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" Procéder permettant d'obtenir une matière fluorescente et rr une couche fluorescente contenant u:ne matière de ce genre".
On sait que le silicate de cadmium peut posséder des propriétés de fluorescence et que, dans ce cas, il émet des rayons rouges,, Jusqu'à présent, on obtenait cette matiè- -re en chauffant de l'oxyde de cadmium avec de la silice dans le rapport nécessaire à l'obtention de silicate de cadmium.
On y ajoutait en outre une faible quantité d'une matière provoquant les propriétés de fluorescence, par exemple, de chlorure demanganèse. Cette matière peut constituer avec le silicate de cadmium une solution solide. Pour réaliser la matière fluorescente, en se servait encore en général d'un fondant* Or, le silicate de cadmium aannu n'émet qu'une @
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faible fluorescence et n'est que de courte durée de service, de sorte qu'on ne l'a pas encore utilisé en pratique.
La présente invention a pour objet d'une part l'ob- -tention d'une matière fluorescente douée d'une fluorescence plus intense et de longévité prolongée et d'autre part une couche fluorescente contenant une matière fluorescente de ce genre.
Suivant l'invention,au cours du traitement d'une ma- -tière fluorescente en partant d'oxyde de cadmium et de silice et d'une faible quantité d'une matière provoquant les propriétés de fluorescence, on introduit dans la ma- -tière fluorescente une quantité d'oxyde de cadmium qui, en proportion de la quantité de silice, est inférieure à la quantité d'oxyde de cadmium qui correspond à la formule CdSiO3.Il peut être avantageux que la quantité d'oxyde de cadmium soit inférieure de 10 à 40 pour cent en poids à la quantité d'oxyde de cadmium qui correspond à la formule CdSiO3.
Il est préférable de choisir le rapport entre la quantité d'oxyde de cadmium et la quantité de silice tel que ces quantités correspondent à la formule CdSi2 O5. Il n'est cependant, pas certain que cette combinaison chimique soit formée en fait. Le dit rapport des quantités d'oxyde de cadmium et de silice pourraient déterminer aussi la production d'une solution solide CdO.2SiO2.
La matière fluorescente ou les matières initiales au moyen desquelles on obtient la matière fluorescente est, de préférence, débarrassée de nickel, de fer, de cobalt, de cuivre et de plomb, parce qu'on a constaté que même de très faibles quantités de ces métaux exercent une influence défavorable sur la puissance de la fluorescence. Cette extrac- -tion des dites substances s'effectue, de préférence, au
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cours du traitement thermique nécessaire à l'obtention du produit final. L'extraction peut s'effectuer avantageusement au moyen d'un composé de potassium qu'on introduit dans le mélange, ce composé servant alors également de fondant qui accélère la production de la matière fluorescente active.
Ce composé de potassium peut être, par exemple, du chlorure de potassium.
La présence de potassium dans le produit finaest favorable du fait qu'elle détermine la production d'une substance cristalline capable d'être facilement réduite en poudre de toute grandeur de grain voulue. La substance, en étant amenée à l'état pulvérulent, perd souvent son pou- -voir de luminescence, mais si on la chauffe de nouveau jusqu'à une température rapprochée de celle à laquelle les cristaux sont agglomérés par concrétion, son pouvoir de lumi- -nescence est rétabli.
En outre, grâce à la présence du potassium dans la ma- -tière fluorescente, la stabilité de ce produit augmente.Si, par exemple, la matière fluorescente est introduite dans une lampe à vapeur de mercure , elle n'est attaquée que faiblement par la décharge et par la vapeur de mercure.
Il est préférable de maintenir dans certaines limites le pourcentage de la matière qui provoque la puissance de la fluorescence et celui du fondant. Si, par exemple, la ma- -tière signalée en premier lieu est ajoutée sous la forme de dioxyde de manganèse et si l'on utilise comme fondant du chlorure de potassium on atteint la luminescence la plus intense lorsque l'ensemble de ces matières atteint 3,1 pour cent en poids de tout le mélange.La luminescence diminue déjà sensiblement, lorsque ce pourcentage est. réduit à 2% ou est accru à 4%.
De plus, il y a également avantage à utiliser un rapport déterminé entre le chlorure de potassium et le bioxyde de manganèse. de rapport est amené, de préférence, à être appre-
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-ximativement égal à 2.
Les dits rapports varient si l'on utilise d'autres composés de manganèse et de potassium, mais on choisira ces rapports, de préférence, toujours tels que le potassium atteigne environ 2,1% en poids et le manganèse environ 1,25% en poids de l'oxyde de cadmium.
