AT145289B - Einrichtung zur trägheitslosen oder annähernd trägheitslosen Umwandlung von elektrischer und elektromagnetischer, optisch direkt nicht wahnehmbarer Energie in sichtbares Licht. - Google Patents

Description

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  Einrichtung zur trägheitslosen oder annähernd trägheitslosen Umwandlung von elektrischer und elektromagnetischer, optisch direkt nicht wahrnehmbarer Energie in sichtbares Licht. 



   Sowohl für Zwecke physikalischer Messungen als auch für das Fernsehen gewinnt die Braunsche Röhre eine immer weiter greifende Bedeutung. Der Grund hiefür ist, dass der Kathodenstrahl durch magnetische oder elektrische Einwirkung masselos gesteuert werden kann, wobei die Wahrnehmung entweder durch subjektive Beobachtung am Lumineszenzsehirm oder durch direkte oder indirekte Photographie der Lumineszenzwirkung erfolgen kann. Der Beschaffenheit des Lumineszenzmaterials kommt daher die allergrösste Bedeutung zu. Es muss eine grosse Lichtausbeute (Verhältnis der elektrischen Energie zur Lichtenergie) ergeben und muss möglichst vom Nachleuchten frei sein. 



   Für eine derartige Umwandlung von Kathodenstrahlen, ferner zur Umwandlung von Röntgenund andern Strahlen (Kanal-, radioaktiven oder ultravioletten Strahlen) sind bisher die verschiedensten Lumineszenzpräparate verwendet worden. Für die mit dem menschlichen Auge direkt zu beobachtenden Umwandlungen benutzte man bisher hauptsächlich Zinksilikat, welches grün fluoresziert. Für photographische Registrierungen wurde dagegen meist das blau fluoreszierende Caleium-oder Cadmiumwolframat benutzt. Auch mit Kupfer aktiviertes Zinksulfid hat Anwendung gefunden, um z. B. a-Strahlen anzuzeigen. 



   Die Nachteile dieser bisher verwendeten, stets mehr oder weniger verunreinigten Substanzen bestehen in einem intensiven und sehr lang anhaltenden Nachleuchten und überdies auch in geringer Leuchtkraft im Vergleich zu andern fluoreszierenden Substanzen, wie z. B. Caleiumwolframat oder Platindoppelsalzen. Es ist gemäss der österr. Patentschrift Nr. 99844 versucht worden, diese Nachteile dadurch zu beheben, dass man das für die Herstellung von Zinksulfid bestimmte Zink mit einer Säure so behandelt, dass bei der Auflösung des Zinks ein Zinküberschuss vorhanden ist.

   Nach den Angaben dieser Patentschrift handelt es sich hiebei keineswegs um die Reinigung des Zinks bzw. die Verwendung reinen Zinksulfides ; die Verfasser dieser Patentschrift geben vielmehr der nach den exakten Untersuchungen der Anmelderin irrtümlichen Ansicht Ausdruck, dass ganz reines Zinksulfid besonders intensiv und lang nachleuchte und eine geringere Leuchtkraft als Caleiumwolframat oder Platindoppelsalz besitze. Sie empfehlen in der Beschreibung dieses Patentes sogar, nicht von chemisch reinem, sondern von rohem Zink auszugehen oder bei Verwendung reiner Produkte rohes Zink zuzusetzen.

   Der Erfolg der oben angegebenen Massnahme nach dieser Patentschrift war auch offenbar ein recht geringer, da gemäss dieser Druckschrift zu einer weiteren Behandlung des Zinksulfides durch mühevolles Aussortieren im Röntgenlicht, durch weitere Wasch-und Schaumprozesse sowie zur Zugabe von Zusätzen Zuflucht genommen werden musste. 



   Die vorliegende Erfindung ergibt eine wesentliche Verbesserung der Einrichtungen zur Strahlenumwandlung. Gemäss der Erfindung wird als Lumineszenzmaterial für die genannten Umwandlungen, also insbesondere für die Herstellung von Leuchtschirmen, reinstes präpariertes Zinksulfid benutzt, d. h. 



