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Leuchtstoff für Hochdruckquecksilberdampfentladungslampen Die Erfindung
bezieht sich auf fluoreszierende Leuchtstoffe für elektrische Entladungslampen,
insbesondere für Hochdruckquecksilberdampflampen, die bei hoher Wärmebeanspruchung
noch einen guten Wirkungsgrad aufweisen.
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Die Entladung in solchen Hochdruck:quecksilberdampflampen sendet violettes,
blaues, grünes und gelbes Licht aus, ist aber arm an Rot. Demgemäß liefert die Lampe
für manche Gegenstände und insbesondere bei der Beleuchtung der menschlichen Haut
keine natürliche Farbe. Die Emission enthält aber auch einen beträchtlichen Anteil
an Ultraviolettstrahlung, und es wurden verschiedene Versuche unternommen, einen
Rot aussendenden Leuchtstoff mit der Lampe so zu vereinigen, daß sie durch diese
Strahlung erregt wird. Üblicherweise wird der Leuchtstoff auf der inneren Oberfläche
einer durchsichtigen äußeren Hülle angeordnet, welche das Entladungsrohr umgibt.
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Die Temperatur der äußeren Hülle in einer solchen Lampe ist niedriger
als diejenige in der Entladungsröhre selbst, aber doch noch recht hoch, etwa im
Bereich zwischen 150 und 350' C, bei den meisten handelsüblichen Lampen.
Der verwendete Leuchtstoff muß bei diesen Temperaturen gute Fluoreszenz und gute
chemische Beständigkeit aufweisen und muß auf das von solchen Lampen ausgestrahlte
Ultraviolett abgestimmt sein. Die ultraviolette S « trahlung aus einerHochdruckquecksilberdampf
entladungsröhre liegt meist in dem Bereich zwischen 3000 und 3800 A
und insbesondere im Bereich zwischen 3130 und 3660 A.
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Diese verschiedenen Erfordernisse haben bisher die brauchbaren Leuchtstoffe
auf zwei Stoffe, nämlich Magnesiumarsenat und Magnesiumfluorgermanat, beschränkt,
wobei der Aktivator jeweils vierwertiges Mangan war. Diese beiden Leuchtstoffe haben
sehr scharf zugespitzte Ernissionsbanden, die ungefähr bei 6500A ihren Mittelwert
haben. Werden sie als Überzug auf der äußeren Hülle der Hochdruckquecksilberdampflainpe
verwendet, geben sie tatsächlich ausgezeichnete Farbwiedergabe roter Gegenstände,
doch ist die Farbwiedergabe im Blauen, Blaugrünen und bei verschiedenen anderen
Farben noch unbefriedi-137end. Überdies ist die visuelle Wirksamkeit des I b roten
Lichtes so schwach, daß die Lumenausbeute des Leuchtstoffes den Absorptionsverlust
des sichtbaren Lichtes aus dem Quecksilberbogen nicht aufwiegen kann. Als-Folge
davon liefern die mit den genannten Leuchtstoffen - beschirmten Lampen weniger
Lumen pro Watt als nicht überzogene Lampen. Mit anderen Worten, es wird- der Gewinn
an rotem Licht durch Einbuße an Lampenleistungerkauft.