Une couche fluorescente disposée sur une couche sous-jacente convenable, par exemple en verre, contient une matière fluorescente obtenue en partant, à la manière décrite, de Cd0 et de SiO2. Il y a avantage à associer ces couches fluorescentes à un tube à décharges électriques afin que, par exemple, le spectre de la lumière émise par le tube soit complété par des rayons rouges.
On va décrite ci-dessous, à titre d'exemple, une méthode permettant d'obtenir la matière fluorescente.
On mélange une certaine quantité d'oxyde de cadmium avec une certaine quantité de silice, la proportion en poids de ces quantités étant comprise entre 0,7 et 0,9 et étant, de préférence, égale à 0,8. Puis, on ajoute une solution de carbonate de potassium au mélange qu'on remue jusqu'à la formation d'une couche de pâte diluée et on ajoute ensuite du chlorure de manganèse. On choisit les proportions en poids telles que le potassium atteigne environ 2,1% de l'oxyde de cadmium et le manganèse environ 1,25% de l'oxyde de cad- -mium. Dans ce stade la carbonate de potassium et le chlorure de manganèse réagissent en formant du carbonate de manganèse ( d'où échappe du gaz carbonique sous l'action d'un chauffage ) et du chlorure de potassium, de sorte qu'on obtient un mélange très satisfaisant de ces composés avec la masse.
Le mélange est séché et encore remué et est ensuite chauffé à l'air à environ II00 pendant environ 5 minutes. Au cours de ce chauf- -fage, une faible quantité du chlorure de potassium se com- -bine avec les faibles impuretés d'oxydes de plomb, de nickel, de fer, de cobalt, de cuivre. Les chlorures ainsi formés de ces métaux sont volatiles et disparaissent du mélange. Le
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chlorure de potassium fond et sert de fondant sous l'action duquel l'oxyde de cadmium, la silice et le composé de manga- -nèse entrent rapidement en solution solide.
Après refroi- -dissement, la masse formée est amenée à l'état pulvérulent, pour être chauffée ensuite pendant plusieurs minutes à environ 1050 , c'est à dire, précisément au-dessous de la température à laquelle la masse est agglomérée par concrétion. Après re- -froidissement, la matière fluorescente est à point.
La matière fluorescente peut être disposée, par exemple sur la face interne d'un tube à décharges électriques à at- -mosphère de gaz et/ ou de vapeur, ce tube pouvant être rempli, par exemple, par un mélange d'un gaz rare et de vapeur de mer- -cure. Les électrons lents et les rayons ultra - violets, surtout ceux ayant une longueur d'onde de 2537 , produits dans les tubes à décharges de ce genre sont très actifs en provoquant la fluorescence du silicate de cadmium.
La poudre luminescente peut être appliquée à a paroi du tube d'une manière connue, par exemple, au moyen d'un liant qui peut être constitué par de la glycérine ou de la glycérine mélangée d'oxyde borique.. On peut se servir aussi, en tant que liant , d'acide phosphorique qui peut être disposé sur la paroi, par exemple à l'état dissous, dans l'alcool ou l'acétone. On peut aussi fixer la poudre filuores- -cente sur la paroi au moyen d'un verre ayant un point de fusion inférieur à celui du verre par lequel la paroi est constituée.
On a constaté que la couche luminescente de ces tubes à décharges a une durée de service très longue et contribue sensiblement à l'émission lumineuse du tube en assurant ainsi au tube un rendement favorable.
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"Proceed to obtain a fluorescent material and rr a fluorescent layer containing u: no such material".
It is known that cadmium silicate can have fluorescent properties and that, in this case, it emits red rays. Hitherto, this material was obtained by heating cadmium oxide with silica in the ratio necessary to obtain cadmium silicate.
A small amount of a material inducing fluorescence properties, for example, manganese chloride, was further added thereto. This material can form a solid solution with the cadmium silicate. To make the fluorescent material, still using in general a flux * However, cadmium silicate aannu emits only one @
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low fluorescence and has a short service life so has not yet been used in practice.
The present invention relates on the one hand to obtaining a fluorescent material endowed with a more intense fluorescence and prolonged longevity and on the other hand a fluorescent layer containing a fluorescent material of this kind.
According to the invention, during the treatment of a fluorescent material starting from cadmium oxide and silica and a small amount of a material causing the fluorescence properties, is introduced into the material - Fluorescent an amount of cadmium oxide which, in proportion to the amount of silica, is less than the amount of cadmium oxide which corresponds to the formula CdSiO3. It may be advantageous if the amount of cadmium oxide is less from 10 to 40 percent by weight to the amount of cadmium oxide which corresponds to the formula CdSiO3.
