Сенситометрические характеристики гетерофазных таблитчатых микрокристаллов галогенидов серебра, полученных методом рекристаллизации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат химических наук Абишева, Айгуль Бекбулатовна

• Абишева, Айгуль Бекбулатовна
• кандидат химических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат химических наук Абишева, Айгуль Бекбулатовна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Физико-химические свойства галогенидов серебра.

1.2 Растворимость галогенидов серебра в водных растворах.

1.2.1 Произведение растворимости.

1.2.2 Температурная зависимость произведения растворимости.

1.2.3 Растворение с образованием комплексных соединений.

1.2.4 Влияние температуры на процессы образования галогенидных комплексов серебра.

1.3 Фотоэмульсионные микрокристаллы галогенидов серебра.

1.3.1 Монодисперсные микрокристаллы с гомогенным распределением галогенид-ионов.

1.3.2 Гетерофазные микрокристаллы AgHal.

1.4 Механизм процесса галогенидной конверсии.

1.5 Химическая сенсибилизация фотоэмульсионных микрокристаллов AgHal

1.5.1 Основные способы сенсибилизации.

1.5.2 Сернистая сенсибилизация.

1.1.4. Восстановительная сенсибилизация.

1.5.3 Сернисто-золотая сенсибилизация.

1.5.4 Золотая сенсибилизация.

1.5.5 Химическая сенсибилизация структурированных микрокристаллов AgHal.

1.6 Резюме.

Глава 2. МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.

2.1 Установка синтеза фотографических эмульсий.

2.2 Синтез эмульсии с плоскими микрокристаллами.

2.3 Синтез малоразмерной эмульсии.

2.4 Синтез эмульсии с микрокристаллами сложной структуры.

2.5 Электронная микроскопия и дисперсионный анализ.

2.6 Определение размера микрокристаллов малоразмерной эмульсии.

2.7 Сенситометрические испытания.

2.8 Денситометрия.

2.9 Методика проведения химической сенсибилизации.

2.10 Химические вещества и реактивы.

Глава 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ СИНТЕЗА AgHal ПМК С ФОТОГРАФИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ПРИМЕСНЫМИ ЦЕНТРАМИ.

3.1 Выбор объекта исследования.

3.2 Влияние природы примесных центров на фотографические характеристики ПМК.

3.2.1 Фотолитические примесные центры.

3.2.2 Центры восстановительной сенсибилизации.

3.2.3 Центры золотой сенсибилизации.

3.2.4 Центры сернистой сенсибилизации.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сенситометрические характеристики гетерофазных таблитчатых микрокристаллов галогенидов серебра, полученных методом рекристаллизации»

До 70-х годов XX века развитие фотографической науки и практики шло по пути усовершенствования технологии получения гомофазных кристаллов и увеличения светочувствительности фотослоев за счет введения добавок преимущественно органической природы (химические и спектральные сенсибилизаторы). Однако примерно с 1971 г. начинается новый этап развития научной фотографии, связанный с использованием в качестве регистрирующих элементов фотопленок композиционных гетероконтактных микрокристаллов. Преимущество такого рода систем заключается в том, что их использование позволяет регулировать как глубинную, так и поверхностную светочувствительность микрокристаллов, а также протекание фотохимических реакций путем создания на стадии синтеза внутри микрокристаллов электронодонорных или электроно-акцепторных центров. Как следствие, использование гетероконтактных микрокристаллов позволило создавать фотографические материалы с более высоким уровнем светочувствительности и низким уровнем оптической плотности вуали. Все это обусловило широкое использование гетерофазных микрокристаллов в современных фотопленках.

В технологии изготовления фотоматериалов синтезированные галогени-досеребряные эмульсии подвергают специальной химической обработке (химической сенсибилизации), целью которой является увеличение собственной светочувствительности микрокристаллов AgHal. Закономерности протекания химической сенсибилизации (ХС) на гетерофазных микрокристаплах изучены пока еще недостаточно. Сложная структура данных МК, с одной стороны, теоретически позволяет управлять локализацией образующихся при ХС примесных центров, а, с другой стороны, затрудняет анализ результатов сенсибилизации.

Очень интересной системой с точки зрения исследования взаимодействия фотографически активных добавок (сенсибилизаторов, антивуалентов, проявляющих веществ) с поверхностью гетерофазного микрокристапла являются эпитаксиальные плоские микрокристаллы AgHal. Как известно, создание угловых AgCl эпитаксов на плоских микрокристаллах AgBr позволяет увеличить квантовую эффективность фотопроцесса на МК данного типа. Однако в ходе химической сенсибилизации эпитаксиальных систем AgBr/AgCl обычно наблюдается быстрый рост оптической плотности вуали. Решить указанную проблему могло бы частичное или полное изменение галогенидного состава эпитаксов, например, методом конвертирования.