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Es 'wurde nun gefunden, daß gewisse zinnaktivierte Strontiumzink(ortho)phosphatleuchtstoffe
in solchen Hochdruckquecksilberdampflampen verwendet werden können, um rotes Licht
ohne Einbuße an Lampenleistung zu liefern, und zwar sogar noch mit einem tatsächlichen
Gewinn an Lampenleistung. Erfindungsgemäß hat dieser Strontiumzink(ortho)phosphatleuchtkommen
stoff folgende ungefähr Zusammensetzung: 2,5 bis 2,98Mol auf ZnO+Sr0 je
1 Mol P 205 sowie ung efähr 0,04 bis 0,1 Mol Sn 0, wobei die
Menge an Zn0 ungefähr zwischen 0,1 und 0,3 Mol liegt. Der Gewinn an
Lichtleistung ist dem breiten Spektrum sichtbarer Emission aus dem Leuchtstoff zu
danken, das nicht nur die Rotarmut korrigiert, sondern auch das aus der Entladung-
stammende Licht über das sichtbare Spektrum ergänzt. Diese neuen Leuchtstoffe lassen
sich durch die chemische FormelaSr0 - bZn0 - P.0. -nSnO wiedergeben
mit 2,5 < a < 2,98
0,1 < b-< 0,3
2,75
< a + b < 2,90
0,04 < <-0,12 Die
obigen Bereiche sind-am besten für Leuchtstoffe für Hochdruckquecksilberdarnpflampen,
doch ist die
Zusammensetzung der Grundsubstanz des Leuchtstoffes
weniger kritisch und der Bereich für eine gute Ausbeute viel breiter, wenn der Leuchtstoff
in einer Niederdruckquecksilberdampflampe verwendet wird.
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Die obigen Beispiele dienen lediglich der Erläuterung und sollen nicht
als Begrenzung des Umfangs der Erfindung aufgefaßt werden. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung war indessen die äußere Hülle einer 100-Watt-Hochdruckquecksilberdampflampe
(HPMV) mit einem Leuchtstoff beschirmt, deren Zusammensetzung 2,65 SrO, 0,20
Zn0, 0,08SnOaufjel Gewichtsteilp205war.
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Das Emissionsspektrum des Leuchtstoffes überdeckte den größten Teil
des sichtbaren Spektrums mit einer sehr breiten Spitze bei ungefähr 6000 A.
Die Lichtausbeute lag bei ungefähr 40 Lumen pro Watt, während eine nicht überzogene
Lampe 33 Lumen pro Watt lieferte. Die Farbwiedergabe der neuen Lampe war
für einen weiteren Bereich der Farben des Spek-
trums stark verbessert, sogar
die menschliche Hautfarbe hatte ein recht befriedigendes Aussehen.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel war die äußere Hülle einer 400-Watt-HPMV-Lampe
mit demselben Leuchtstoff gemäß Beispiel 1 beschirmt. Die fertige Lampe lieferte
ungefähr 23 000 Lumen, während eine ähnliche Lampe mit Magnesiumfluorgermanat-Leuchtstoff
nur 19 500 Lumen hergab. Die Lampe ohne jeglichen Leuchtstoffüberzug lieferte
21000 Lumen.
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Diese fluoreszierenden Hochdruckquecksilberdanipflampen eignen sich
besonders zum Beleuchten großer Räume, in denen die Leuchten in beträchtlicher Höhe
oberhall) des Fußbodens hängen müssen und die Arbeit verhältnismäßig gute Farbwiedergabe
erfordert. Auch eignen sich die Lampen gut zur Straßenbeleuchtung, wo sie die Sicht
für Kraftwagenfahrer verbessern, und zwar wegen der gewohnten Farberscheinung der
el in der Straße befindlichen Gegenstände. Die gute Farbwiedergabe ermöglicht es
auch, diese neuen Entladungslampen für Schaufensterbeleuchtung in Läden anzuwenden,
falls eine hohe Beleuchtungsstärke zur allgemeinen Ausleuchtung "ewünscht wird.
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Obwohl in den obigen Beispielen eine bestimmte bevorzugte Leuchtstoffzusammensetzung
angegeben worden ist, soll diese nur als Beispiel dienen, und es können andere,
ähnliche Leuchtstoffe ebenfalls vertvendet werden, die eine breite Energieverteilung
,ernittierten Lichtes liefern, wobei das aus dem Leuchtstoff stammende Licht einen
wesentlichen Teil des gesamten Lichtes darstellt, und die eine gute Emissionsleistung
bei hohen Temperaturen haben.
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Andere brauchbare Leuchtstoffe lassen sich aus den weiter unten beschriebenen
Zusammensetzungen auswählen, von denen sich einige besonders für Hochdruckquecksilberdampflampen,
andere für andere Lichtquellen,wie Niederdruckquecksilberdampflampen, eignen, die
reich an einer Strahlung im Bereich von 2540 A und arm im Bereich von
3000 bis 3800 A
sind.
