BE520125A

BE520125A -

Info

Publication number: BE520125A
Authority: BE

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  MELANGE DE SUBSTANCES LUMINESCENTES. 



   La présente invention concerne un mélange de substances lumines- centes, en particulier sous la forme d'une couche de substance luminescente placée sur le trajet des rayons d'une lampe de décharge au mercure, 
Le mélange de substances luminescentes selon l'invention contient une substance luminescente activée par du manganèse tétravalant et pouvant être excitée par des radiations   ultra-violettes,   en particulier par des radiations ultra-violettes de grande longueur   d'onde,   de préférence voisine de 365 mm Cette substance luminescente est placée en particulier sur le trajet des rayons d'une lampe à vapeur de mercure à haute pression dans laquelle la couche de substance luminescente est appliquée sur la face interne d'une ampoule entourant la lampe de décharge proprement dite.

   On sait que les lampes à mercure à haute pression présentent un spectre de lumière qui possède de fortes lacunes dans quelques zones de couleur, dans la zone rouge en particulier, mis aussi dans la zone bleue, et qui, en conséquence, ne donne pas satisfaction par exemple pour l'éclairage général. 



   On sait provoquer la correction du rouge dans des lampes à mercure à haute pression en ajoutant au mercure de la vapeur de cadmium métallique. 



  De telles lampes offrent toutefois un mauvais rendement en lumière et une faible durée en service.   On   a déjà utilisé en outre,, en vue d'obtenir une correction des couleurs, des substances luminescentes émettant du rouge comme le sulfure de Zn et de Cd, le silicate de Cd et le silicate de Zn et de Be, qui cependant ne sont pas d'une part à l'épreuve de la chaleur ou qui d'autre part perdent par elles-mêmes beaucoup d'intensité en cas de durée prolongée d allumage de la lampe,, 
Le   fluoro-germanate   de magnésium, l'arséniate de magnésium, ou le titanate de magnésium contenant du manganèse tétravalent comma activateur se 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 sont révélés comme des substances luminescentes convenant particulièrement à la correction du rouge des lampes à mercure à haute pression. 



  Toutefoison a constaté aussi avec ces substances luminescentes qu'au bout de cent heures d'allumage environs il se produit déjà une forte diminution de la lumièremanifestement provoquée du fait que le manganèse passe de 1' état tétravalent à un état de moindre valence. 



   Diaprés 1?invention, on obtient une substance luminescente stables même après de très longues durées de fonctionnement, en mélangeant au fluoro-germanate de magnésium ou à 1?arséniate de magnésium ou au titana- te de magnésium activé avec du manganèse tétravalent un phosphate d'halogène activé avec du manganèse et de l'antimoine et/ou un silicate de calcium et de strontium activés avec du manganèse et du plomb et/ou en ajoutant à la substance luminescente ou à son entourage dans la lampe un halogène sous for- me élémentaire ou provenant d'un composé susceptible de donner naissance à un halogènes qui empêche la réduction du   maganèse   tétravalent.

   II peut exis- ter du chlore élémentaire   à l'état   gazeux sous une pression ou une pression partielle de 0.00lmm de mercure dans l'ampoule extérieure d'une lampe à mer- cure à haute pression,, sur la face interne de laquelle la couche de substan- ce luminescente est appliquéeo Le mélange de substances luminescentes se com- pose avantageusement de 15 à 60%, de préférence 30% de fluoro-germanante de Mg   (lita ... )   et de 20 à   85%,   de préférence 40% d'halophosphate de Ca (Mn + Sb) et de 20 à 85%, de préférence   30%,   de silicate de Ca et de Sr (Mn +   Pb).  Le   fluoro-germanate   de Mg correspond de préférence à la formule 3 à 3,5 MgO,   0,05 à 1 Mg F2.

   1GeOê.O,OIMn, tandis qe 1'haiophosphate de Ga est préparé de préférence selon la composition 3 Ca (PO4)  Ca F2 + 0 à 10% en poids   Mn + 2 à 6% en poids   Sb.   Le silicate de Ca et Sr contient avantageusement une proportion d'environ 1à 5   mol. %   de Sr 0 et 1à 3% en poids de Mn et 1 à 3% en poids de Pb,de préférence environ 2,4% en poids de Mn et 1.6% en poids de Pbo 
Le comportement favorable du mélange de substances luminescentes conforme à   1.' invention   peut être expliqué comme suit : 
Une atmosphère légèrement oxydante doit régner dans l'ampoule ex- térieure de la lampe à mercure à haute pression pour   empêcher   la réduction du manganèse de   1?état   tétravalent à un état de moindre valence.

   Le silicate de Ca et de Sr a une faible affinité décelable à l'égard de l'acide chlorhydri- que,   l'halophosphate   une faible affinité à l'égard de 1?acide fluorhydrique. 