Таким образом, перед нами стояла задача изыскания путей управления фотографическими свойствами гетерофазных плоских микрокристаллов путем использования новых, нетрадиционных путей создания в них фотохимически активных центров, а также разработки способов управления структурой и гало-генидным составом этих МК с учетом возможностей, предоставляемых методом галогенидного конвертирования.

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Абишева, Айгуль Бекбулатовна

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Экспериментально подтверждена возможность управления фотографическими свойствами AgBr таблитчатых кристаллов, создаваемых методом рекристаллизации малоразмерных эмульсий путем создания примесных центров на исходных микрокристаллах малоразмерных эмульсий.

2. Показано, что природой и расположением примесных центров в таблитчатых кристаллах можно управлять путем варьирования способов обработки исходных малоразмерных эмульсий и порядка их введения при физическом созревании.

3. Обнаружено, что конверсия бромид-ионами исходных эпитаксиальных наростов AgCl приводит к изменению галогенидного состава эпитаксов и не сопровождается образованием частиц новой фазы. При дальнейшем введении в полученную систему малоразмерной эмульсии состава AgBr или AgBr0,96l0,04 наблюдается дальнейший рост существующих эпитаксов.

4. Разработан алгоритм процесса галогенидной конверсии, позволяющий варьировать массу и галогенидный состав эпитаксиальных наростов на плоских гетерофазных микрокристаллах AgHal.

5. Показано, что полученные методом конвертирования гетероэпитаксиаль-ные плоские микрокристаллы AgBr и плоские микрокристаллы типа "ядро-оболочка" AgBr/AgBr0i96lo,o4 с эпитаксами AgCl, конвертированными бромид- и иодид-ионами, обладают большей вуалестойкостью по сравнению с обычными ПМК с эпитаксами AgCl.

ОТ АВТОРА

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.х.н., профессору Ларичеву Тимофею Альбертовичу за постоянную помощь в планировании экспериментов, плодотворное обсуждение и моральную поддержку, оказываемую им соискателю при выполнении настоящей работы.

Особая искренняя благодарность и признательность академику МАН ВШ, проректору по научной и инновационной работе КемГУ, д.х.н., профессору Сечкарёву Борису Алексеевичу за постоянное внимание к работе, ценные консультации, оказываемые соискателю на протяжении длительного времени написания и оформления работы.

Автор также выражает признательность всему коллективу лаборатории фотографической химии КемГУ за содействие в работе и дружеское участие.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Абишева, Айгуль Бекбулатовна, 2006 год

1. Шапиро, Б. И. Теоретические начала фотографического процесса Текст. / Б. И. Шапиро М.: Эдиториал УРСС, 2000. - 288 с. - ISBN 5-8360-0070-0. -Глава 1. Физико-химические свойства галогенидов серебра. Действие света на галогениды серебра. - С. 8-37.

2. Мейкляр, П. В. Физические процессы при образовании скрытого фотографического изображения Текст. / П. В. Мейкляр М.: Наука. 1972. - 399 с. - Глава I. Свойства галогенидов серебра. - С. 7-205.

3. Серебра галогениды Текст. / Химическая энциклопедия. Т. 4. М.: Большая российская энциклопедия, 1995. - С. 322.

4. Джеймс, Т. X. Теория фотографического процесса: Пер. с англ. 2-е русское издание Текст. / Т. X. Джеймс Л.: "Химия". - 1980. - 672 с. - Глава 1. Свойства галогенидов серебра. - С. 9-54.

5. Tani, Т. Photographic Sensitivity Текст. / Т. Tani Oxford University Press, New York, Oxford. - 1995. - 254 p. - Part 2. Structure and Preparation of Silver Halide Grain. - P. 24-44.

6. Maskasky, J. E. The Seven Different Kinds of Crystals of Photographic Silver Hal-ides Текст. / J. E. Maskasky // Journal of Imaging Science. 1986. - V. 30, No. 6. -P. 247-254.

7. Matejec, R. Solid State Chemistry of the Silver Halide Surface, in Progress in Surface and Membrane Science, ed D.A. Cadenhead, J.F. Danielli Текст. / R. Matejec, H. D. Meissner, E. Moisar Academic Press, London, 1973. - P. 1-50.

