DD223859A5 - Leuchtschirm - Google Patents
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Abstract
Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, einen Leuchtschirm mit neuen Leuchtstoffen mit wirksamer Emission in fuer praktische Anwendungen wichtigen Spektralbereichen zu schaffen. Der Leuchtschirm weist eine auf einem Traeger angebrachte Leuchtstoffschicht auf, die ein mit zweiwertigem Europium oder mit dreiwertigem Chrom aktiviertes Aluminat und/oder Gallat von Strontium und/oder Barium enthaelt. Das Aluminat und/oder Gallat besitzt eine orthorhombische Kristallstruktur mit der Raumgruppe Pnnm und entspricht der Formel Me2xEuxA6yCryO11 (MeSr, Ba und AAl, Ga). Eine vorteilhafte Verwendung eines derartigen Leuchtschirms findet man in Niederdruckquecksilberdampfentladungslampen. Fig. 1
Description
Berlin, den 7. 9. 1984 63 953/13
Leuchtschirm
Die Erfindung betrifft einen Leuchtschirm mit einem Träger, auf dem eine Leuchtstoffschicht angebracht ist, die einen mit zweiwertigem Europium oder mit dreiwertigem Chrom aktivierten Leuchtstoff enthält, der ein Alurainat und/oder ein Gallat von Strontium und/oder Barium ist. Weiter bezieht sich die Erfindung auf eine Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einem derartigen Leuchtschirm.
Aus der GB-PS 1. 190. 520 sind leuchtende, mit zweiwertigem Europium aktivierte Aluminate bekannt, für deren Grundgitter die Formel MeAl12 0Ig (Me is* Ba* Sr und/oder Ca) gegeben wird. Diese bekannten Aluminate sind wirksame Leuchtstoffe und besitzen eine charakteristische hexagonale Kristallstruktur» die der Struktur des mineralen Magnetopiumbits und auch des strukturmäßig mit dem Magnetopiumbit stark verwandten ß-Alurainiumoxids weitgehend entspricht* Das mit Europium aktivierte Strontiumaluminat hat bei der Anregung beispielsweise mit Ultraviolettstrahlung ein Eraissionsband im tiefblauen Teil des Spektrums mit dem Maximum bei etwa 400 ηm und der Halbwertbreite von etwa 60 nra. Das bekannte, mit Europium aktivierte Bariumaluminat hat sein Emissionsband mit dem Maximum bei etwa 440 nm und der Halbwertbreite von etwa 60 nm.
Die US-PS 3 294 699 beschreibt ein leuchtendes, mit zweiwertigem Europium aktiviertes Strontiumalurainat mit dem Grundgitter der Formel SrAIpO4* Dieses bekannte Aluminat besitzt eine monokline Kristallstruktur und hat ein Emissionsband im grünen Teil des Spektrums mit dem Maximum bei etwa 520 nm.
Aus der GB-PS i 205 659 ist ein leuchtendes, mit zweiwertigem Europium aktiviertes Bariumaluminat mit der Zusammensetzung der Formel BaAl-O^ bekannt, in dem das Barium teilweise durch Strontium ersetzt werden kann. Dieses Alurainat hat eine hexagonale Kristallstruktur (jedoch nicht die Struktur des Magnetopiumbits oder des ß-Aluminiumoxids).. Das mit Europium aktivierte Bariuraalurainat weist ein Emissionsband bei etwa 500 hm auf.
In der Veröffentlichung Sov. Phys. Cryställogr., Vol. 21, Nr. 4, S. 471, 1976, ist ein kristallines Strontiumaluminat mit dem Sr:Al-Verhältnis von 2:7 beschrieben. Dieses Aluminat hat eine orthorhombische Kristallstruktur mit der Raumgruppe Pn,- (Kristallachsen a = 24,78, b .= 8,49 und c = 4,89). In aer noch nicht offengelegten niederländischen Patentanmeldung 8201943 (PHN 10347) ist die Aktivierung dieses Aluminate mit zweiwertigem Europium beschrieben. Aus der genannten Patentanmeldung geht hervor, daß das Aluminat. ausgehend von Sr:Al- Verhältnissen von 2:4 bis 2:10 erhalten werden kann und daß bis zu 25 Mol% des Strontiums durch Kalzium unter Beibehaltung der Kristallstruktur ersetzt werden kann. Weiter zeigt die Patentanmeldung, daß das mit Europium aktivierte Strontiumaluminat ein Emissionsband mit dem Maximum bei etwa 490 ηm und der Halbwertbreite von etwa 60 nm besitzt.
