Учёные Томского государственного архитектурно‑строительного университета запатентовали три способа получения красных люминофоров. В качестве исходного сырья используются доступные природные материалы – известняк, мел и мраморный песок.
Разработки имеют практический потенциал: их можно применять в оптоэлектронике, а также при выпуске строительных материалов. Технология сочетает экономическую эффективность и технологическую простоту, что повышает шансы на её внедрение в промышленности. Как пояснил директор Научно-исследовательского института строительных материалов ТГАСУ Андрей Мостовщиков, разработки посвящены получению функциональных светящихся материалов на основе алюмината кальция, активированного ионами марганца. Такие люминофоры преобразуют ультрафиолетовое и сине-фиолетовое излучение в красный свет и могут применяться при создании светодиодных источников света, а также в производстве декоративных и функциональных строительных материалов.
– Создание технологии синтеза красных люминофоров – это не просто локальный успех наших ученых, а значимый шаг в укреплении технологического суверенитета страны в области функциональных материалов. Особенно ценно, что разработка опирается на доступное природное сырье - известняк, мел и мраморный песок, которые в избытке имеются в Сибири и других регионах России. Это позволяет снизить зависимость от дорогостоящих химически чистых реактивов и импортных компонентов, – отметил и. о. ректора ТГАСУ Олег Волокитин.
Обычно для синтеза подобных люминофоров применяют дорогостоящие химически чистые реактивы, а технологический процесс может требовать инертной газовой среды и нескольких стадий термообработки. В новых решениях природное кальцийсодержащее сырье предварительно измельчают, смешивают с порошком алюминия, соединением марганца и борной кислотой, после чего проводят синтез в обычной муфельной печи при свободном доступе воздуха, говорится в тексте.
Разработанная технология предусматривает непрерывный режим нагрева, что исключает промежуточное охлаждение и повторное измельчение шихты, упрощает процесс и создает предпосылки для снижения его энерго- и материалоемкости. Использование металлического алюминия вместо оксида алюминия также способствует интенсивному протеканию фазообразования.
Для изучения свойств полученных материалов учёные применили рентгенофазовый анализ и спектрофлуориметрию. Оба метода позволили надёжно подтвердить ключевые характеристики продукта: в образцах зафиксировано формирование целевой люминесцентной фазы, а также выявлено характерное красное излучение — его максимумы располагаются в диапазоне 640–670 нм. Серия патентов формирует технологическую основу для расширения сырьевой базы при производстве красных люминофоров и дальнейшей адаптации технологии к промышленному применению.