8. Tan, Y. T. The Relaxed Silver Halide Surface: Atomistic Simulation and SEXAFS Текст. / Y. T. Tan, K. L. Lishington, P. Tangyunyong, T. N. Rhodin // Journal of Imaging Science and Technology, 1992. V. 36, No. 2. - P.l 18-123.

9. Карапетьянц, M. X. Введение в теорию химических процессов Текст. / М. X. Карапетьянц М.: Высш. шк., 1975. - 320 с.

10. Бреслав, Ю. А. 150 лет классической технологии фотографических эмульсий Текст. / Ю. А. Бреслав // Журн. науч. и прикл. фотографии и кинематографии. 1989. - Т. 34, вып. 4. - С. 243-253.

11. Moisar, Е. Monosize and Core-Shall Grains: A Powerful Tool for Basic Photographic Researsh Текст. / E. Moisar // Journal of Society for Photographic Science and Technology of Japan. 1991. -V. 54, No. 3. - P. 273-277.

12. Berry, C. R. A New Model for Double-Jet Precipitation Текст./ С. R. Berry // Photographic Science and Engineering. 1976. - V. 20, No. 1. - P. 1-4.

13. Васильев, А. П. Прямые позитивные фотографические эмульсии Текст. / А. П. Васильев, JI. В. Гречко, Ю. А. Кинягин, Ю. А. Бреслав // Журн. науч. и прикл. фотографии и кинематографии. 1978. - Т. 23, вып. 3. - С. 121-126.

14. Пат. 4,444,874 США, G03C 1/485 (20060101). Photographic elements containing direct-positive emulsions and processes for their use Текст. / Silverman R. A., Hoyen H. A. опубл. 24.04.1984.

15. Bo-Ping, X. Latent Image Distribution and the Sabattier Effect in Core-Shell Emulsions Текст. / X. Bo-ping, Z. Si-yong, T. Chun, R. Xin-min // Journal of Imaging Science. -1991. V. 35, No. 3. - P. 146-150.

16. Бреслав, Ю. А. Синтез и свойства плоских микрокристаллов галогенидов серебра Текст. / Ю. А. Бреслав, В. В. Пейсахов, JI. Я. Каплун // Успехи научной фотографии. 1986. - Т. 24. - С. 5-46.

17. Пат. 4,945,037 США, G03C 001/02. Silver halide photographic emulsion and method for manufacture thereof Текст. / Saitou, M. опубл. 31.07.1990.

18. Джеймс, Т. X. Теория фотографического процесса: Пер. с англ. 2-е русское издание Текст. / Т. X. Джеймс. JL: "Химия". - 1980. - 672 с. - Глава 3. Осаждение и рост галогенидосеребряных микрокристаллов. - С. 93-109.

19. Прохоцкий, Ю. М. Некоторые свойства галогенидосеребряных фотографических эмульсий с микрокристаллами слоистого строения Текст. / Ю. М. Прохоцкий // Журн. науч. и прикл. фотографии и кинематографии. 1963. - Т. 8. -No 3. - С. 203 - 204.

20. Levy, В. Semiconductor Sensitization of Photosensitive Materials Текст. / В. Levy, M. Lindsey // Phot. Sci. and Engineering. 1972. - V. 16, No. 6. -P. 389-394.

21. Maskasky, J. E. Epitaxial AgCl/AgI Photographic Emulsion Текст. / J. E. Maskasky // Photographic Science and Engineering. 1981. - V. 23, No. 3. -P. 96-100.

22. Bando, S. Photographic Silver Halide Emulsion Containing Double Structure Grains Текст. / S. Bando, Y. Shibahara, S. Ishimaru // Journal of Imaging Science. -1985.-V. 25,No. 5.-P. 193-195.

23. Maskasky, J. Е. Epitaxial Selective Site Sensitization of Tabular Grain Emulsions Текст. / J. E. Maskasky // Journal of Imaging Science. 1988. - V. 32, No. 4, -P. 160-177.

24. Kawasaki, I. Transfer of photoelectrons and photoholes through AgBr/AgCI interface, and relative locations of the energy bands Текст. /1. Kawasaki, H. Hado, H. Uchida // Journal of Applied Physics. 1986. - V. 60. - P. 3945-3953.

25. Granzer, F. Physical Properties of Boundaries in Silver Halide Crystals in Relation to Photography Текст. / F. Granzer // J. Imag. Sci. 1989. - V. 33, No. 6. -P. 207-216.