Aus α. Solid State Chem., 29, 101-108, 1979,' ist eine kristalline Verbindung der Formel 8a2Fe6°ll Dei<annt* Diese Ver-
bindung hat eine orthorhombische Kristallstruktur ebenso wie das eben genannte Strontiuraaluminat, jedoch mit einer völlig anderen Symmetrie, insbesondere mit der Raumgruppe
ρ (Kristallachsen a = 23,02 b = 5,18 und c = 8,90). Ein nnm v
Aluminat mit gleicher Kristallstruktur, insbesondere Sr1 33Pb0 57A1S0H (Kristallachsen a = 22,13, b = 4,88, c =*8,42) ist in Z. Anorg. AlIg. Chem., 491, 253-258, 1982, beschrieben. Dieses Aluminat ist aus einer Bleischmelze hergestellt.
Versuche^die zur Erfindung geführt haben, haben gezeigt, daß Aluminate und/oder Gallate von Strontium und/oder Barium mit der gleichen orthorhombischen Kristallstruktur gemäß obiger Ba2Fe60ii erhaltbar sind.
Ziel der Erfindung ist es, einen in Bezug auf den Stand der Technik verbesserten Leuchtschirm zu schaffen«
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Leuchtschirme mit neuen Leuchtstoffen mit wirksamer Emission in für praktische Anwendungen wichtigen Spektralbereichen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit einem erfindungsgemäßen Leuchtschirm mit einem Träger, auf dem eine Leuchtstoffschicht angebracht ist, die einen mit zweiwertigen Europium oder mit dreiwertigem Chrom aktivierten Leuchtstoff enthält, welcher Stoff ein Aluminat und/oder Gallat von Strontium und/oder Barium ist, dadurch gelöst, daß das Aluminat und/oder Gallat eine orthorhombische Kristallstruktur mit der Raumgruppe P
β nnm
besitzt und der Formel Me2-xEuxA6-yCry°ll entspricht, worin Me im wesentlichen Strontium oder Barium ist, daß, wenn Me
im wesentlichen Strontium ist, das Me Strontium ist, von dem bis zu25 Mol·% durch Barium ersetzt sein kann, und A Aluminium isty von dem bis zu 25 Mol.% durch Gallium ersetzt sein kann, wobei _0,0Oi 5" χ '< 0,25 und y = 0 ist,, und daß, wenn Me im wesentlichen Barium ist, das Me Barium ist, von dem bis zu 50 Mol.% durch Strontium ersetzt sein kann, und A Gallium ist, von dem bis zu 25 Mol.% 'durch Aluminium ersetzt sein kann, wobei 0,001 ^. y ^: 0,10 und χ =0 ist.