  II est manifeste que par   photoréaction..   par suite d'une énergique radiation ultra-violette, il se forme à partir de l'acide halogéné un halogène libre qui empêche la réduction du manganèse tétravalent ou assure la réoxydation en man- ganèse tétravalent. 



   Par rapport à d'autres substances luminescentes utilisées dans les lampes à mercure à haute pression, le mélange de substances luminescentes con- forme à l'invention présente encore l'avantage de ne pas avoir de couleur pro- pre mais un aspect blanc, et par suite de ne pas présenter de perte par absor- ption du fait de la couleur propre de la substance   luminescente.   Comme l'exci- tation maximum des diverses substances luminescentes du mélange intervient pour des longueurs   d'onde,  différentes, on arrive aussi à un meilleur rendement de lumière en utilisant le mélange conforme à I'invention. En outre, du fait que l'émission du mélange de substances luminescentes conforme à l'invention est répartie sur presque la totalité du spectre, la reproduction de toutes les cou- leurs est bonne à la lumière de la lampe. 



   Dans son mode d'exécution préféré,   1.9 invention   concerne une lampe de décharge à vapeur de mercure à haute pression dont le brûleur de décharge à haute pression est placé dans une ampoule extérieure qui est pourvue d'une couche de substances luminescentes contenant une substance luminescente activée avec du manganèse tétravalent et appliquée avantageusement sur la face   inteme   de   l'ampoule.   Selon l'invention, la couche de substances luminescentes se com- pose d'un mélange de fluoro-germanante de magnésium, ou d'arséniate de magné- sium, ou de titanate de magnésium et d'un phosphate d'halogène activé avec de l'antimoine et du manganèse et/ou d'un silicate de strontium et de calcium ac- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 tivé avec du manganèse et du plomb,

   de préférence dans les compositions et rapports quantitatifs indiqués. En supplément ou à la place de l'admixion d'une substance luminescente d'halophosphate de calcium ou de silicate de strontium et de calcium, l'ampoule extérieure de la lampe à mercure à haute pression peut aussi contenir un halogène sous forme élémentaire ou provenant d'un composé donnant naissance à un halogène qui empêche la réduction du manganèse   tétravalento  
On a représenté à titre d'exemple sur le dessin une lampe à va- peur de mercure à haute pression de ce genre. La lampe contient un tube à décharge à haute pression 1, en verre ou en quartz perméable aux radiations ultra-violettes, de dimensions relativement faibles. Le diamètre intérieur du tube est de 6 mm. par exemple et son diamètre extérieur de 8 mm.

   Les élec- trodes 2 et 3 scellées aux extrémités du tube de décharge 1, et dont la dis- tance atteint 20 mm. environ, sont fixées dans le queusot 6 de la lampe au moyen de fils d'arrivée du courant   4   et 5. Le tube de décharge 1 est rempli d'une atmosphère de base de gaz rare, d'argon par exemple, qui amorce l'allumage et d'une quantité telle de mercure qu'une pression de vapeur élevée, de
3 à 5 atm. environ, se développe lorsque la lampe brûle. En avant du queusot
6 se trouve un écran 7, en mica de préférence, destiné à protéger le culot contre la chaleur.

   Le tube de décharge à haute pression 1 est entouré par une ampoule extérieure sur la face interne de laquelle e st appliquée une couche 9 bien adhérente d'une substance luminescente conforme à l'invention, de préférence un mélange d'environ   30%   de fluoro-germanate de Mg (Mn++++), 40% d' halophosphate de Ca (Mn + Sb) et 30% de silicate de Ca et de Sr (Mn + Pb). 



  L'ampoule extérieure 8 est pourvue de façon connue d'un culot à vis 10. Bien entendu, on peut aussi bien utiliser un autre genre de culot, un culot à baïonnette par exemple, Le diamètre de la partie sphérique de l'ampoule 8 n' est que de 80 à 90 mm., attendu que le mélange ce substances luminescentes selon l'invention est encore à l'épreuve de la chaleur pour des températures de 300 à 35000 environ. Avec l'emploi de substances luminescentes moins à 1, épreuve de la chaleur, il fallait jusqu'à présent utiliser une plus grande ampoule de façon à augmenter la dissipation de la chaleur et à réduire la température le long de la paroi de l'ampoule sur laquelle la couche de substance luminescente est appliquée.

   L'ampoule extérieure peut aussi présenter une autre forme, celle d'une poire ou d'un   ellipsotde   par exemple pour obtenir par exemple une température uniforme de la paroi de l'ampoule et par conséquent une clarté d'émission uniforme de la couche de substance luminescente. 



   Il est possible en outre de constituer la lampe en lampe à lumière mixte, dans laquelle il est encore monté, de façon connue, à l'intérieur de l'ampoule, en amont du brûleur de décharge à haute pression proprement dit et comme résistance préliminaire une spirale incandescente. Dans ce cas, la proportion du flux lumineux fourni par le brûleur à haute pression est augmentée par rapport aux lampes à lumière mixte usuelles sans qu'il intervienne une altération des couleurs, car au rouge du filament incandescent s'ajoute encore le rouge du mélange de substances luminescentes. 