26. Бреслав, Ю. А. Композиционные светочувствительные системы. I. Эпитак-сиальные микрокристаллы галогенидов серебра Текст. / Ю. А. Бреслав,

27. В. В. Пейсахов // Журн. науч. и прикл. фотографии и кинематографии. 1985. -Т. 30, вып. 3. - С. 150-157.

28. Сечкарев, Б. А. Модификация форм роста микрокристаллов галогенидов серебра. Текст.: автореф. дис. . канд. хим. наук. / Сечкарев Борис Алексеевич. -Кемерово, 1991.-21 с.

29. Кагакин, Е. И. Разработка основ синтеза и свойства Т- кристаллов фотографических эмульсий с латеральными оболочками переменного галогенидного состава Текст.: автореф. дис. . канд. хим. наук. / Кагакин Евгений Иванович. -Москва, 1990.-25 с.

30. Ларичев, Т. А. Создание фотоэмульсионных галогенидосеребряных Т-кристаллов способом перекристаллизации особомелкозернистых эмульсий Текст.: автореф. дис. . канд. хим. наук / Ларичев Тимофей Альбертович. -Кемерово, 1993. 18 с.

31. Сечкарев, Б. А. Кристаллизация и формирование светочувствительности микрокристаллов AgHal различной структуры в фотографическом процессе Текст.: автореф. дис. . д-ра хим. наук / Сечкарев Борис Алексеевич. Кемерово. - 1999.-44 с.

32. Пат. 4,435,501 США, G03C 001/02. Controlled site epitaxial sensitization Текст. / Maskasky J. E. опубл. 6.03.1984.

33. Пат. 5,723,278 США, G03C 1/005 (20060101). Tabular grain emulsions with selected site halide conversions and processes for their preparation Текст. / Jaganna-than S., Fenton D. E., Chen S. опубл. 3.03.1998.

34. Sugimoto, Т. Mechanism of Halide Conversion Process of Colloidal AgCl Mi-crocrystals by Br" Ions Текст. / Т. Sugimoto, К. Miyake // Journal of Imaging Science. 1990. - V. 2, No. 2. - P. 335-361.

35. Мейтис, JI. Введение в курс химического равновесия и кинетики: Перевод с английского Текст. / Л. Мейтис М.: Мир, 1984. - 484 с. - Глава 10. Осаждение и соосаждение. - С. 252-277.

36. Актуальные проблемы фото- и радиационной физико-химии твердых кристаллических неорганических веществ (научные обзоры) Текст. / гл. ред. Ю. А. Захаров, зам. гл. ред. С. М. Рябых // Кемеровский госуниверситет. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2004. - 327 с.

37. Шапиро, Б. И. Теоретические начала фотографического процесса Текст. / Б. И. Шапиро М.: Эдиториал УРСС, 2000. - 288 с. - ISBN 5-8360-0070-0. - Глава 2. Фотографические эмульсии. - С. 38-75.

38. Джеймс, Т. X. Теория фотографического процесса: Пер. с англ. 2-е русское издание Текст. / Т. X. Джеймс. Л.: "Химия". - 1980. - 672 с. - Глава 5. Химическая сенсибилизация и влияние окружающей среды. - С. 151-170.

39. Мейкляр, П. В. Физические процессы при образовании скрытого фотографического изображения Текст. / П. В. Мейкляр М.: Наука. 1972. - 399 с. - Глава II. Свойства фотографических слоев. - С. 206-360.

40. Mitchell, J. W. Chemical sensitization and latent image formation a historical perspective Текст. / J. W. Mitchell // Journal of Imaging Science. - 1989. - V. 33, No. 4.-P. 103-113.

41. Tani, T. Photographic Sensitivity Текст. / Т. Tani Oxford University Press, New York, Oxford, 1995. - 254 p. - Part 5. Chemical Sensitization and Stabilization. -P. 142-199.

42. James, Т. H. Chemical Sensitization, Spectral Sensitization, and Latent Image Formation in Silver Halide Photography Текст. / Т. H. James // Advances of Photochemistry. 1986. - C. 329-350.

43. Moisar, E. A Kinetic and Sensitometric Investigation of Sulphur Ripening Текст. / E. Moisar // Journal of Photographic Science. 1968. - V. 16., No. 3 -P. 102-113.

44. Farnell, G. C. The Dependence of Maximum Density on Chemical Sensitization. Текст. // Journal of Photographic Science. 1980. - V. 28, No. 3. - P. 145-148.