Es wurde gefunden, daß Strontiumaluminat, Sr^l-O.« mit orthorhOmbischen Struktur vom P __-Typ gebildet werden kann. Dabei wurde gefunden, daß das Sr teilweise durch Ba und das Al teilweise durch Ga unter Beibehaltung der Kristallstruktur ersetzt werden kann* Wenn mehK als 25 Mol.% des Sr oder mehr als 25 Mol*% des Al ersetzt werden, bekommt man jedoch zu viele ungewünschte Nebenphasen. Derartige große Ersetzungen werden daher nicht benutzt. Weiter hat es sich gezeigt, daß Bäriumgallat Ba2Ga6O11 mit der erwähnten Struktur herstellbar ist, wobei das Ba teilweise durch Sr und das Ga teilweise.durch Al ersetzt werden kann. Substitutionen von mehr als 50 MoI^ des Ba oder mehr als 25 Mol.% des Ga werden zum Vernieiden zu vieler: ungewünschter Nebenphasen nicht benutzt. Die reinen Strontiumgallate oderBariümaluminate mit * der genannten Struktur konnten nicht erhalten werden. Auch die analogen Kalziumverbindungen wurden nicht gebildet. Es sei bemerkt, daß sehr geringe Kalziummengen (beispielsweise bis zu 4 Mol.%) statt des Sr und/der Ba nicht stören. Das Kalzium hat jedoch keine Vorteile und größere Mengen führen zur Bildung anderer Phasen als der gewünschten. ν ,
Die Aktivierung der neuen Aluminate mit zweiwertigem Europium und der neuen Gallate mit dreiwertigem Chrom führt zu besonders wirksamen Leuchtstoffen, die sowohl mit Kurzwellen- als
auch mit Langwellenultraviolettstrahlung sowie mit Kathodenstrahlen und Röntgenstrahlen anregbar sind, Aktivierung der Aluminate mit Chrom und der Gallate mit Europium wird nicht benutzt, weil dabei nur sehr geringe Lichtströme erhalten werden. Die mit zweiwertigem Europium aktivierten Strontiumaluminate besitzen ein Emissionsband im blauen Teil des Spektrums mit dem Maximum bei etwa 458 nm und der Halbwertbreite von etwa 60 nm» Wenn in diesen Aluminaten das Strontium durch Barium ersetzt wird, findet man mit steigendem Bariumgehalt das Emissionsmaximum bei größeren Wellenlängen und die Halbwertbreite des Eraissionsbandes steigt gering- fügig an. Die Aktivierung der Bariumgallate mit Chrom führt zu Stoffen mit tiefroter Emission im Wellenlängenbereich von 650 ... 750 nm mit einer schmalen Spitze bei etwa 695 nm.
Es zeigte sich, daß bei der Aktivierung mit zweiwertigem Europium die wirksamsten Leuchtstoffe erhalten werden,wenn Strontiumalurainat als Grundgitter gewählt wird, das kein Gallium enthält und in dem ein Teil des Strontiums durch Barium ersetzt sein kann« Daher wird ein Leuchtschirm nach der Erfindung bevorzugt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Leuchtstoff der Formel Sr0 Ba Eu^l-O11 entspricht, worin O <.'..p S 0,50 und 0,001 ^. χ <. 0,25 ist. Der Europiumgehalt χ wird dabei nicht kleiner als 0,001 gewählt, weil bei derartigen niedrigen Werten von χ die Absorption der Anregungsen-ergie zu gering ist und zu kleine Lichtströrae erhalten werden. Bei Werten von χ über 0,25 sinkt der Lichtstrom zu stark ab durch Konzentrationslöschung. Wie bereits erwähnt, erzeugt Substitution von Strontium durch Barium im Strontiumaluminatgitter eine Verschiebung des Emissionsbandes nach größeren Wellenlängen, wobei die Kristallstruktur des Aluminats aufrechterhalten bleibt. Das reine* mit zweiwer-
tigern Europium aktivierte Strontiumalurainat hat sein Emissionsraaximum bei etwa 458 nra. Die Parameter der Einheitszelle dieses Stoffs sind a - 21,93; b = 4,89 und c = 8,41. Substitution von Barium hat hinsichtlich der Struktur nur zur Folge, daß sich die Einheitszelle etwas vergrößert (wenn beispielsweise in obiger Formel ρ =0,25 gewählt wird, zeigt es sich, daß a =22,04 und zeigen sich b und c nahezu gleich den obigen Werten für Strontiumaluminat)♦ Bei einem Wert von ρ = 0,50 liegt das Emissionsmaximura bei etwa 475 nm·
Die Leuchtschirme nach obiger bevorzugter Ausführungsform lassen sich vorteilhaft in Niederdruckquecksilberdampf entladungslampen anwenden, insbesondere in derartigen Larapen für allgemeine Beleuchtungszwecke, Es ist dabei besonders vorteilhaft, daß mit Hilfe einer geeigneten Bariumsubstitution die Lage des Eraissionsmaxiaiums innerhalb der Grenzen 458 ... 475 nra einstellbar ist und so an bestimmte Wünsche angepaßt werden kann. Durch die hohe Energieumwandlungsausbeute bei Elektronenanregung können diese Schirme ebenfalls vorteilhaft in Elektronenstrahlröhren verwendet werden.