  Le mélange de substances luminescentes selon l'invention présente également dans la lampe à lumière mixte une résistance à la chaleur et une durée en service suffisantes et permet d'obtenir la correction des couleurs voulue. 



   La substance luminescente selon l'invention en particulier un mélange d'un fluoro-silicate de Mg (Mn++++) d'un phosphate d'halogène (Mn + Sb) et d'un silicate de Ca et de Sr (Mn + Pb) peut aussi être utilisé avantageusement dans des lampes de décharge à basse pression, en particulier dans des lampes de décharge à mercure à basse pression, toutes ces substances luminescentes étant excitées également par la courbe de résonance de 253,7 mm.

Claims

RESUME.

A - Mélange de substances luminescentes comprenant une substance luminescente activée avec du manganèse tétravalent et pouvant être excitée par des radiations ultra-violettes, en particulier par des radiations ultra-violettes de grande longueur d'onde, voisine de 365 mm. de préférence, par exemple un fluoro-germanate de Mg ou un arséniate de Mg ou un titanate de Mg conte- <Desc/Clms Page number 4> nant du manganèse tétravalent caractérisé par les points suivants, séparé- ment ou en combinaisons 8 I - II lui est ajouté un halogène sous forme élémentaire ou provenant d'un composé donnant naissance à un halogène,

ou il lui est mélangé un EMI4.1 phosphate d9hal.ogène activé avec du manganèse et de 1$'antimoine et le cas échéant un silicate de Ga et de Sr activé avec du manganèse et du plomb, qui empêchent la réduction du manganèse tétravalent. EMI4.2

20 - Le mélange se compose de 15 à 60%, de préférence 30% de fluoro-germanate de Mg (Mn) et-de 20 à 85%e de préférence 40, d'halophosphate de Ca (Mn + Pb et/ou 20 à 85%, de préférence 30% de silicate de Ca et de Sr (Mi 4- Pb ) 30 - Le fluorc-î7Rrmppate -le Mg correspond à la formule 3 à 3,5 Mg 0. 0, 5 à 1 Mg F a 1 Ge 0'0 0, 01 . ' z L9halophosphate de calcium correspond à la combinaison 3 Ca3 (PU'") 1 CaF2 + 0 à la $ en poids Mil .. 2 à 6% en poids Sb" 5 - Le silicate de Ca et de Sr contient une proportion d'environ 1 à 5 mol. % de SrO et 1à 3 % en poids, de préférence 2,4 %, de manganèse, et environ I à 3 % en poids, de préférence 1,6 %, de Pb.

B - Lampe de décharge à vapeur de mercure à haute pression dont le brûleur à haute pression est placé dans une ampoule extérieure sur laquelle est appliquée une couche contenant une substance luminescente activée avec du manganèse tétravalent et appliquée de préférence sur la face interne de I' ampoule;) la dite lampe étant caractérisée par les points suivants, séparément ou en combinaisons : 1 - La couche de substance luminescente se compose d'un mélange de substances luminescentes conforme au paragraphe Ao 2 = L9ampoule extérieure de la lampe pourvue de la couche de substances luminescentes sur sa face interne contient du chlore élémentaire à 1' état gazeux sous une pression ou pression partielle d'environ 0,001 mm. de mercure.

3 - La lampe est constituée en lampe à lumière mixte et comporte une spirale incandescente placée à l'intérieur de l'ampoule et agissant comme résistance préliminaire pour la décharge à haute pression proprement dite.

4 - Les dimensions du brûleur à haute pression et du filament incandescent sont telles que le flux lumineux du brûleur à haute pression est plus grand que celui du filament incandescente par exemple du fait de l'allongement du brûleur à haute pression ou de 1.9 augmentation de sa tension de com- bustion au moyen d'une augmentation de la tension de la vapeur du mercure.

C - Lampe à décharge à vapeur de mercure à basse pression, présentant sur la face interne de son ampoule une couche de substances luminescentes, caractérisée par le fait que la dite couche se compose d'un mélange de substances luminescentes conforme au paragraphe A. EMI4.3 datée du tL 7 1.')3 g 1,0) le terme "phosphate d9halogène" devrait être remplacé par "halophosphate" (voir notamment page 2. lignes 10 et 59, page z ligne 5.

2 ) la formule figur.ant à la page 2 lignes 23 et 24 dit EMI4.4 se lire g 3 à 3?5 1A.goOoOÔ a 1 YgF2o lGeù2o0s Gl Md, <Desc/Clms Page number 5> EMI5.1 3 ) page 3? ligne 5a il faut Uif:1uoro-germanate" au lieu de "f.orcsi3icate"o 4 ) page 4a lignes 9 et 10, la formule doit être corrigée comme suit g "00000' d'halophosphate de Ca (Mn + Sb boao"o