  Zinksulfid, dessen Verunreinigung durch Eisen, Mangan, Nickel Kobalt und Kupfer weniger als 0-00001 beträgt. Das bisher bekannt gewordene, mehr oder weniger verunreinigte Zinksulfid war wie die anderen obengenannten Präparate stark nachleuchtend. Es emittiert grünes Licht. Diese Eigenschaft war hervorgerufen durch die Gegenwart von Kupfer in einer Grössenordnung bis zu   Vioooo. Demgegenüber   zeigt das gemäss der Erfindung zu benutzende reinste präparierte Zinksulfid wesentlich andere und für den Zweck der obengenannten Strahlenumwandlung viel bessere Eigenschaften. Der erforderliche Reinheitsgrad wird erzielt durch systematische Anwendung der üblichen, vielfach beschriebenen Reindarstellungsverfahren und deren Durchführung in einer vollständig geschlossenen Apparatur, so dass keinerlei Staubverunreinigungen in die Lösung gelangen können.

   Unter Präparation ist zu verstehen die Sinterung bei An-oder Abwesenheit von schmelzbaren Salzzusätzen mit nachfolgendem Kristallisationsprozess. 



  Ein derartig präpariertes Zinksulfid fluoresziert mit einem kräftigen Hellblau und hat ferner die Eigenschaft, dass es praktisch überhaupt kein Nachleuchten zeigt, also trägheitsfrei ist. 



   Es hat sich weiter auch gezeigt, dass die Lichtausbeute dieses präparierten Zinksulfids gegenüber den früher benutzten blau leuchtenden Präparaten, wie Calcium- oder Cadmiumwolframat, erheblich günstiger ist. Sie beträgt das Zwei-bis Dreifache der bisher in Braunschen Röhren angewandten Präparate unter denselben Entladungsbedingungen. 



   Dieses reinblau leuchtende Zinksulfid gestattet ferner wegen seiner Trägheitslosigkeit, schnelle elektrische Impulse oder Röntgenbilder nicht nur mit dem Auge, sondern infolge der grossen Lichtausbeute auch mit der photographischen Kamera aufzunehmen. Es ist im Gegensatz zu dem kupferaktivierten, grün fluoreszierenden Zinksulfid von grosser photographiseher Wirksamkeit. 

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   Die photographische Wirksamkeit lässt sich durch Aktivierung mit Silber (bis zu 1/5000) noch erhöhen. 



   Dem richtig präparierten Zinksulfid von dem erfindungsgemässen Reinheitsgrad steht reinstes präpariertes   Zinkcadmiumsulfid   mit ähnlichen Eigenschaften gleichwertig zur Seite. Unter Zink-CadmiumSulfid ist dabei isomorph zusammenkristallisiertes Zinksulfid und Cadmiumsulfid zu verstehen. Je nach dem Mengenverhältnis, d. h. je nach dem Cadmiumprozentgehalt, leuchten diese Präparate in den verschiedensten Farben, z. B. Blau, Grün, Gelb, Orange oder Rotorange. 



   Nun ist es für verschiedene Zwecke, z. B. Braunsche Röhre, Fernsehen, Röntgenaufnahme, wünschenswert, eine möglichst trägheitsfrei arbeitende, weisses Licht erzeugende Substanz verwenden zu können. Gemäss der weiteren Erfindung können nun auch solche Schirme mit beliebiger Farbtönung, also auch weiss leuchtende, hergestellt werden, u. zw. geschieht das durch geeignete Mischung nachleuchtfreier,   verschiedenfarbiger   Substanzen untereinander. Wird z. B. das trägheitsfrei arbeitende, reinblau fluoreszierende Zinksulfid von dem erfindungsgemässen Reinheitsgrad mit einem gelb leuchtenden Zink-Cadmium-Sulfid im richtigen Mengenverhältnis gemischt, so lässt sich ein grün lumineszierender 
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 gemäss auch   möglich,   die reinen   Zink-bzw.