Es wurde gefunden, daß bei der Aktivierung mit Chrom die wirksamsten Leuchtstoffe dann erhalten werden, wenn als Grundgitter Bariumgallat gewählt wird, das kein Aluminium enthält und in dem ein Teil des Bariums durch Strontium ersetzt sein kann. Daher wird ein erfindungsgemäßer Leuchtschirm bevorzugt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Leuchtstoff der Formel Ba2__SrGa6_ Cr 0. entspricht, worin 0 ^T q S· 1*00 und Ο,ΟΟΙ^· y ^: 0,10 ist. Der Chromgehalt ,,y wird innerhalb der gegebenen Grenzen gewählt, weil bei Werten von y unter 0,QOl bzw. über 0,10 zu geringe Lichtströme durch zu geringe Absorption von Anregungsenergie bzw. durch
Konzentrationslöschung erhalten werden. Die Substitution von Barium durch Strontium hat geringen Einfluß auf die Leuchteigenschaften für Werte des Strontiumgehalts q bis höchstens 1,00. Das strontiurafreie Bariuragallat hat wieder die orthorhombische Kristallstruktur mit der Raumgruppe Pnnm und besitzt eine etwas größere Einheitszelle (a =22,87; b = 5,09 und c = 8,79) im Vergleich zum Strontiumaluminat
Strontiumsubstitution sorgt für eine geringe Abnahme der Zellenparameter des Gallats (beispielsweise ist bei q =0,20; a a 22,85; b.= 5,08 und c = 8,76). Die Leuchtschirme nach dieser Ausführungsform lassen sich vorteilhaft in Niederdruckquecksilberdampfentladungslampen verwenden, insbesondere in solchen Lampen für Pflanzenbestrahlung. Die tiefrote Chromemission mit dem Maximum bei etwa 695 nm fördert nämlich stark das Pflanzenwachstum.
Bevorzugt werden erfindungsgemäße Lampen, die mit einem mit zweiwertigem Europium aktivierten Aluminat nach der Erfindung versehen sind, und die weiter einen grünleuchtenden und einen rotleuchtenden Stoff enthalten. Denn diese Lampen sind besonders wirksam für allgemeine Beleuchtung, wobei sie eine sehr gute allgemeine Farbwiedergabe ermöglichen.
Besonders vorteilhaft sind derartige Lampen, wenn der grünleuchtende Stoff mit Terbium aktiviert und der rotleuchtende Stoff ein mit dreiwertigem Europium aktiviertes Seltenerdoxid ist.
Die leuchtenden Aluminate und/oder Gallate für die Verwendung in einem erfindungsgemäßen Leuchtschirm können im allgemeinen durch eine Feststoffreaktion einer Ausgangsmischung auf hoher Temperatur hergestellt werden, die Oxide oder Oxide liefernde
Verbindungen der gewünschten Elemente in den für die Bildung der gewünschten Zusammensetzung geeigneten Mengen enthält. ..,. Diese Reaktion "./nuß. in einer schwach reduzierenden Atmosphäre (beispielsweise aus einer Mischung von Stickstoff und Wasserstoff, die 1 bis 10 Vo.% Wasserstoff enthält) bei Aktivierung mit Europium und in einer oxydierenden Atmosphäre, beispielsweise in Luft, bei der Aktivierung mit Chrom erfolgen. Es hat sich gezeigt, daß die Wahl der weiteren Reaktionsbedingungen für die"Bildung der gewünschten Kristallphase wichtig ist. Insbesondere muß die Reaktionstemperatur verhältnismäßig niedrig gewählt werden, beispielsweise 1050 .Y. 1200 0C, Denn wenn die Reaktionstemperatur zu hoch ist, ist die Möglichkeit der Bildung unerwünschter Phasen groß, beispielsweise das Sr2Al^O12 -mit orthorhombischer Struktur mit der Raumgrüppe p rama· Weiter wurde gefunden, daß die Verwendung eines Schmelzsalzes, beispielsweise von Boriuraoxid oder Borsäure, besonders wünschenswert ist. Dabei muß die Schmelzsalzmenge gering sein, weil sonst wieder die Möglichkeit der Bildung unerwünschter Phasen groß ist. In der Ausgangsmischung kann von der Stöchiometrie der herzu- v stellenden Verbindung abgewichen werden, insbesondere ist ein Unterschuß oder Oberschuß von Aluminium und/oder Galliuraoxid möglich und kann reaktionsfordernd wirken.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: schematisch und im Schnitt eine Niederdruckquecksilberdampf entladungslampe nach der Erfindung,
Fig. 2: die spektrale Energieverteilung der ausgesandten Strahlung eines mit Chrom aktivierten Leuchtstoffes nach der Erfindung, und
Fig. 3: die spektrale Energieverteilung der ausgesandten Strahlung einer erfindungsgemäßen Lampe ta it einem mit zweiwertigem Europium aktivierten Leuchtstoff.