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Wird der Leuchtstoff in einer Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe
verwendet, können bei guten Ergebnissen die genannten Grenzen einer optimalen Zusammensetzung
erweitert werden gegenüber den Grenzen, die für Hochdruckquecksilberlampen gelten.
Dagegen ist bei Niederdrucklampen der Zinngehalt besonders kritisch.
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Strontiumzinkphosphate sind schon früher als Leuchtstoffe bekanntlgewesen,
doch wurde gefunden, daß sich über einen besonderen Bereich von Bestandteilen ein
zinnaktivierter Strontiumzinkphosphatleuchtstoff auch bei hohen Temperaturen als
Leuchtstoff in Entladungslampen verwenden läßt.
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Strontium(ortho)phosphat ohne Zink gibt nur eine ultraviolette Emission,
liefert aber mit Zinktnengen zwischen 0,1 und 0,3 g#Atomen pro Mol
Phosphorpentoxyd eine Emission im Orange.
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Zur Kennzeichnung der neuen zinkmodifizierten Kalzium(ortho)phosphatleuchtstoffe
lassen sich mehrere gleichwertige chemische Formeln anwenden. Eine erste Formel
lautet: a SrO - b ZnO - n SnO - P205* Gewisse Merkmale des
Herstellungsverfahrens dieser Leuchtstoffe hängen nicht von den relativen Verhältnissen
von Kalzium bzw. Strontium und Zink ab. Daher benutzt man gern eine Formel, bei
der der Aktivator an letzter Stelle steht: M Mo - P20,5 - n sno. Erstens
muß die Anzahl Mole Strontiumoxyd plus Zinkoxyd plus Zinnoxyd, gegeben durch m
+ n, zwischen ungefähr 2,98 und 2,50 liegen. Zweitens muß die Anzahl
Mole Zinnoxyd, gegeben durch n, zwischen etwa 0,002 und 0,16 liegen. Drittens
muß die Herstellungsweise derart sein, daß mindestens ein Teil des Zinns sich in
Stannoform oder in zweiwertigem Zustand in dem fertigen Leuchtstoff vorfindet. Es
kann sogar mit ausgezeichneten Ergebnissen alles Zinn im Stannozustand vorhanden
sein, obwohl es tatsächlich nicht erforderlich ist, daß sich alles Zinn in diesem
Zustand befindet, insbesondere wenn die Menge an Zinn groß ist, etwa 0,012 g-Atome
pro Mol des Phosphatradikals. Indessen ist es, wenn der Leuchtstoff in einer Hochdruckquecksilberdampflampe
verwendet werden soll, am besten, praktisch alles Zinn oder zumindest den größeren
Teil davon in der zweiwertigen Form zu haben.
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Bei der Herstellung dieser zinnaktivierten Leuchtstoffe werden zweckentsprechend
die Ausgangsstoffe in Verhältnissen gemischt, welche die gewünschte Leuchtstoffzusammensetzung
ergeben, worauf das Gemisch erhitzt wird, um den fertigen Leuchtstoff zu erhalten.
Es ist erforderlich, diese Glühbehandlung so durchzuführen, daß sie die Menge an
Stannozinn liefert, die für die Aktivierung des fertigen Leuchtstoffes benötigt
wird.
