AT166914B - Leuchtstoff, insbesondere für Fluoreszenzlampen - Google Patents

Description

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  Leuchtstoff, insbesondere für Fluoreszenzlampen 
Die Erfindung bezieht sich auf einen Leuchtstoff, der in bezug auf Hitze und chemische Angriffe sehr stabil ist und der sich zur Erregung mit ultraviolettem Licht, Kathodenstrahlen, Röntgenstrahlen oder Strahlen der radioaktiven Substanzen eignet. Die erwähnte hohe Stabilität ist insbesondere wichtig, wenn der Leuchtschirm als innere Bedeckung einer Fluoreszenzlampe ausgebildet wird, da bei solchen Lampen während des Herstellungsprozesses eine bedeutende Erhitzung notwendig ist, um ein gutes Anhaften des Überzuges zu gewährleisten und weil anderseits ein chemischer Angriff durch die Quecksilberdampfatmosphäre stattfinden kann, der unter Umständen eine Schwärzung der Röhre zur Folge hat. 



   Entsprechend der Erfindung enthält der Leuchtschirm ein lumineszierendes Material, dessen Matrix aus einem Erdalkaliarsenat besteht und aus einem Aktivator, beispielsweise einem Metall, das für andersartige Phosphore schon als Aktivator bekannt ist, wie Mangan, Antimon oder Cer. 



   Wenn erwünscht, können ein oder mehrere Erdalkalihalogenide beigefügt werden, mit der Wirkung, dass sich die Farbe der Lumineszenzen ändert. Vorzugsweise sollen die verschiedenen
Bestandteile in solchen Mengen angewendet werden, dass das Material die Struktur eines
Erdalkali-Halogen-Arsenat-Apatitcs erhält ent- sprechend der Formel   XAsO,). Y,   oder eines Erdalkali-Halogen-Arsenat-Wagnerites entsprechend der Formel   X2AsO. 1Y,   wobei X ein Erdalkalimetall und Y ein Halogen ist. 



   Im allgemeinen ist die   Leuchtfähigkeit   der
Verbindungen mit Wagneritstruktur schlechter als die der Verbindungen mit Apatitstruktur ; Chlor gibt die besten Resultate, aber auch andere
Halogene liefern lumineszierendes Material. 



   Mit Leuchtschirmen entsprechend der Er- findung ist es möglich einen weiten Bereich von
Farben von rot bis blau mit verschiedenem
Sättigungsgrad zu decken, wobei die Farbe der
Lumineszenz in Abhängigkeit von der Zusammen- setzung sich   ändert.   Im allgemeinen verschiebt sich die Farbe des emittierten Lichtes bei Er- höhung des Mangangehaltes in der Richtung gegen das rote Ende des Spektrums ; den gleichen Effekt hat eine Zunahme des Chlorgehaltes, während eine Vermehrung des Phosphorgehaltes die Farbe des Lichtes in der Richtung nach kürzeren Wellenlängen   veränder..   



   Im folgenden werden einige typische Ausführungsbeispiele für die Bereitung eines Phosphors für den erfindungsgemässen Leuchtschirm beschrieben. a) Löse 130   g von CaCI2. 6 H20   in   260     cw'   Wasser, füge dieser Lösung eine Lösung von   80 g     (NHJ, HAsO   in   200 cm3 Wasser   und   20 cm'   Ammoniaklösung mit dem spezifischen Gewicht   0-88   hinzu. Filtriere nach Fällung, wasche und trockne den Niederschlag. Das gefällte Produkt ist Hydroxyarsenoapatit 3Ca3 (AsO,) 2. Ca   (OH)..   b) Mische   250   Arsenpentoxyd und   168 g     Calciumoxyd   trocken.

   Erhitze die Mischung allmählich bis auf   700 C   und halte sie durch eine halbe Stunde bei dieser Temperatur. An
Stelle von Arsenpentoxyd kann auch die   Åaqui-   valente Menge von   (NHHAsO, benüt7t   werden. Das so erhaltene Produkt soll der
Formel des Orthoarsenates Ca3   (As0,),   ent- sprechen. Wenn dies nicht der Fall sein sollte, so ist der fehlende Betrag von   (NHHAsO.,   oder CaC03 beizufügen und nochmals zu erhitzen. 



   Die Arsenverbindungen, welche nach den
Methoden a und b erzielt werden, können nun aktiviert werden entsprechend den folgenden
Ausführungsbeispielen. 



   1. Mische innig   100   der unter a und b erwähnten Erdalkaliarsenate mit 5 Mangan- arsenat oder der entsprechenden Menge einer anderen Manganverbindung, z. B. Mangannitrat und erhitze auf 800 C durch eine halbe Stunde in der Luft. Das Material zeigt eine orangerote
Lumineszenz bei Erregung mit der Quecksilber- dampfresonanzlinie 2537 Ä. 



   2. Bereite eine Mischung wie unter   1,   füge jedoch   2   Antimonnitrat an Stelle von Mangan- arsenat hinzu. Dieser Phosphor zeigt eine bläuliche Lumineszenz bei Erregung mit der
Quecksilberdampfresonanzlinie 2537   A   oder mit
Kathodenstrahlen. Statt Antimonnitrat kann auch
Antimonoxyd zusammen mit Arsenpentoxyd be- nützt werden. 

