BE483398A - - Google Patents

Description

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  Ecran luminescent. 



   L'invention concerne des écrans luminescents dont la matière luminescente n'est guère affectée par la chaleur ou les effets chimiques; ces écrans sont tout indiqués pour l'excita- tion par des rayons ultra-violets, des rayons cathodiques, des rayons X ou des rayons émis par des substances radio-actives. Sa grande stabilité approprie particulièrement la matière luminescen- te, qui sera appelée "phosphore" dans la suite du mémoire, comme revêtement interne pour les lampes fluorescentes, car dans ces lampes l'application d'une couche bien adhérente nécessite de la chaleur. Les réactions chimiques sont souvent dues à   l'atmosphère   de Mercure qui constitue l'une des causes du noircissement du tube. 



   Suivant la présente invention, le   "phosphore"   est cons- titué par un arsédate de métal alcalino-terreux (un métal alcalino- terreux, de l'arsenic, et de l'oxygène) et par un activant, par   @ --   

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 exemple du manganèse, de l'antimoine ou du cérium. 



   Eventuellement, on peut y ajouter un ou plusieurs halogénures alcalino-terreux, pour Modifier la couleur de la luminescence. De préférence, la teneur en divers éléments est telle que la matière affecte la structure d'apatites   d'halo-arsé-   niates alcalino-terreux correspondant à la formule X10(AsO4)2Y2 ou de   wagnérites   d'halo-arséniates alcalino-terreux correspondant à la formule X2AsO4Y, X étant un métal alcalino-terreux et Y un halogénure. En général, la luminescence de composés présentant cette dernière structure est inférieure à celle des composés à   structure apatite ; chlore donne les meilleurs résultats, mais   d'autres halogénures fournissent aussi des matières luminescentes. 



   Conformément à l'invention, le   "phosphore"   permet d'ob- tenir une large gamme de couleurs, du rouge au bleu et à. divers degrés de saturation, la couleur de la luminescence variant avec la composition. En général, une augmentation de la teneur en nan- ganèse déplace vers l'extrémité rouge du spectre la couleur de la lumière émise. Une augmentation de la teneur en chlore exerce le même effet., tandis qu'une augmentation de la teneur en fluor dépla- ce la couleur vers les ondes plus courtes. 



   Voici quelques exemples typiques de préparation de substances fluorescentes conformes à l'invention. a) On dissout 130 g. de   CaCl2   CH2O dans 260 cm3 d'eau. 



   On ajoute à cette solution, une solution de 80 g. de (NH4)2   NAs04   dans 200 cm3 d'eau et on ajoute 20 cm3 d'une solution d'am- moniaque (densité 0,88). On filtre le précipité, on le lave et on le sèche. Le produit ainsi obtenu par précipitation est de l'hydro- xyarseno-apatite, 3Ca3(AsO4)2 Ca(OH)2. b) On mélange 8 l'état sec 250 g. de pentoxyde d'arsenic et 168 g. d'oxyde de calcium. On chauffe graduellement le mélange jusqu'à environ 700 C et on le maintient à. cette température pendant en- viron une heure et demie. Au lieu de   AS205.,   on peut utiliser une quantité équivalente de (NH4)2 H As04. Le produit ainsi obtenu 

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 correspond à la formule de l'orthoarséniate Ca3(AsO4) 2. S'il n'en est pas ainsi, réchauffer le produit avec la quantité requise de (NH)2 H AsO4 ou de CaC03.

   Les arséniates obtenus suivant le pro- cédé (a) ou (b) peuvent être activés de la manière décrite dans les exemples suivants. 



  (1) Mélanger convenablement 100 g. de ces arséniates alcalino- terreux avec 5 g. d'arséniate de manganèse ou avec la quantité équivalente d'un autre composé de manganèse, par exemple de ni- trate de manganèse et chauffer à   800 C   pendant une heure et de- mie à l'air libre. La matière, excitée par la raie de mercure à 2537  , fournit une luminescence rouge orange. 



  (2) Préparer un mélange tel que spécifié sous (1) mais y ajouter 2 g. de nitrate d'antimoine au lieu d'arséniate de manganèse. Ce   "phosphore"   excité par la raie de mercure à   2537 A   ou par des rayons cathodiques a une luminescence bleuâtre. Au lieu de nitrate   d'antimoine,   on peut utiliser de l'oxyde d'antimoine additionné de pentoxyde   darsenic.   



  (3) Préparer un mélange tel que spécifié sous (2) mais ajouter 5 g. d'arséniate de manganèse additionné d'un composé d'anti- moine. Excité par la raie de mercure de 2537  , ce "phosphore" fournit une luminescence verte. 



