荧光指针的背后（《Chronos手表》）
荧光数字、荧光钟点标志和荧光指针通常被认为是运动表的标准装备，特别是从1990年开始，非辐射的发光材料Super-Luminova 在全球范围内普及，使荧光技术终于走到所有钟表顾客的面前。! w2 r# B8 n/ ]- h
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文：Lucien F. Trueb
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- a* |' y+ f. M3 V' Z早在十九世纪，人们就开始重点研究自然和人造材料的荧光现象。当时人们对于硫化锌的磷光现象特别感兴趣：这种材料被阳光激活后并没有立刻将储存的能量释放出来，而是延迟并慢慢放出，这个过程可能持续几个小时。不久人们又发现，只有将其他原子例如铜或者钴植入晶体中才会出现延迟发光情况。不过硫化锌的磷光本身发光十分微弱，只有加入少量辐射性物质才能让该原材料自行发光，持续发光时间长达多年。从二十世纪初开始，带微量辐射的发光钟点数字、指示标志和指针逐步出现在人们的视野中。" \" o" F% R6 H- g6 [9 j) @
5 V' [0 ?: l. Y) J; B位于法国Besan on的Lip钟表工厂所有人Ernest 和Camille Lipmann 首先想到了要使用这种发光功能。1902 年Maire 和Pierre Curie（居里）夫妇发现了镭，媒体竞相报道这种新元素发出神秘的光芒，于是Lipmann 兄弟不禁扪心自问：是否可以将这种元素用于制造钟表，这样在光线昏暗的晚上也可以清楚读取钟表的时间了？ Lipmann 兄弟委托两位科学家研发用于表盘和指针的自动发光涂层。居里夫妇提供了经过镭活化的硫化锌，能够持续发光，自动发光的怀表和闹钟成为极其成功的产品。& d, G" V7 |) p9 ]# e' w) c, k
. B% a2 x$ Z2 d4 n9 T' r* \www.iwatch365.com可惜当时人们还不完全了解辐射的危害性。尽管自动发光怀表的拥有者没有受到伤害，但是令人悲伤的事实是，不少从事钟表生产的妇女，受到了镭的荧光物质辐射，不幸得了癌症去世——她们用画笔为表盘和指针涂上荧光层，工作时习惯用舌尖和嘴唇来润湿笔尖，从而受到了极高的镭辐射，健康受到致命的伤害。5 h0 e6 b: Y3 V' n8 x- S" l. V2 Q
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第二次世界大战后，氚逐步替代了镭：氚是辐射极低的氢的同位素，当衰变为氦时，氚并不会发出危险的伽马射线，而是一直释放低能量的电子。多年来，硫化锌粉末和含有氚的聚苯乙烯混合漆就是常用的手表荧光材料。然而由于人们对于核辐射的恐惧达到了歇斯底里的地步，最终许多国家禁止将实际上无害的氚用于非军事目的。
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不过几乎所有国家都允许手表装备氚气体光源，那是经过特殊工艺处理的微小气体管，包含微量氚，这种小管子的内侧表面涂层是含有钴或者铜的硫化氢，这种小管子发出的光芒比常见的不含活化氚强100 倍。这种管子破裂造成氚外溢的可能性微乎其微，即使发生了这种情况，辐射极其微弱的气体状氚在空气中立刻被稀释。基于这个原因，这些氚气体光源十分安全，目前在钟表业中再次复兴。) v' F; N: d6 j: F ]- K/ {; l* J$ W
. D$ o: i/ |! u7 w% _. @www.iwatch365.com不过如今绝大部分带有荧光标志的手表均采用SuperLuminova——著名的无辐射发光材料。这种材料早在1960年代就已经发现，这类通过电子放电激活的发光材料用于荧光管、节能灯和荧光屏。早在那个时代就有人尝试在铝酸锶中加入极其罕见的稀有金属铕来合成。当人们在该材料中又附加第二种稀有金属镝后，实验样品只在阳光下放置了几分钟，就可以观察到强烈而持续的夜间荧光。双倍剂量铝酸锶在阳光下会将“吸收储存”光亮能量。这样产生的光线原则上在整个夜间都可以看到，尽管光线亮度一直在减弱。这种含有铕和镝的铝酸锶的独一无二的特性究竟是中国、日本还是俄罗斯首先发现的，目前还在争论之中。
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位于Teufen（Appenzell Ausserrhoden州）的瑞士公司RC Tritec AG 制造原始的铝酸锶发光颜料，它被命名为SuperLite。1993 年第一次在Swatch 品牌中使用，获得巨大成功。但是1994年日本公司Nemoto为含有铕和镝的铝酸锶（正是Tritec公司已经商业化制造的产品）在日本和美国申请了专利，这样Nemoto就可以凭借侵犯其专利为理由，禁止日本和美国进口Swatch手表。同年Seiko 首次发布了带有L u m i B r i t e 荧光标志的手表，采用Nemoto 原材料。
