Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Определяющим моментом современного этапа научно-технического прогресса является совершенствование информационных технологий, развитие которых, в свою очередь, обусловлено в немалой степени возможностью улучшения характеристик известных регистрирующих материалов, а также внедрения в широкую практику новых более эффективных систем обработки, записи и хранения оптической информации.
В настоящее время традиционные серебросодержащие фотоматериалы не всегда удовлетворяют новым требованиям, предъявляемых к регистрации оптической информации. Последнее обусловлено ограничением разрешающей способности (R) при необходимости повышения фоточувстаитель-ности (S0 2).регистрацией фонового излучения, невозможностью быстрого доступа к записанной информации,повторного использования материала и др.Кроме этого, наблюдается рост стоимости серебра из-за ограниченности его природных ресурсов.
Таким образом, одной из основных текущих задач в области фото-ре г истрирующих систем является разработка эффективных бессеребряных материалов для замены галогеносеребряных систем. Однако известные несеребряные системы только в ряде областей применения составляют конкуренцию серебросодержащим материалам из-за присущей им низкой чувствительности к излучению.
Перспективные композиции на основе оксидов или солей переходных металлов в поливиниловом спирте (ПВС-Ті02,ПВС-гпО,ПВС-СиС12 и т.п.), в принципе,могут конкурировать с AgHal-материалами. Достижение оптимальных фотографических параметров таких систем возможно при условии детального исследования всех этапов формирования фотоактивных центров и образования в них оптического изображения.Последнее делает актуальным изучение оптических и фотохимических свойств бессеребряных материалов состава органическая матрица - оксиды или галогениды переходных металлов.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. 1) Исследовать оптическими методами процессы формирования фотоактивных центров в композициях ПВС-ZnO, ПВС-СиВг2, ПВС-ZnO-CuHal2 (CuBr2,CuCl2) в ходе физической, химической и термической обработок.
-
Установить механизм фотохимических процессов в этих системах,
-
Выявить возможности улучшения фотографических параметров ПВС--ZnO и nBC-ZnO-CuHal2.
- 2 -НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ:
Проведено впервые комплексное исследование композиций ПВС-ZnO, ПВС-СиНа1п (CuBr2,CuCl2,CuBr,CuCl), ПВС-ZnO-CuHalg (CuBr2,CuCl2) методами оптической электронной и колебательной спектроскопии и люминесценции . Идентифицированы основные полосы в спектрах электронного и колебательного поглощения и люминесценции композиций.
По спектрам люминесценции ПВС-ZnO и nBC-ZnO-CuHal2 (CuBr2, CuClz) выявлены центры свечения на поверхности микрокристаллов оксида цинка (НК ZnO).
По спектрам оптического электронного поглощения ПВС-ZnO установлено взаимодействие органической матрицы с МК ZnO, которое приводит к образованию поверхностных фотоактивных центров.
Впервые исследовано влияние относительной влажности окружающей среды на спектры оптического электронного и колебательного поглощения композиции ПВС-ZnO.
Методом поляризационной микроскопии впервые установлено образование вокруг МК ZnO в полимерной матрице ПВС областей оптической анизотропии, чего не наблюдается в случае других матриц: поливинил-бутираль(ПВБ) или поливинилпирролидон(ПВП).
Предложен механизм формирования фотоактивных центров на поверхности МК ZnO,заключающийся в координировании ионами сверхстехио-метрического цинка молекул (фрагментов молекул) ПВС и Н20 с последующим образованием поверхностных комплексов цинка.
Установлено,что в процессе формирования системы ПВС-гпО-СиНа12 происходит преобразование комплексов меди II (Си II) в комплексы меди I (Си I), которые в дальнейшем совместно с МК ZnO определяют протекание фотохимических реакций в композиции.
Методом абсорбционной спектроскопии обнаружено, что действие излучения на nBC-ZnO-CuHal2, как и на ПВС-ZnO, приводит к уменьшению интенсивности ИК полос поглощения, обусловленных молекулярной водой, а также к появлению и росту электронного поглощения в области атомарных центров металла (Cu, Zn).
