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PROCEDE DE FABRICATION DE MATIERES ECLATRANTES AU SILICATE.
La présente invention concerne un procédé de fabrication de matiè- res éclairantes au silicate, pouvant être excitées par les rayons ultra-vio- lets, les rayons X ou les rayons cathodiques et pouvant être appliquées sous forme de couche éclairante sur la paroi intérieure des ampoules, en particu- lier des lampes à décharge électrique, par exemple des tubes éclairants à vapeur de mercure à basse pression. La couche de matière éclairante peut aussi être appliquée sur la paroi extérieure du récipient ou sur un écran disposé devant la lampe à décharge. Bien entendu, la parodi du récipient de la lampe à décharge doit laisser passer dans ce cas, le rayonnement d'exéitation.
On peut fabriquer suivant l'invention des matières éclairantes d'un excellent rendement lumineux et d'une très longue durée d'éclairage, et qui, même en mélange avec d'autres matières éclairantes, conviennent spé- cialement aux lampes à décharge, en choisissant comme matière première des composés de calcium ainsi que de strontium et en particulier leurs halogénures, nitrates et carbonates, en les mélangeant en proportions appropriées avec de l'acide silicique et des composés de plomb et de manganèse et en leur faisant subir un traitement de grillage de façon à former un silicate de calcium-stron- tium activé par le plomb et le manganèse.
On ajoute encore à la matière pre- mière, qui consiste en un composé de calcium, un composé de strontium et de l'acide silicique, environ 1 à 3 et de préférence 1,6% en poids de plomb et environ 1 à 3 et de préférence 2,4% en poids der'manganèse. Les proportions de plomb et de manganèse ajoutés peuvent être supérieures ou inférieures aux limites indiquées ci-dessus. Cependant, les valeurs les plus avantageuses sont comprises entre ces limites, et l'intensité lumineuse est plus faible en dehors de ces limites. Le manganèse est ajouté de préférence sous forme de carbonate de manganèse et le plomb sous forme d'oxyde de plomb.
Après avoir mélangé intimement le produit ainsi- obtenu, on le grille généralement d'abord à une température d'environ 1100 C, puis à trois reprises d'une heure et demie chaque fois environ à une température de 1100 -1300 C environ dans
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un courant de vapeur d'eau, par exemple sous une pression partielle de vapeur d'eau de quelques centaines de millimètres. Le produit subit un broyage et un tamisage entre chaque grillage. On obtient des produits éclairants d'ex- cellente qualité à partir du carbonate de calcium, du carbonate de strontium et de la silice et en mélangeant ces éléments en proportions molaires de 0,99- 0,85 : 0,01-0,15 : 0,75-1,25.
Pour obtenir un produit éclairant dont le rayon- nement est particulièrement riche en rayons rouges, on peut choisir de préfé- rence un mélange de 0,95 CaO 0,05 Sr : 1,1SiO2. On obtient un produit éclai- rant possédant aussi un excellent rendement lumineux, mais dont le rayonnement contient moins de rayons rouges et plus de rayons jaunes en mélangeant les divers éléments de préférence en proportions molaires d'environ 0,973 mol CaO: 0,027 mol SrO: 1,1 mol SiO2. Le carbonate de calcium et le carbonate de strontium préparés séparément avant le mélange subissent comme d'habitude une déshydratation à 150 C par exemple, puis on les mélange intimement et on les grille dans les proportions molaires indiquées avec la silice et les additions de plomb et de manganèse' ou de leurs composés.
On a constaté que lorsque la teneur en strontium augmente, le maxi- mum d'émission du silicate de Ca-Sr se déplace dans la direction des grandes longueurs d'onde de l'infra-rouge, c'est-à-dire que la fraction de rouge du spectre d'émission augmente. Cette relation ressort par exemple du tableau ci-dessous :la teneur en manganèse restant constante et égale à 2,4 % et la teneur en plomb égale à 1,6 %, le maximum d'émission correspond :
EMI2.1
<tb> pour <SEP> 1,5 <SEP> mol <SEP> % <SEP> SrO <SEP> à <SEP> 608 <SEP> millimicrons
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<tb> 10 <SEP> d <SEP> - <SEP> 650 <SEP> d
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Le procédé suivant l'invention permet d'obtenir une matière éclairante en poudre très fine à grains très fins et de grosseur uniforme, ce qui est important dans l'application des lampes à matière éclairante.
Par exemple, on obtient une répartition de la grosseur moyenne des grains de'4 microns, dont 58% ont une grosseur inférieure à 4 microns et aucun grain n'a une grosseur supérieure à 10 microns.
Etant donné que d'une part le silicate de calcium activé (Pb-Mn) seul donne une lumière jaune et que d'autre part le silicate de strontium également activé seul donne une lumière infra-rouge, il ne peut être ques- tion à propos de la nouvelle matière éclairante préparée suivant l'invention d'un mélange mécanique, car elle comporte maintenant une large bande rouge.