In Fig. 1 bezeichnet 1 die Glaswand einer Niederdruckquecksilberdampf entladungslampe. An jedem Larapenende ist eine Elektrode 2, 3 angeordnet, zwischen denen die Entladung im Betrieb der Lampe erfolgt· Die Lampe enthält eine geringe Quecksilbermenge und ein Edelgas als Startgas. Die Wand i bildet einen Leuchtschirm und dient als Träger für die Leuchtstoffschicht 4, die einen Leuchtstoff nach der Erfindung enthält. Die Schicht 4 kann auf der Wand 1 auf übliche Weise angebracht werden, beispielsweise mit Hilfe einer den Leuchtstoff enthaltenden Suspension.
Es wird eine Mischung aus 6,801 g SrCO3 7,080 g Al2O3 0,163 g Eu2O3
0,090 g H3BO3 (0,06 Mol. H3BO3 je Mol zu bildendes Aluminat) hergestellt.
Diese Mischung wurde dreimal, d. h. 1 Stunde, 17 Stunden und 17 Stunden, in einem Ofen auf 1100 0C erhitzt. Beim Erhitzen wurde ein Stickstoffstrora mit 5 VoI,% Wasserstoff durch den Ofen geführt. Nach jeder Erhitzung wurde das erhaltene Produkt zerkleinert und gesiebt. Der so gewonnene Leuchtstoff war ein Alurainät der Formel Sr, Ql.EUn n ,Alc0
l3Q UU4 p
j , p
Aus einer Röntgendiffraktionsanalyse des Pulvers wurde abgeleitet, daß der Stoff die orthorhombische Kristallstruktur mit der Raumgruppe Pnnm hatte. (Von allen weiteren noch zu beschreibenden Beispielen der neuen Leuchtstoffe wurde
; .: . - ίο - .... ' . ·'· . :
Λ ! die Kristallstruktur auf gleiche Weise bestätigt). Es zeigt sich/daß das - Alumina t bei 254 nm-Anregung (Absorption 85 %) eine Quantenausbeute von 87 % besaß. Das Emissionsband hatte sein Maximum bei 498 nm und eine Halbwertbreite von 58 nm.
Beispiele 2 bis 6 . v ' . ; V . ; ..''.' -.
Wie im Beispiel 1 wurde eine Anzahl von Aluminaten nach der
Formel Sr
hergestellt, wobei der Einfluß des
Europiumgehalts x untersucht wurde. Die Ausgangsinischungen, die 0>049 Mol. Η,ΒΟ, je Mol zu bildendes Aluminat enthielten, wurden 1 Stunde und zweimal 16 Stunden auf 1100 oC in einem 5 Vol.% Wasserstoff enthaltenden Stickstoffstrom erhitzt, der vor dem Eintreten invden Ofen durch Wasser geführt wurde. Messungen der Quantenausbeute qr in %, der Absorption A in % der anregenden 254 nm-Strahlung, des Emissionsmäximums Ά m*v in nm und der Halbwertbreite 7\yo in nm an den erhaltenen leuchtenden Aluminaten sind in der Tabelle'1 wie die Energieumwandlungsausbeuten fi (in %) bei Kathodenstrahlanregung verzeichnet.