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Ein vorzugsweises Glühverfahren nach der Erfindung besteht darin,
zuerst das Gemisch von ausgewählten Ausgangsstoffen zu erhitzen, einschließlich
der Zinnverbindung in Luft, bei einer Temperatur, die sich zur Bildung der (Ortho-)
Phosphatverbindung eignet, die als Grundstoff des Leuchtstoffes dient. Diese Vorglühung
ergibt ein weißes, nicht fluoreszierendes Pulver. Nach dieser Vorerhitzung wird
das Material gründlich gemischt und diesmal in einer reduzierenden Atmosphäre geglüht,
welche das Zinn in den Stannozustand überführt und ein fluoreszierendes Material
liefert. Die bevorzugte reduzierende Atmosphäre ist ein Gemisch aus Wasserstoff
und Stickstoff. Verschiedene Abwandlungen dieses bevorzugten Glühverfahrens sind
möglich, mittels deren die gewünschten Ergebnisse der Bildung eines Strontiumzink(ortho)phosphats
erzielt werden, das Stannozinn in fester Lösung enthält, was dem Fachmann sofort
augenfällig wird. Beispielsweise können die Rohmaterialien Stannooxyd enthalten
und in einer leicht reduzierenden Atmosphäre unmittelbar erhitzt werden, ohne vorherige
Erhitzung in Luft, in welchem Falle praktisch alles Zinn im Stannozustand vorhanden
sein wird.
| Rot 1 Grün 1 Blau |
| Keimtötend wirkende |
| Niederdrucklampe |
| (2536 Ä) ............ 138 49 29 |
| Hochdrucklampe |
| (3131 und 3650 A) ... 35 58 82 |
Die Hochdrucklampe wurde ohne äußere Hülle betrieben. Der Leuchtstoff befand sich
auf einer Platte ungefähr bei Raumtemperatur.
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Beispiel II Eine Mischung ähnlich Beispiel I mit 0,20 Mol Zn0, 0,65Mol
SrCO, und 2-,00Mol SrHPO, wurde mit verschiedenen Mengen SnO zubereitet. Diese Mischungen
wurden in Luft bei
1090' C vorgeglüht und dann in 2%, Wasserstoff bei 1090'
C reduziert. Die Photometerablesungen waren:
| Keimtötend wirkende Hodidrucklampe |
| Niederdrucklampe (2536 A) (3131 und 3650 A) |
| sno l Rot 1 Grün Blau Rot_ 1 Grün Blau |
| 0,002 91 37 20 12 16 so |
| 0,005 114 42 22 21 27 66 |
| 0,010 121 45 26 38 45 75 |
| 0,040 138 49 34 78 78 97 |
| 0,080 147 50 25 110 109 106 |
| 0,120 91 32 14 1 38 42 53 |
Obwohl die obigen Werte Beispiele für das Ver-.ahren mit Vorglühen sind, können,
falls erwünscht,
| Zu 0 Sr0 Sn 0 Temperatur Niederdrucklampe
Hochdrucklampe |
| 0 C Rot Grün 1 Blau Rot Grün Blau |
| 0,02 2,83 0,02 2000 - 9 10 52 4. 5 29 |
| 0,05 2,80 0,02 2000 45 20 35 12 14 43 |
| 0,10 2,75 0,02 2000 92 36 41 34 38 66 |
| 0,30 2,55 0,02 1900 165 54 22 72 72 91 |
| 0,45 2,40 0,02 1800 27 12 8 3 17 112 |
Die neuen Leuchtstoffe nach der Erfindung sind bei Fluoreszenz'Iampen'bratichbar,
die eine Nelkenrosaweißfarbe mit einem hohen Anteil aii rotem Lichtim-Spektrum liefern.
Durch Vereinigung dieser Leuchtstoffe mit einem Blau aussendenden Leuchtstoff läßt
sich eine Lampe erzielen, die weißes Licht liefert. Wie friiher angegeben, sind
die Leuchtstoffe auch sehr brauchbar für die Farbkorrektur des von Hochdrucklampen
emittierten Lichtes, indem sie dem Licht das fehlende Rot liefern.
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Trotz des größeren prozentualen Abfalls an Lichtausbeute mit zunehmender
Temperatur haben die Leuchtstoffe mit hohen Zinngehalten von ungefähr 0,04 bis ungefähr
1,10 Molpro Mol Phosphorpentoxyd bei einer Hochdruckquecksilberdampflampe
einen höheren Wirkungsgrad als solche mit niedrigeren Zinngehalten. Indessen wird
bei Zinngehalten oberhalb ungefähr 0,1 Mol pro Mol Phosphorpentoxyd die Lichtausbeute
beträchtlich geringer.