It is preferable to choose the ratio between the amount of cadmium oxide and the amount of silica such that these amounts correspond to the formula CdSi2 O5. It is, however, not certain that this chemical combination is in fact formed. The said ratio of the quantities of cadmium oxide and silica could also determine the production of a solid solution CdO.2SiO2.
The fluorescent material or the starting materials from which the fluorescent material is obtained is preferably free of nickel, iron, cobalt, copper and lead, because it has been found that even very small amounts of these metals exert an unfavorable influence on the power of fluorescence. This extraction of said substances is preferably carried out at
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during the heat treatment required to obtain the final product. The extraction can be carried out advantageously by means of a potassium compound which is introduced into the mixture, this compound then also serving as a flux which accelerates the production of the active fluorescent material.
This potassium compound can be, for example, potassium chloride.
The presence of potassium in the final product is favorable in that it determines the production of a crystalline substance capable of being easily powdered to any desired grain size. The substance, on being brought to the pulverulent state, often loses its luminescent power, but if it is reheated to a temperature near that at which the crystals are agglomerated by concretion, its luminescent power - -nescence is restored.
In addition, due to the presence of potassium in the fluorescent material, the stability of this product increases.If, for example, the fluorescent material is introduced into a mercury vapor lamp, it is only weakly attacked by discharge and by mercury vapor.
It is preferable to keep within certain limits the percentage of the material which causes the fluorescence power and that of the flux. If, for example, the first-mentioned material is added in the form of manganese dioxide and if potassium chloride is used as a flux, the most intense luminescence is achieved when all of these materials reach 3.1 percent by weight of the total mixture. Luminescence already decreases noticeably, when this percentage is. reduced to 2% or increased to 4%.
In addition, there is also an advantage in using a determined ratio between potassium chloride and manganese dioxide. report is preferably brought to light.
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- approximately equal to 2.
Said ratios vary if other manganese and potassium compounds are used, but these ratios will preferably be chosen always such that the potassium reaches about 2.1% by weight and the manganese reaches about 1.25% by weight. weight of cadmium oxide.
A fluorescent layer disposed on a suitable underlying layer, for example of glass, contains a fluorescent material obtained by starting, as described, from Cd0 and SiO2. There is an advantage in associating these fluorescent layers with an electric discharge tube so that, for example, the spectrum of the light emitted by the tube is supplemented by red rays.
A method for obtaining fluorescent material will be described below by way of example.
A certain amount of cadmium oxide is mixed with a certain amount of silica, the proportion by weight of these amounts being between 0.7 and 0.9 and preferably being equal to 0.8. Then, a potassium carbonate solution is added to the mixture which is stirred until a layer of dilute paste is formed, and then manganese chloride is added. The proportions by weight are chosen such that the potassium reaches approximately 2.1% of the cadmium oxide and the manganese reaches approximately 1.25% of the cadmium oxide. In this stage, the potassium carbonate and the manganese chloride react by forming manganese carbonate (from which carbon dioxide escapes under the action of heating) and potassium chloride, so that a mixture is obtained. very satisfactory of these compounds with the mass.
The mixture is dried and further stirred and is then heated in air at about 1100 for about 5 minutes. During this heating, a small quantity of potassium chloride combines with the weak impurities of oxides of lead, nickel, iron, cobalt, copper. The chlorides thus formed of these metals are volatile and disappear from the mixture. The
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Potassium chloride melts and serves as a flux under the action of which the cadmium oxide, the silica and the manganese compound rapidly enter solid solution.
After cooling, the mass formed is brought to the pulverulent state, to be then heated for several minutes to about 1050, that is to say, precisely below the temperature at which the mass is agglomerated by concretion. After cooling, the fluorescent material is ready.
The fluorescent material can be arranged, for example on the internal face of an electric discharge tube with an atmosphere of gas and / or vapor, this tube being able to be filled, for example, with a mixture of a rare gas. and sea steam. Slow electrons and ultraviolet rays, especially those with a wavelength of 2537, produced in such discharge tubes are very active in causing cadmium silicate to fluoresce.
The luminescent powder may be applied to the wall of the tube in a known manner, for example, by means of a binder which may consist of glycerin or glycerin mixed with boric oxide. It is also possible to use , as a binder, phosphoric acid which can be placed on the wall, for example in the dissolved state, in alcohol or acetone. The filuorescent powder can also be fixed to the wall by means of a glass having a melting point lower than that of the glass from which the wall is made.
It has been found that the luminescent layer of these discharge tubes has a very long service life and substantially contributes to the light emission from the tube, thus ensuring the tube a favorable performance.