> . | Tabelle | qr | A | 1 | ' > max | \ V2 | 4 | |
X. | 60 | 47 | 455 | 71 | 7 | |||
"Beispiel | 0,002 | 81 | 79 | 458 | 61 | - 7 | ||
/ :.'2.' . , | 0,02 , | 82 | 86 | 459 | 58 , ' | 7,5 | ||
. 3 . ·- | 0# 04 | 84 | 89 | 459 | 56 | 8 | ||
. · 4 ' .' ; | 0,06 | 81 | 92 | 460 | ||||
5 ' : '. | 0,10 | |||||||
'. - ' 6' . .-.: | ||||||||
Durch Erhitzung von Ausgangsraischungen, die 0,035 Mol H3BO3 je Mol zu bildendes Aluminat enthielten, für 20 Stunden auf 1100 0C und abermals 20 Stunden auf 1150 0C jeweils in einem Stickstoffstrom, der 5 Vol.% Wasserstoff enthielt,
wurden Stoffe der Formel Sr
erhalten.
Af98-pBapEÜ0.02AiL6Pll Die Messungen an diesen Stoffen, aus denen der Einfluß der Substitution von Strontium durch Barium festgestellt wird, sind in der Tabelle 2 zusammengefaßt.
Beispiel | P | qr | A | A max | 64 |
7 | 0 | 73 | 77 | 460 | ' 65 |
8 | 0,04 | 73 | 76 | 461 | 64 |
'9 | 0,10 | 73 | 78 | 462 | 64 |
10 | 0,20 | 74 | 77 | 464 | - .67: |
11 | 0,30 | 69 | 77 | 470 | 67 |
12 | 0,50 | 51 | 77 | 473 | |
Der Einfluß von Abweichungen der Stöchiometrie in den Ausgangsmischungen wurde durch die Herstellung einer Anzahl von Verbindungen der Formel Sr., QQEun n_AL 0ojL<t _ untersucht. Die Mischungen, die 0,029 Mol H3BO3 je Mol zu bildendes Aluminat enthielten, wurden dreimal (1 Stunde ,65 Stunden und 17 Stunden) aufilOO 0C in einem Stickstoffstrom mit 5 Vol.% Wasserstoff erhitzt. Die Messungen an den gewonnenen Stoffen sind in der Tabelle 3 angegeben. In allen Fällen wurde die gewünschte Kristallphase des Aluminate erhalten, Dedoch zeigt es sich, daß bei niedrigen Werten von ζ SrAl2O4
und bei hohem Wert von ζ Sr
vorhanden
waren, jedoch in nur geringfügig störenden Mengen.
Beispiel , | 5' -. | 69 | A | /max |
13 | ': '5,5 | 76 | 77 | 460 |
14 | 6 | 79 | 75 | 459 |
. 15 | '. 6.5 | 79 | 72 | 458 |
...:. -.16 ν | 68 | 459 | ||
Beispiele 17 bis 19 '
Hergestellt wurde eine Mischung aus
5,424 g BaCO3 ,;' ' . . : .... / ' ; -; ' .,. ^
7,784 g Ga2O3
0,006 g Cr3O3 λ
0,075 g H-BO, -
Diese Mischung wurde 17 Stunden auf 1100 C in Luft erhitzt.
Nach dem Erkalten wurde das Produkt zerkleinert und gesiebt.