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Es sei bemerkt daß, obwohl aus Gründen der Zweckmäßigkeit äie
fertige Leuchtstoffzusammensetzung in ihrer chemischen Formel durch bestimmte Oxyde
beschrieben wird, solche Oxyde rein für sich nicht vorliegen, sondern in einem zusammengesetzten
Kristall kombiniert sind. auch Mischungen derselben Stoffe und Zusammensetzungen
wie in obigem Beispiel unmittelbar in der reduzierenden Atmosphäre geglüht werden
ohne vorheriges Glühen in Luft. Die Mischung kann als Zinnquelle Zinnoxydul enthalten,
und wenn sie unmittelbar in der reduzierenden Atmosphäre geglüht wird, bleibt das
Zinn im Stannozustand; die Ergebnisse sind praktisch dieselben wie oben.
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Beispiel III Mischungen ähnlich BeispielI mit 0,20Mol Zn0, 2,00 Mol
SrHP04 und
0,08 Mol Sno2 wurden mit zwei verschiedenen Mengen SrCO, zubereitet,
um den Einfluß des SrO beurteilen zu können. Diese Mischungen wurden in Luft bei
1090' C vorgeglüht und dann in 20/a Wasserstoff bei 1040'
C reduziert.
Die Photometerablesungen waren:
| Gesamt- Keimtötend wirkende Hochdrucklampe |
| Sr 0- Niederdrucklampe (3131 und 3650 Ä) |
| Gehalt - (2536 Ä) |
| Rot Grün Blau Rot Grün Blau |
| 2,75 108 45 47 90 89 86 |
| 2,70 |
| 117 44 40 |
| 100 99 96 |
BeispielIV Mischungen ähnlich Beispiel I wurden mit wechselnden Mengen ZnO und SrO
pro Mol P20, hergestellt, wie unten aufgeführt. Diese Mischungen wurden während
einer Stunde in Luft vorgeglüht und dann bei derselben Temperatur in 2%, Wasserstoff
reduziert. Die Photometerablesungen waren: Selbstverständlich müssen die Ausgangsstoffe,
aus welchen der Leuchtstoff hergestellt wird., frei sein von Schwermetallverunreinigungen,
wie Eisen, Nickel, Kobalt, Vanadium, Chrom, Kupfer und anderen Stoffen, die als
Fluoreszenzgift -wirken. Die Rohstoffe sollten außerdem frei sein von anionischen
Verunreinigungen, wie Nitrat und Sulfat, da solche Verunreinigungen, wie gefunden
wurde, einen schädlichen Einfluß auf die Fluoreszenz ausüben, insbesondere wenn
der Leuchtstoff durch längerwelliges Ultraviolett als
3131 Ä erregt wird.
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Mit einem solchen Leuchtstoffüberzug ist es jetzt möglich, blaues,
blaugrühes, grüngelbei, -orangefarbenes oder rotes Licht mit einem hohen Sättigungsgrad
und verhältnismäßig hoher Leistung zu erzielen, indem man das von der fluoreszierenden
Hochdruckquecksilberdaimpfentladungslampe emittierte Licht durch ein geeignetes
Filter schickt. Vorzugsweise bildet das Filter einen einheitlichen Teil der Lampe,
entweder indem man einen gefärbten glasierten Kolben für die äußere Hülle nimmt
oder indem man eine keramische Glasur, -die mit einem passenden Pigment gefärbt
ist, auf die äußere Oberfläche der äußeren Hülle aufbringt, bevor man die innere
Oberffäche mit dem Leuchtstoff überzieht. B#is-piels-i#eise ist es,
Als
Ausgangsstoffe sind sekundäres Strontiumphosphat, Strontiumkarbonat, Zinkoxyd und
Zinndioxyd zu bevorzugen, da diese leicht in einem Zustand hoher Reinheit
erhältlich sind. Zu den Ersatzstoffen gehören Zinkphosphat, Zinkkarbonat, Zinnoxydul,
Zinnchlorür, Ammoniumphosphat und andere gleichwertige Quellen für Strontium, Zink,
Zinn und Phosphat. Diese Ausgangsstoffe lassen sich in passenden Verhältnissen mischen
durch Trockenvermengen, Kugelvermahlen in einem inerten flüchtigen Lösungsmittel
oder durch sonstige wohlbekannte Verfahren. Oft läßt sich auch eine kleine
Menge Ammoniumchlorid verwenden, um die gleichförmige Verteilung von Zinn in dem
Leucht-Stoff zu fördern, doch ist seine Verwendung für die Herstellung nicht
wesentlich.