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5 w' t! Y, h8 ?' xNemoto 是日本的老牌家族企业，早在第二次世界大战前就已经生产带有活化镭的硫化锌发光材料，该公司的镭原料来自加拿大或者当时的比属刚果。第二次世界大战爆发后，Nemoto 发光材料用于制造各种各样军用飞机、船只、坦克和汽车的仪表盘， 但是它无法再进口镭了。Nemoto 只能通过极其冒险的方式从结盟的德国获得镭补给，这种材料在绝密任务计划中通过潜水艇运到日本。二战后，日本从未真正接受镭的替代品氚，可能是由于以前美国在太平洋上进行的核武器爆炸试验造成辐射曾导致日本渔民死亡——他们不懂英文，无法看懂文字警告，也没有听懂收音机的广播警告，就驶入了辐射严重的中心地带。氚只是核爆炸的启动元素；真正的爆炸物是锂和氘结合物，后者也被称为重水。% l! Q/ N* J) x6 r0 f) |4 j
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日本（只有在那里）还曾采用另一种荧光材料——含微辐射的激活同位素钷147。钷在大自然中是极其微量的稀有金属，能在2.6年之内衰退一半的原子（所谓的半衰期）。俄罗斯通过军事核反应获得裂变产品钷，但是在1990 年代停止了这项核反应。接下来，日本钟表工业只能放弃了钷，转而需要大量的非辐射发光材料，Nemoto立即申请了产品专利。
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+ J; E# ]$ V" \, e! [0 I' zwww.iwatch365.comRC Tritec 公司和Nemoto 在1998 年就含有铕和镝的铝酸锶达成一致，并成立合资公司Lumi-Nova AG Switzerland，从Nemoto 进口原材料并在Teufen 进一步精加工，包括优化等级和根据客户要求染上相应的颜色，因为有些钟表制造商希望通过采用特定的荧光颜色，让自己的产品特别突出。从那时起这种材料被称为Super-Luminova，这个荧光材料家族随着时间推移不断改良优化； 例如Teufen的目标是实现双倍的荧光强度。如今的S u p e r -Luminova 甚至只需用荧光管的人造光照射几分钟就可以“充电”，不需要任何自然光线。
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/ B' ~9 B5 D A4 Q# v0 [4 h通过太阳光激活的Super-Luminova和氚激活的荧光材料相比，一开始前者要明亮得多，到两小时之后，前者的光亮强度降低，和后者的强度相近，从这个时间点开始，光线强度在随后的六小时内降低氘7 nCd / mm2（光强单位），而黑暗中眼睛接受光线的敏感极限是3.2 nCd / mm2。人工光线激活的Super-Luminova 光线强度一开始比阳光激活低十倍，在八小时之后达到眼睛接受光线的敏感极限。" C% s% W0 V3 Y, Q
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根据ISO 标准，读数清晰的表盘，其十一个指示标志的总光线强度要达到36nCd，指针光线强度要达到10 nCd。只是还有不足之处：许多手表的荧光涂层面积太小或者荧光涂层厚度较低，光线晶体和光线存储量都不足以让这些部件在整个夜间发光。理论上讲，带有充足S u p e r -Luminova涂层的硕大表盘和指针，其荧光发光时间可以持续十二个小时。
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有些瑞士钟表制造商则感到不安：一家日本和瑞士的合资公司在瑞士生产如此重要的荧光材料，而且其基础是从日本进口的原材料和遵守日本专利。Nemoto采用开放的态度面对质疑， 在瑞士注册了Luminova的专利，完全在瑞士制造Super-Luminova 荧光材料。
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2 K) v2 s- _ @# E) P6 F( H6 ]从2007 年5 月开始，在Teufen 设立了一条生产线，从合成含有铕和镝的铝酸锶直到完成表盘涂层。接下来，Luminova在每一个工序都会进一步优化生产参数，在极短的时间内达到十分精确的结果。目前百分百参照Swiss-Made（瑞士制造）规定来制造Super-Luminova 目前的产品。
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此外，人们还可以根据每个客户极其罕见的要求来制造，特别是发光颜色，可以选择绿色、蓝色或者绿/蓝色混合色调；只需相应地调整原材料的添加物。日光或者人工光线中发光材料颜色的可选择空间极大，几乎一切都可能，从白色到整个彩虹七色直到黑色，绝大部分采用有机颜料，部分采用荧光和持久发光颜料来给荧光晶体染色，达到上述效果。 | 
发表于 2009-12-13 23:28:00
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发表于 2009-12-13 23:39:00