Предложен единый механизм протекания фотопроцессов в ПВС-ZnO и ПВС-гпО-СиНа12і в основе которого лежит взаимодействие свободных электронов и дырок, генерируемых излучением в объеме МК ZnO, с поверхностными комплексами. В случае выхода на поверхность МК электрона, что является наиболее вероятным из-за свойств поверхности, образуется центр скрытого изображения (ЦСИ) в виде Си0 или Zn, выход
- з -дырки сопровождается возникновением радикала ПВС- или ОН'.
- Установлена возможность улучшения фотографических параметров ПВС-ZnO путем использования в качестве матрицы ПВС с большим содержанием ацетатных групп (ПВС 24/11,4), путем обработки композиции щелочами (KOH.NaOH), гидратом аммиака, спиртами (этиловым, изоамило-вым,этиленгликолем), органическими кислотами (лимонной, щавеливой, винной). Определены оптимальные соотношения концентраций молекул воды, свободных гидроксильных и ацетатных групп в композиции.
НАУЧНАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Полученные результаты могут быть использованы для создания единой теории фотографических процессов в гетерогенных системах: органическая матрица - ультрадисперсные кристаллы соединений переходных металлов.
Предложены способы повышения фоточувствительности ПВС-ZnO путем обработки системы или ее компонентов щелочами и органическими кислотами.
Предложен новый метод оценки фотографических параметров ПВС-ZnO по результатам ИК измерений.
Получен патент на способ получения нового фоточувствительного материала на основе композиции nBC-ZnO-CuHal2 (CuBr2,СиС1г).
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертации изложены в работах [1-9,11-16] и докладывались на:
VI-й Международной конференции "Радиационные гетерогенные процессы" (Кемерово, 1995);
11-й Всесоюзной конференции "Оптическое изображение и регистрирующие среды" (Ленинград, 1990);
VI-м Всесоюзном совещании по фотохимии (Новосибирск, 1989);
IV-м Всесоюзном совещании "Воздействие ионизирующего излучения и света на гетерогенные системы" (Кемерово, 1986);
Научно-техн. конференции "Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта Дальневосточного региона" (Хабаровск, 1995);
Итоговых научных конференциях хабаровского гос. пед. ун-та.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 300 наименований и приложения. Работа содержит 12 5 страниц машинописного текста, 76 рисунков и 14 таблиц.
- 4 -ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.
-
Фотоактивные центры в системе ПВС-ZnO представляют собой комплексы сверхстехиометрического цинка с молекулами (фрагментами молекул) поливинилового спирта (ПВС) и воды, а в системе nBC-ZnO-CuHal2 (CuBr2 ,CuCl2) - преимущественно комплексы меди на поверхности микрокристаллов ZnO.
-
Центры скрытого изображения (ЦСИ) расположены на поверхности микрокристаллов ZnO и представляют собой в системе ПВС-ZnO атомы цинка, а в системе IlBC-ZnO-CuHal2 (CuBr2,CuCl2) атомы меди и цинка. В формировании ЦСИ принимают участие поверхностные радикалы полимера (ПВС-), воды (ОН) и галоида (Hal-).
-
Обработка поливинилового спирта (ПВС) и(или) поверхности микрокристаллов ZnO щелочами, спиртами, органическими кислотами позволяет увеличить фоточувствительность композиций ПВС-ZnO-CuHalg(СиВгг, CuCl2) и ПВС-ZnO на 1-3 порядка при отсутствии вуали.
![Получение и исследование фото- и электролюминесцентных свойств оксидных люминофоров в системе [(Ca,Mg)O(Al,Ga)2O3SiO2]:Eu](/i/i/4245/495299.png "Получение и исследование фото- и электролюминесцентных свойств оксидных люминофоров в системе [(Ca,Mg)O(Al,Ga)2O3SiO2]:Eu Терентьев, Михаил Александрович")