Das so gewonnene leuchtende Gallat hatte die Formel
Q06O11. Ähnlich wurden Gallate der Formel : mit verschiedenen Cr-Gehalten y hergestellt. Messungen der Quantenausbeute qr (%), der Absorption A,|/o) der anregenden 254-nm-Strahlung und des Emissionsniaxiraunis 7V- max Cnm) sind in die Tabelle 4 aufgenommen. Die spektrale Energieverteilung der Emission des Gallats nach Beispiel 17 ist in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt. In dieser Figur ist dieVVellenlänge /^1 (.in nm) auf der horizontalen Achse und die'relative Strahlungsenergie E (in beliebigen Einheiten) auf der vertikalen Achse aufgetragen«
Ba3Ga5
' vCr d
Beispiel | y | qr | A | Amax |
17 18 19 | 0,006 0,002 ' 0,003 | 43 35 41 | 90 88 89 | 699 699 699 |
Wie im Beispiel 17 bis 19 angegeben, wurden rait Cr aktivierte Qallate gemäß der Formel Ba2-.a SrnGa5 994Crn 0060Il ner" gestellt. Der Einfluß des Sr-Gehalts q zeigt sich aus den in die Tabelle 5 eingetragenen Messungen.1
ι Tabelle
O | qr | A | Λ, max | |
Beispiel | 0,02 | 37 | 86 | 699 |
20 | 0,20 | 39 | 86 | 699 |
21 | 0,50 | 40 | 85 | 699 |
22 | 1,00 | 40 | 86 | 699 |
23 | 50 | 88 | 699 | |
24 | ||||
Beispiel 25 \
Eine größere Menge mit Europium aktivierten Strontiuraaluminats der Formel Sr^ g6EuQ 04A16°ll wurde durcn Erhitzen einer Mischung aus 352,56 g SrCO3 367,06 g Al2O3 8,45 g Eu2O3 2,59 g H3BO3
für 1 Stunde auf 1100 0C in einem Stickstoffstrom mit 5 Vol.% Wasserstoff erhalten. Nach dem Erkalten und Zerkleinern wurde das Produkt 65 Stunden der gleichen Erhitzung unterworfen. Dem so gewonnenen Produkt wurde 0,2 Gew.% H3BO, zugesetzt, wonach es 15 Stunden aufHOO0C in der gleichen schwach reduzierenden Atmosphäre erhitzt wurde. Nach dem Erkalten und Zerkleinern wurde wiederum 0,2 Gew.% H3BO, eingemischt und erfolgte nochmals eine Erhitzung von 16 Stunden auf 1100 0C in der gleichen Atmosphäre. Nach dem Erkalten, Zerkleinern und Sieben war der Leuchtstoff zur Verwendung bereit. Es zeigte sich, daß das Aluminat bei 254"*nm-Anregung (Absorption 88.%) eine Quantenausbeute von 83 % besaß. Der Stoff wurde im Leuchtschirm der Niederdruckquecksiiberdatnpfentladungslampe der Art nach der Beschreibung an Hand der Fig. 1 angebracht (Larapenlänge etwa 120 cm, Durchmesser etwa 26 mm, Leistungsaufnahme etwa 36 W). Anfangs lieferte die Lampe einen relativen Lichtstrom von 45,5 Lumen/VU. Die spektrale Energieverteilung der von der Lampe.ausgesandten Strahlung ist in Fig. 3 dargestellt, in der die relative Strahlungsenergie E je Wellenlängenintervall von 5 nm (in beliebigen Einheiten) gegen die ,Wellenlänge aufgetragen/ist. Der Farbpunkt der ausgesandten Strahlung war X= 0,152 und y = 0,138.
Eine größere Menge eines mit Europium aktivierten, barium haltigen Strontiumaluminats der Formel Sr. .-,-Ban ,,Eun n_ Al5O11 wurde durch Herstellung einer innigen Mischung aus folgenden Elementen hergestellt:
-; 69,15 g BaCO3 . . . . , ' '·... · "' .-,
263,39 g SrCO3 ; ^
352,89 g 23 3,75 g Eu2O3 6,58 g H3BO3.
Diese Mischung, die ein Oberschuß von 8,33 Mol.% Al enthielt, wurde dreimal^ jeweils 2 Stunden, in einem Ofen auf 1200 0C in einer schwach reduzierenden Atmosphäre erhitzt, die aus einem Stickstoffstrom mit 5 Vol.% Wasserstoff bestand und vor dem Eintreten in den Ofen durch Wasser geführt wurde. Das gewonnene Aluminat hatte bei 254 nm Anregung (Absorption 83 %) eine Quantenausbeute von 78 %, Beim Anbringen in Niederdruckquecksilberdampfentladungslampen der Art nach Beispiel 25, wurden relative Lichtströme von 50 Lumen/W nach 100 Brennstunden erhalten. Der relative Lichtstrom betrug nach O, 100, 1000, 2000 und 5000 Brennstunden 103,3, 100, 89,6, 85,2 bzw. 78,7 %. Der farbpunkt der von den Larapen ausgesandten Strahlung, betrug χ =0,152 und y =0,175.