En soumettant les matières éclairantes préparées par le procédé suivant l'invention à des, essais spectrographiques aux rayons X, on obtient des in- terférences qui correspondent à la structure de la Wollastonite. Etant donné qu'on observe des courbes d'interférence supplémentaires; il est possible que ces courbes d'interférence spéciales qui apparaissent outre les courbes d'in- terférence de la Wollastonite soient dues en partie à une structure en mosai- que. Si on devait en conclure que les matières éclairantes suivant l'inven- tion sont déjà sur le point de prendre une structure de pseudo-Wollastonite., peut être parce que la teneur en strontium provoque la transformation irré- versible de Wollastonite en pseudo-Wollastonite à une température plus basse, cette possibilité ne saurait être discutée.
L'explication exacte, définitive, physico-chimique de la structure cristalline du nouveau produit éclairant est inutile, puisque cq produit est caractérisé sans ambugulté pour le spécia- liste par les moyens indiqués.
Les lampes à décharge dont le rayonnement provoque l'excitation lumineuse du produit éclairant peuvent comporter un remplissage quelconque approprié de gaz et/ou de vapeur métallique et être équipées d'une manière connue avec des électrodes incandescentes ou des électrodes dites froides.
REVENDICATIONS.
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PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF SILICATE GLOWING MATERIALS.
The present invention relates to a method of manufacturing silicate illuminating materials which can be excited by ultraviolet rays, X-rays or cathode rays and which can be applied as an illuminating layer on the interior wall of the bulbs. , in particular electric discharge lamps, for example low pressure mercury vapor lighting tubes. The layer of illuminating material can also be applied to the outer wall of the container or to a screen disposed in front of the discharge lamp. Of course, the parody of the container of the discharge lamp must in this case allow the exiting radiation to pass.
Illuminating materials with excellent luminous efficiency and very long illumination duration can be produced according to the invention, and which, even in admixture with other illuminating materials, are especially suitable for discharge lamps, in choosing as raw material compounds of calcium as well as of strontium and in particular their halides, nitrates and carbonates, by mixing them in appropriate proportions with silicic acid and compounds of lead and manganese and by subjecting them to a treatment of roasting to form a calcium-strontium silicate activated by lead and manganese.
To the raw material, which consists of a compound of calcium, a compound of strontium and silicic acid, is further added to the raw material, about 1 to 3 and preferably 1.6% by weight of lead and about 1 to 3 and preferably 2.4% by weight of manganese. The proportions of lead and manganese added may be higher or lower than the limits given above. However, the most advantageous values lie between these limits, and the light intensity is lower outside these limits. The manganese is preferably added in the form of manganese carbonate and the lead in the form of lead oxide.
After having thoroughly mixed the product thus obtained, it is generally roasted first at a temperature of about 1100 C, then three times for an hour and a half each time at a temperature of about 1100 -1300 C in
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a stream of water vapor, for example under a partial pressure of water vapor of a few hundred millimeters. The product undergoes grinding and sieving between each roasting. Illuminating products of excellent quality are obtained from calcium carbonate, strontium carbonate and silica and by mixing these elements in molar proportions of 0.99-0.85: 0.01-0.15 : 0.75-1.25.
To obtain an illuminating product whose radiation is particularly rich in red rays, a mixture of 0.95 CaO 0.05 Sr: 1.1SiO2 can preferably be chosen. A lighting product is obtained which also has an excellent luminous efficiency, but whose radiation contains less red rays and more yellow rays by mixing the various elements, preferably in molar proportions of about 0.973 mol CaO: 0.027 mol SrO: 1 , 1 mol SiO2. The calcium carbonate and strontium carbonate prepared separately before mixing undergo as usual dehydration at 150 ° C. for example, then they are mixed thoroughly and roasted in the molar proportions indicated with the silica and the lead additions and manganese 'or their compounds.
It has been found that as the strontium content increases, the maximum emission of Ca-Sr silicate shifts in the direction of the long wavelengths of the infrared, i.e. the red fraction of the emission spectrum increases. This relationship emerges for example from the table below: the manganese content remaining constant and equal to 2.4% and the lead content equal to 1.6%, the maximum emission corresponds to:
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The process according to the invention makes it possible to obtain an illuminating material in very fine powder with very fine grains and of uniform size, which is important in the application of illuminating material lamps.
For example, an average grain size distribution of '4 microns is obtained, 58% of which is less than 4 microns in size and no grain is greater than 10 microns in size.
Since, on the one hand, activated calcium silicate (Pb-Mn) alone gives yellow light and, on the other hand, also activated strontium silicate alone gives infra-red light, there can be no question of About the new illuminating material prepared according to the invention of a mechanical mixture, because it now has a wide red band.
By subjecting the illuminants prepared by the process according to the invention to X-ray spectrographic tests, interferences are obtained which correspond to the structure of Wollastonite. Since additional interference curves are observed; it is possible that these special interference curves which appear in addition to the interference curves of Wollastonite are due in part to a mosaic structure. If one were to conclude from this that the illuminants according to the invention are already on the verge of assuming a pseudo-Wollastonite structure, perhaps because the strontium content causes the irreversible transformation of Wollastonite into pseudo-Wollastonite. at a lower temperature, this possibility cannot be discussed.
The exact, definitive, physico-chemical explanation of the crystalline structure of the new illuminating product is useless, since this product is characterized without ambiguity for the specialist by the means indicated.
Discharge lamps, the radiation of which causes the light excitation of the illuminating product, may include any suitable filling of gas and / or metal vapor and be equipped in a known manner with incandescent electrodes or so-called cold electrodes.
CLAIMS.
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