45. Спирина, Ю.Р. Физико-химические процессы на границе раздела: раствор -твердая фаза неорганической природы (микрокристаллы галогенида серебра): Учебно-методическое пособие Текст. / Ю. Р. Спирина //. Кемерово: Кемеровский госуниверситет, 2001. - 22 с.

46. Farnell, G. С. Direct observation of silver sulphide on sensitized emulsion grains Текст. / G. C.Farnell, R. B.Flint, D. C. Birch // Journal of Photographic Science. -1977.-V. 25,No. 5.-P. 203-208.

47. Латышев, A. H. Химико-физическая модель сернисто-серебряных центров светочувствительности Текст. / А. Н. Латышев, Л. Ю. Леонова, Н. И. Савин // Журн. науч. и прикл. фотографии. 1995. - Т. 40, вып. 6. - С. 18-22.

48. Белоус, В.М. Люминесцентные исследования процессов происходящих при ХС галогенсеребрянных эмульсий Текст. / В.М. Белоус // Журн. науч. и прикл. фотографии и кинематографии. 1989. - Т. 25. - С. 5-23.

49. Белоус, В. М. Люминесценция галогенидов серебра и механизм образования скрытого изображения эмульсий Текст. / В. М. Белоус // Журн. науч. и прикл. фотографии и кинематографии. 1990. - Т. 25. - С. 304-305.

50. Шапиро, Б. И. Теоретические начала фотографического процесса Текст. / Б. И. Шапиро М.: Эдиториал УРСС, 2000. - 288 с. - ISBN 5-8360-0070-0. -Глава 3. Скрытое фотографическое изображение. - С. 76-104.

51. Matsubara, Т Electron-Trapping and Hole-Trapping Properties of Latent-Subimage Centers and Reduction-Sensitization Centers Текст. / Т. Matsubara, M. Levy // Journal of Imaging Science. 1988. - V. 32, No. 4. - P. 183-186.

52. Kuge, К. Kinetic Analysis and the Delayed Formation of Latent Image Specs in Reduction-Sensitized Emulsion Текст. / К. Kuge, К. Yoshida, N. Mii // Journal of Imaging Science and Technology. 1994. - V. 38, No. 1 - P. 13-17.

53. Farnell, G. C. Further Comments on the Role of Gold in Sulphur plus Gold Sensitization Текст. / С. G. Farnell, L. R. Solman // Journal of Photographic Science. -1980.-V. 28, No. l.-P. 185-187.

54. Spencer, H. E. Sensitizer, Latent Image and Sub-Image Centers in a Sulfur-Plus-Gold Sensitization of AgBr Emulsion Текст. / H. E. Spencer // Journal of Society for Photographic Science and Technology of Japan. 1991. - V. 54, No. 4. - P. 474476.

55. Tani, T. A study of properties of clusters of photographic interest by means of redox buffer solution Текст. / Т. Tani // Photographic Science and Engineering. -1983.-V. 27,No. 2.-P. 75-80.

56. Junkers, G. Topography of Latent Image and Doping Centers in Silver Halide Microcrystals Текст. / G. Junkers, E. Klein, E. Moisar // Journal of Photographic Science. 1974. - V. 22, No. 2. - P. 174-180.

57. Collier, S. Competitive Electron Trapping in Core-Shell Emulsion Текст. / S. Collier, F. Evans // Journal of Imaging Science. 1985. - V. 29, No. 6. -P. 229-232.

58. Сечкарев, Б. А. Кристаллизация и определение дисперсионных характеристик микрокристаллов галогенидов серебра Текст.: учебно-методическое пособие / Б. А. Сечкарев, Т. А. Ларичев, Л. А. Сотникова, Ф. В.Титов. Кемерово: «Фирма Полиграф», 2002. - 68 с.

59. Джеймс, Т. X. Теория фотографического процесса: Пер. с англ. 2-е русское издание Текст. / Т. X. Джеймс. Л.: "Химия". - 1980. - 672 с. - Глава 4. Механизм образования скрытого изображения. - С. 110-169.

60. Ларичев, Т. А. О роли коалесцентного и ионного механизмов в процессе роста AgHal таблитчатых кристаллов Текст. / Т. А. Ларичев, Е. И. Кагакин // Журн. науч. и прикл. фотографии. 1999. - Т. 44, вып. 3. - С. 12-18.

61. Ларичев, Т. А. Закономерности формирования галогенидосеребряных Т-кристаллов при физическом созревании мелкозернистых эмульсий Текст. / Т. А. Ларичев, Е. И. Кагакин // Журн. науч. и прикл. фотографии. 1995. -Т. 40, вып. 2.-С. 27-30.