   Zink-Cadmium-SuIfidmminophore   mit Substanzen anderer Zusammensetzung, z. B. Zinksilikat, Cadmiumwolframat oder Caleiumwolframat, zu mischen und eine gewünschte Farbtönung zu erzielen. 



   Es hat sich nun weiter herausgestellt, dass als Luminophore mit gleich guten Eigenschaften, wie sie die bisher beschriebenen Substanzen besitzen, auch mit Silber aktivierte Zink-Cadmium-Sulfidpräparate Verwendung finden können. Das Leuchten des Präparates bzw. seine Farbtönung wird durch die Gegenwart des Silbers nicht behindert, sondern erhöht. Der Cadmiumgehalt ist massgebend für die Farbtönung der Lumineszenzerseheinung. Sie wird aber auch durch den Silberzusatz, allerdings in geringerem Masse, beeinflusst. Es hat sich gezeigt, dass durch steigenden Cadmiumgehalt des Präparat eine Farbverschiebung in Richtung von Blau nach Grün, Gelb oder Rot verursacht wird. 



   Erfindungsgemäss können auch diese mit Silber aktivierten, infolge verschiedener Cadmiumprozentsätze verschiedenfarbig leuchtenden   Zink-Cadmium-Sulfidpräparate   in verschiedenen Mengen untereinander oder mit andern Leuchtsubstanzen gemischt werden, so dass beliebig farbiges, aber auch weisses Leuchten erzielt werden kann. 



   Die Herstellung der silberaktivierten   Zink-Cadmium-Sulfidluminophore   kann in einfacher Weise durch Ausfällen aus einer in geringer Menge (etwa 1 : 10.000) mit Silber versetzten Zink-CadmiumSulfidlösung und nachfolgender Kristallisation erfolgen, indem man z. B. Zinksulfid und Cadmiumsulfid, gegebenenfalls   unter Verwendung eines geeigneten Schmelzmittels, etwa unter Zusätzen von   geringen Mengen Silber, auf höhere Temperatur erhitzt. Es ist auch möglich, Zinksulfid und Cadmiumsulfid unter Verwendung eines geeigneten Schmelzmittels sowie unter Zusätzen von geringen Mengen Silber zusammenzuschmelzen und zur Kristallisation zu bringen. 



   Die Verwendung reinweiss fluoreszierender Schirme stellt nicht nur in der   Braunsehen   Röhre einen wesentlichen technischen Fortschritt dar, sondern es zeigen auch gegenüber den Kanal-, Röntgen-, ultravioletten und radioaktiven Strahlen alle die vorstehend genannten Materialien eine wesentlich grössere Empfindlichkeit als die bisher für diese Zwecke benutzten. 



   Für manche Zwecke ist es auch zulässig, genügend kurzzeitiges, schwaches   Nachleuchten   der Mischung zuzulassen ; bei der praktischen Ausführung von Fernsehschirmen könnte z. B. ein Nachleuchten von zirka   y/o   Sekunde ohne Bildverschlechterung erlaubt sein. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur trägheitslosen oder annähernd trägheitslosen Umwandlung elektrischer oder elektromagnetischer, optisch direkt nicht wahrnehmbarer Energie in sichtbares Licht, insbesondere als Lumineszenzschirm in Entladungsröhren, z. B. Braunschen Röhren, insbesondere zur photographischen Aufnahme wechselnder Vorgänge und für Fernsehzwecke, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtschirm reinstes präpariertes Zinksulfid enthält, dessen Verunreinigung durch Eisen, Mangan, Nickel, Kobalt und Kupfer weniger als   O'OOOOl   beträgt.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluoreszenzmaterial aus reinsten Zink-Cadmium-Sulfiden oder aus einem Gemenge von reinsten Zink-Cadmium-Sulfiden mit reinstem Zinksulfid und/oder andern Lumineszenzstoffen besteht.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluoreszenzmaterial aus silberaktivierten Zink-Cadmium-Sulfiden oder aus einem Gemenge von silberaktivierten ZinkCadmium-Sulfiden mit reinstem Zinksulfid und/oder andern Lumineszenzstoffen besteht.