   Si on désire des halo-arséniates, le procédé peut être mis en oeuvre de la manière spécifiée dans les exemples suivants. 



  (4) Préparer un mélange de la manière spécifiée sous (3), mais ajouter 5 g. de fluorure de calcium au composé d'antimoine et d'arséniates de manganèse. Excité par la raie de mercure à 2537  , le "phosphore" obtenu présente une luminescence blanc- jaune. 

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  (5) Préparer un mélange de la manière spécifiée sous (4), mais au lieu de fluorure de calcium,ajouter la quantitééquivalente de fluorure de strontium. Excité par   laaie   de mercure à 2537  , le produit ainsi obtenu présente une luminescence blanche. 



   L'arséniate de manganèse requis pour les "phosphores" spécifiés ci-dessus peut s'obtenir de la manière suivante. 



   Dissoudre 370 g. de   MnS04   dans un litre d'eau bouil- lante et ajouter de l'arséniate d'ammonium en solution jusqu'à ce qu'il ne se produise plus de précipité. Filtrer le précipité rose, laver et sécher. 



   Ah lieu d'être introduits sous forme d'arséniates, les métaux activants peuvent l'être sous forme d'oxydes et la défi- cience d'oxyde arsénieux peut être compensée par l'addition d'arséniates d'ammonium. Au lieu d'ajouter l'activant à l'arsé- niate de métal alcalino-terreux, on peut incorporer les métaux ac- tivants dans la matière dont on part. C'est ainsi que l'on peut ajouter du carbonate de manganèse au mélange d'oxyde arsénieux et d'oxyde de calcium avant de chauffer ce mélange, ou si l'on utilise le procédé spécifié dans l'exemple (a), le manganèse peut être ajouté sous forme de nitrate à la solution de chlorure de calcium avant la précipitation. 



   Les températures de chauffage optima dépendent de plusieurs facteurs tels que les dimensions des grains de la ma- tière brute utilisée, de la quantité de matière., du type et de la matière du creuset, l'objet final désiré étant toujours un pro- duit bien cristallisé. Parfois l'obtention d'un produit uniforme nécessite plus d'un chauffage; il faut alors procéder à un ré- chauffage, éventuellement à une température plus élevée. En règle générale, la température de chauffage est comprise entre   800 C   et   1100 C.   Au-delà de cette température, il se produit fréquemment 

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 de la fusion, ce qui entraîne une diminution de l'efficacité lumineuse. La température optimum doit se déterminer expérimenta- lement de cas en cas. 



   L'atmosphère dans laquelle s'effectue le chauffage dépend du type de "phosphore" à préparer. Dans les exemples spécifiés ci-dessus, le chauffage dans l'azote au lieu de l'air douane de meilleurs résultats, pour autant qu'après le chauffage, les "phosphores" puissent refroidir dans l'azote jusqu'à environ   300 C   avant d'être mis en contact avec l'air. En fait, le refroi- dissement dans une atmosphère non oxydante constitue une bonne précaution, car la Demanderesse a constaté que le chauffage peut en général s'effectuer à l'air,, surtout lorsque le creuset est couvert pendant le chauffage. Pendant le chauffage, les conditions ne sont pas de nature à favoriser l'oxydation.

   Dans des conditions différentes de celles précitées, par exemple lorsqu'on utilise com- me activant du cérium, il peut être avantageux d'utiliser une at- mosphère réductrice.

Claims (1)

1. R E S U M E .

   1.- Ecran luminescent comportant une matière constituée par un arséniate de métal alcalino-terreux et un activant, cet écran pouvant présenter en outre les particularités suivantes, prises séparément ou en combinaison : a) l'activant est du manganèse, de l'antimoine ou du cérium. b) la matière comporte aussi un ou plusieurs halogénures, de préférence en quantités telles que la structure de la matière soit apatite ou @agnérite. c) la matière utilisée est de l'arséniate de calcium et l'activant est constitué par un mélange de manganèse et d'anti- moine additionné d'un fluorure, par exemple de fluorure de cal- cium ou de strontium. <Desc/Clms Page number 6>

   2. - Procédé de fabrication d'une matière luminescente à utiliser pour un écran tel que spécifié sous 1, dans lequel l'ar- séniate de métal alcalino-terreux se prépare séparément et est ensuite mélangé avec un activant approprié, l'ensemble est chauffé d'une manière appropriée, puis il est refroidi dans des condi- tions qui empêchent l'oxydation, ce procédé pouvant en outre présenter la particularité que l'activant est incorporé dans l'arséniate de métal alcalino-terreux pendant la préparation de ce dernier, que l'ensemble est chauffé, puis refroidi dans des conditions qui empêchent l'oxydation.