Како фосфорното покриваче претворува УВ зрачење во видлива светлина
Процесот на претворање на УВ зрачење во видлива светлина со фосфорното покриваче се нарекува флуоресценција. Флуоресценцијата се случува кога атом или молекула апсорбира фотон од високоенергетско зрачење и испушта фотон од низкоенергетско зрачење. Разликата во енергија помеѓу апсорбираниот и испуштениот фотон се дисипира како топлина.
Следната дијаграма илустрира како работи флуоресценцијата во фосфорното покриваче направено од цинк сулфид (ZnS) допиран со сребро (Ag) како активатор.
Модел на фосфор од цинк сулфид
A – B :- Скачање на електрон
B – E :- Миграција на електрон
E – D :- Скачање на електрон
D – C :- Скачање на електрон
A – C :- Миграција на пуланка
Фотон на УВ зрачење со должина на волна од 253,7 nm удари фосфорното покриваче и возбуди електрон од атом на сулфур (S) кон атом на цинк (Zn). Ова создава позитивна пуланка во валентниот појас и негативен јон (Zn^-) со дополнителен електрон во проводниот појас.
Дополнителниот електрон мигрира од еден Zn^- јон кон друг преку кристална решетка во проводниот појас.
Меѓутоа, позитивната пуланка се движи од еден S атом кон друг во валентниот појас сè додека не стигне до Ag атом, кој делува како капан.
Ag атомот го захвата електронот од Zn^- јонот близу него и станува неутрален (Ag^0). Ова испушта фотон на видлива светлина со подолга должина на волна од УВ фотонот.
Електронот од Ag^0 атомот скочува назад кон S атомот каде што се создаде пуланката, завршувајќи циклусот.
Бојата на видливата светлина зависи од енергетската разлика помеѓу Ag капанскиот ниво и Zn^- ниво. Други допанти можат да создадат други капански нивоа и следователно други бои. На пример, меди (Cu) може да произведе зелена светлина, манган (Mn) може да произведе портокалова светлина, а кадмиум (Cd) може да произведе црвена светлина.
Типови и применувања на фосфорно покриваче
Постојат многу типови на фосфорно покриваче кои може да се користат во флуоресцентни лампи, во зависност од желаната боја и квалитет на светлината. Некои заеднички типови се:
Халофосфат: Ова е мешавина од калциум халофосфат (Ca5(PO4)3X) и магнезиум тунгстат (MgWO4), каде X може да биде флуор (F), клор (Cl) или бром (Br). Произведува бела светлина со жолто или сино оттенок, во зависност од соодносот на F со Cl или Br. Има ниска индекс на прикажување на бои, што значи дека не може точно да прикажува бои. Ефективноста на лампата е околу 60 до 75 lm/W.
Трифосфор: Ова е мешавина од три различни фосфори, секој испушта основна боја од црвена, зелена и сина. Комбинацијата на овие бои произведува бела светлина со висок индекс на прикажување на бои од 80 до 90 и ефективност на лампата од околу 80 до 100 lm/W. Трифосфорните лампи се подебели од халофосфатните, но нудат подобра квалитет на боја и енергетска ефикасност.
Мултифосфор: Ова е мешавина од четири или повеќе фосфори, секој испушта различна боја од видлив спектрум. Целта е да се создаде гладка и непрекината спектрална дистрибуција која го имитира природниот денесен светло. Мултифосфорните лампи имаат највисок индекс на прикажување на бои над 90 и ефективност на лампата од околу 90 до 110 lm/W. Тие се и најскапи тип на флуоресцентни лампи, но нудат најдобар перформанс на боја и визуелен комфорт.
Фосфорното покриваче може да се применува на различни начини, како спрејување, дипање или електрофоретско депонирање. Дебелината и униформноста на покривачето влијаат на излезот и квалитетот на светлината на лампата. Фосфорното покриваче исто така може да се деграничи во текот на времето поради изложување на топлина, влажност и УВ зрачење, што резултира со намалена яркост и промена на боја.
Фосфорното покриваче се широко користи во различни применувања кои бараат висококвалитетна и енергетски ефикасна светлина, како:
Општа светлина: Фосфорното покриваче може да нуди бела светлина со различни температури на боја и индекси на прикажување на бои, во зависност од потребите и претпочитанијата на корисниците. На пример, топла бела светлина (2700 до 3000 K) е прифатлива за домашни и хотелски услови, додека холодна бела светлина (4000 до 5000 K) е предпочита за канцеларии и комерцијални простори.
Светлина за приказ: Фосфорното покриваче може да подобри изгледот и привлекателноста на производи и уметнички дела со нудење на живи и точни бои. На пример, трифосфорни или мултифосфорни лампи може да се користат за приказ на плодови, зеленчук, месо, цвеќе, слики итн.
Медицинска светлина: Фосфорното покриваче може да подобри видливоста и дијагностика на медицински состојби со нудење на висококвалитетна и природна светлина. На пример, мултифосфорни лампи може да се користат за хируршки процедури, дантистички прегледи, лечење на кожа итн.
Специјална светлина: Фосфорното покриваче може да создаде различни ефекти и функции со испуштање на различни бои или долги на волни светлина. На пример, лампи со черна светлина користат фосфори кои испуштаат УВ зрачење што може да ги направи некои материјали да светат во темнина. Гермицидни лампи користат фосфори кои испуштаат УВ-C зрачење што може да убие бактерии и вируси. Лампи за растеж користат фосфори кои испуштаат црвена и сина светлина што може да стимулира растеж на растенија.
Заклучок
Фосфорното покриваче е есенцијален компонент на флуоресцентните лампи кој претворува УВ зрачење во видлива светлина. Тоа определува бојата и квалитетот на светлината која ја произведува лампата. Постојат различни типови на фосфорно покриваче кои може да се користат за различни применувања и цели. Фосфорното покриваче може да нуди енергетски ефикасни и високоперформансни светлински решенија за различни потреби и претпочитанија.
Изјава: Поштувајте оригиналот, добри текстови се вредни за споделување, ако постои нарушение на авторски права се јавете за брисање.