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Messungen des Emissionsspektrums von durch zweiwertiges Zinn aktiviertem
Strontium(ortho)phosphat haben ergeben, daß die Emission ein breites Band umfaßt,
das sich von etwa 3000 A im Ultraviolett bis etwa 4500 A im Blau mit
einem Scheitel bei 3700 A
erstreckt. Da die Emission vorwiegend im Ultraviolett
auftritt, ist die sichtbare Fluoreszenz ein schwaches Blau. Wird Strontium teilweise
durch Zink ersetzt: 2,65 S r 0, 0,20 Zn 0 - P2 0,5, 0,025
Sn 0,
so ist das Emissionsspektrum gänzlich verändert. Bei einer Erregung
durch 3130 Ä ist die Emissionsfarbe ein strahlendes Orange, und Messungen
zeigen ein Emissionsband, das seinen Scheitel bei 6000 A hat und sich von
4700 Ä in das sehr tiefe Rot bei 7500 A
erstreckt. Bei einer Erregung
durch 2540 A ist die Emissionsfarbe ein Orangeweiß. Messungen zeigen, daß
zwei Ernissionsbanden vorhanden sind, die erste ist dieselbe, die bei
3130 A festgestellt wird, während die zweite Bande, die beträchtlich schwächer
ist, ihren Scheitelwert bei 3900 Ä hat und sich von 3400 bis 4700
Ä erstreckt.
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Ähnliche Emissionscharakteristiken ergeben sich für andere Strontiumzink(ortho)phosphatleuchtstoffe
mit Zinkgehalten zwischen 0,10 und 0,35 ZnO mit einigen Änderungen
in den relativen Intensitäten der beiden Banden. Mit Zinkgehalten unter
0,10 ZnO tritt ein schneller Wechsel zur charakteristischen Ultraviolettemission
von Strontium(ortho)phosphat auf. Bei zunehmendem Zinkgehalt über 0,35 ZnO
ergibt sich ein schnelles Nachlassen der Fluoreszenz, bis mit einem Zinkgehalt von
0,45 ZnO die Rotfluoreszenz vollständig aufhört.
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Bei Erregung durch 2540 A ergibt sich, daß sich die Fluoreszenz
nur langsam mit dem Zinngehalt ändert und Zinnanteile zwischen 0 ' 0-1 und
0,08 Mol SnO pro Mol P.0. praktisch dieselben Lichtausbeuten im Grün
und Blau ergeben, obwohl das Rot merklich zunimmt. In Fluoreszenzlampen bleibt die
Leuchtstärke nahezu konstant. Mit weniger Zinn als 0,01 Mol nimmt die Leuchtstärke
langsam ab, wie sie es auch bei Zinngehalten über 0,08 tut.
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Mit Erregung durch Strahlung aus HPMV-Lampen ergibt sich eine stetige
Zunahme an Lichtstärke herauf bis zu einem Zinngehalt von ungefähr 0,09 Mol,
während oberhalb desselben die Leuchtstärke ziemlich rasch abfällt.
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Die optimalen Glühtemperaturen hängen etwas vom Zinkgehalt ab. Obwohl
schon niedrige Temperaturen von 870' C brauchbare Leuchtstoffe ergeben, bevorzugt
man, bei der höchsten praktisch möglichen Temperatur vorzuglühen, und zwar kurz
unterhalb derjenigen Temperatur, die zu einem starken Sintern des Glühgurtes führt.