Eine Lampe der Art gemäß Beispiel 25 (36 W) wurde mit einem Leuchtschirm mit einer Mischung aus einem leuchtenden AIufflinat gemäß der Beschreibung im Beispiel 25 (Sr1 Qcß-Un lO11), einem grünleuchtenden Aluminat der Formel
Ce« 57^b0 ^^MgAl^^O.g und einem rotleuchtenden Oxid der Formel Y2O3-Eu in derartig relativen Mengen versehen, daß die Farbtemperatur der von der Lampe ausgesandten Strahlung einen Wert von etwa 4000 K hatte. Anfangs lieferte die Lampe einen relativen Lichtstrom von 95,3 Lumen/W. Der relative Lichtstrom betrug nach O, 100, 1000 und 2000 Brennstunden 100,7, 100, 98,5 bzw. 95,9%.
Schließlich sei noch bemerkt, daß in das Strontiumaluminat Sr3AIgO11 Blei eingebaut werden kann. Wenn die Bleimenge klein gewählt wird (in der Größenordnung von einigen Mol.% in bezug auf das Strontium), wurden Stoffe mit ausreichend wirksamer Bleiemission erhalten (Emissionsband im UV mit dem Maximum bei etwa 307 nm).
Claims (7)
1. Leuchtschirm mit einem Träger, auf dem eine Leuchtstoff-.· schicht angebracht ist, die einen mit zweiwertigem Europium;oder mit dreiwertigem Chrom aktivierten Leuchtstoff enthält, der ein Aluminat und/oder Gallat von Strontium und/oder Barium ist, gekennzeichnet dadurch, daß das Aluminat und/oder Gallat eine orthorhombische Kristallstruktur mit der Raumgruppe Pn m besitzt und der Formel Meχ· Eu A- CrO^ entspricht, worin Me im wesenti <;—χ χ σ—y y io. . · > -.·.·..'
liehen Strontium oder Barium ist, daß, wenn Me im wesentlichen Strontium ist, das Me Strontium ist, von dem bis zu 25 Mol.% durch Barium ersetzt sein kann, und A Aluminium ist, vonxdem bis zu 25 Mol,%jdurch Gallium ersetzt sein kannί wobei 0,001 ^ χ ^Sr 0,25 und y = 0 ist, und daß, wenn Me im wesentlichen Barium ist, das Me Barium. ist·'j von dem bis zu 50 Mol.% durch Strontium ersetzt sein kann> und A Gallium ist, von dem bis zu 25 Mol.% durch Aluminium ersetzt sein kann,wobei ,0,001 < y^ 0,10 und χ = 0' ist. , '
2« Leuchtschirm nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Leuchtstoff der Formel Sr0 _' Ba^Eu^l-0.. entspricht,
/ <i—p—X ρ X O Xl
worin Q ^ ρ $ 0,50 und 0,001 ^x .<;0*25 ist.
3. Leuchtschirm nach Punkt 1» gekennzeichnet dadurch, daß der Leuchtstoff Ba2--Sr Gag_ Cr Ο., entspricht, worin 0 ^ q ^ 1,00 und 0,001 ^ y ^ 0,10 ist,
4. Niederdruckquecksiiberdampfentladungslampe mit einem Leuchtschirm nach den Punkten 1, 2 oder 3.
5. Lampe nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, da£ der Leuchtstoff mit zweiwertigem Europium aktiviert ist.
6· Lampe nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Lampe weiter einen grühleuchtenden Stoff und einen rotleuchtenden Stoff enthält.
7. Lampe nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß der grünleuchtende Stoff mit Terbium aktiviert und der rotleuchtende Stoff eine mit dreiwertigem Europium aktiviertes Seltenerdraetalloxid ist.
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