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   3. Bereite eine Mischung wie unter 2, aber füge   S     Manganarsenat zusatzlich   zu der Antimonverbindung zu. Der entstehende Phosphor zeigt eine grüne Lumineszenz bei Erregung mit der Quecksilberdampfresonanzlinie 2537 A. Wenn Halogenarsenate angewendet werden, so kann der Herstellungsvorgang entsprechend den folgenden Beispielen ausgeführt werden :
4. Stelle eine Mischung her wie unter 3, füge jedoch 5 g Calciumfluorid zusätzlich zu der Antimonverbindung und dem Manganarsenat hinzu. Der Phosphor zeigt eine gelbe Lumineszenz bei Wellenlänge 2537 A. 



   5. Bereite eine Mischung wie unter 4, jedoch   füge   an Stelle von Calciumfluorid die äquivalente Menge   Strontiumfluorid   zu. Das so erhaltene Produkt zeigt eine weisse Lumineszenz bei Erregung mit der   Quecksilberdampfresonanzlinie   2537 A. 



   Das für die oben erwähnten Phosphore erforderliche Manganarsenat kann folgendermassen hergestellt werden :
Man löse 370   Mangansulfat MnSO   in 11 kochendem Wasser und füge Ammoniakarsenat in Losung hinzu, bis keine weitere Fällung eintritt. Filtriere das rosafarbige Präzipitat, wasche und trockne es. 



   Die aktivierenden Metalle können, statt dass man sie als Arsenate einführt, auch als Oxyde   eingeführt   werden, wobei der Mangel an Arsenoxyd durch Hinzufügung von Ammoniakarsenat ausgeglichen werden kann. Statt den Aktivator dem Erdalkaliarsenat hinzuzufügen, können die aktivierenden Metalle auch schon den Ausgangsmaterialien beigefügt werden, so kann z. B. 



  Mangankarbonat der Mischung von Arsenoxyd und   Calciumoxyd   vor der Erhitzung beigefügt werden oder, wenn der nasse Herstellungsprozess, wie im Beispiel a beschrieben, angewendet wird, kann das Mangan als Nitrat zu der Calcium- chloridlösung vor der Fällung hinzugefügt werden. 



   Die   günstigste   Erhitzungstemperatur hängt von verschiedenen Umständen, wie z. B. von der Korngrösse des Rohmaterials, der Grösse der
Charge, der Art des Tiegelmaterials ab. Das
Ergebnis soll stets ein gut kristallisiertes Produkt sein. Mitunter ist eine einmalige Erhitzung nicht ausreichend, um ein gleichförmiges Produkt zu erzielen, in welchem Falle das Material noch einmal, wenn nötig bei höherer Temperatur, erhitzt werden soll. Im allgemeinen soll die
Erhitzungstemperatur zwischen 800 C und   1100 C liegen. Oberhalb 1100 C schmilzt das Material bereits häufig, wodurch die Ausbeute   an Fluoreszenzlicht sinkt. Die günstigste Temperatur kann leicht in jedem einzelnen Falle durch einen einfachen Versuch festgestellt werden. 



   Die   Atmosphäre,   in welcher die Erhitzung durchgeführt werden soll, hängt von der Type des herzustellenden Phosphors ab. 



   Bei den oben erwähnten Beispielen werden die Resultate bei Erhitzung in Stickstoff statt an der Luft verbessert, wobei zu beachten ist, dass nach der Erhitzung die Phosphore bis zu etwa 300 C 
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 gebracht werden. 



   Es hat sich gezeigt, dass die Abkühlung in einer nicht oxydierenden Atmosphäre die wichtigste Vorsichtsmassnahme ist, während die Fernhaltung von Sauerstoff bei dem Erhitzungsprozess selbst nicht so wichtig ist. Die Erhitzung   k : um   vielmehr auch in Luft ausgeführt werden, besonders wenn der Tiegel während der Erhitzung bedeckt ist. Anscheinend sind die Bedingungen bei der Erhitzung solche, dass sie die Oxydbildung nicht begünstigen. In anderen von den vorstehenden Beispielen abweichenden Fällen, wenn etwa Cer als Aktivator verwendet wird, ist eine reduzierende Atmosphäre vorteilhaft. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Leuchtstoff, insbesondere für Fluoreszenzlampen, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Erdalkaliarsenat mit einem Aktivator, beispielsweise Mangan, Antimon oder Cer, enthält.

Claims (1)

1. 2. Leuchtstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er ein oder mehrere Halogenide in solcher Menge enthält, dass das Material eine Apatit-oder Wagneritstruktur aufweist, vorzugsweise derart, dass die Matrix des Leuchtstoffes aus Caiciumarsenat besteht und der Aktivator aus einer Mischung von Mangan und Antimon zusammen mit einem Fluorid, beispielsweise Calciumfluorid oder Strontiumfluorid.

   3. Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erdalkaliarsenat gesondert hergestellt, gut mit einer geeigneten Aktivatorverbindung gemischt und sodann erhitzt wird, worauf das Produkt unter solchen Bedingungen abgekühlt wird, dass Oxydieren ausgeschlossen ist.

   4. Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffes nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivator dem Erdalkaliarsenat während der Herstellung des letzteren hinzugefügt wird und dass die Mischung erhitzt und nachher unter Vermeidung von Oxydation abgekühlt wird.