Diese günstigste Temperatur liegt gewöhnlich zwischen 1010 und 111511
C, obwohl sich auch Temperaturen bis zu 1150' C anwenden lassen. Dieses
Verfahren liefert Leuchtstoffe mit höchster Lichtemission.
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Vorzugsweise wird außerdem bei einer hohen Ternperatur reduziert und
im allgemeinen eine Temperatur gewählt, die ungefähr 28' C niedriger als
diejenige liegt, die für das Vorerhitzen verwendet wird.
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Während zunehmender Zinngehalt die Empfindlichkeit auf Strahlung aus
der HPMV-Lainpe verbessert, hat er einen gegenteiligen Effekt auf die Temperaturempfindlichkeit.
Diese Temperaturempfindlichkeit zeigt sich in der Abnahme an Fluoreszenz mit zunehmender
Temperatur des Leuchtstoffes. Bei Zinngehalten zwischen
0,005 und
0,08 ergibt sich sogar ein Anstieg des Wirkungsgrades mit der Temperatur
von der Raumtemperatur bis ungefähr 200'
C. Dieser Anstieg des Wirkungsgrades,
der ungefähr 25% ausmacht, ist von dem Zinngehalt unabhängig. über 200'
C tritt ein Leistungsabfall auf, der von der Zinnkonzentration abhängt. Ein
ungefähres Maß der Temperaturempfindlichkeit ergibt sich aus der Temperatur, bei
welcher die Fluoreszenz 5019/o des Maximalwertes ausmacht. Für Leuchtstoffe, die
2,65 Mol Sr0 und 0,20 Mol ZnO für jedes Mol
P.0. enthalten, ergibt
sich
| Temperatur, bei der die Fluoreszenz |
| Mol Zinn auf die Hälfte abgesunken ist |
| 0 C |
| 0,005 470 |
| 0,010 430 |
| 0,020 380 |
| 0,040 350 |
| 0,080 310 |
Bei den Beispielen sind die Photometerablesungen in willkürlichen Einheiten ausgedrückt,
welche die relative lineareEmpfindlichkeit einerPhotoverstärkerröhre mit Filtern
zwischen Leuchtstoff und der Verstärkerröhre zur Auswahl des emittierten blauen,
roten und grünen Lichtes angeben. Beispiel I Eine Mischung der folgenden Bestandteile
wurde hergestellt und im Porzellantiegel in Luft für
1 Stunde bei
1150' C geglüht.
| Bestandteile Mol |
| SrHP04 ................... 2100 |
| SrCO, ......... 0,65 |
| ZnO ..... .................... 0,20 |
| Sn 02 ......................... 0'()2 |
Das nicht fluoreszierende Pulver wurde dann in einem Gemisch aus 20/ü Wasserstoff
und 98% Stickstoff während einer halben Stunde bei
1090' C erneut geglüht;
es ergab sich ein Leuchtstoff mit ausgezeichneter Fluoreszenz der folgenden Zusammensetzung:
| Bestandteile moi |
| SrO .......................... 2,65 |
| Zn0 ... «*'**''***** ........... 0,20 |
| P205 , » ....................... 1,00 |
| SnO ......................... 0,02 |
Die Photometerabiesungen für eine Quecksilberdampfentladungslampe bei Niederdruck
und Hochdruck waren:
wenn man die Hochdruckquecksilberdampflampe
mit einem Leuchtstoff verwendet, der auf die Innenseite der äußeren Hülle im Verein
mit einem gelben Filter oder mit einem Filterüberzug auf der Hülle oder mit dem
Gelbglaskolben aufgebracht wird, möglich, eine Lampe zu erhalten, die sich nicht
nur in der Farbe auszeichnet, sondern auch eine Lumenausbente hat, die weit über
der der anderen bisher bekannten Quellen farbigen Lichtes liegt. Da diese Lampe
gegen jede andere Lampe bei einer mit Hochdrucklampen ausgeleuchteten Straßenanlage
ausgetauscht werden kann, ergeben sich mit ihr die gleichen Vorteile, die man früher
mit Natriumlampen erzielte. Beispiel V Der für die äußere Hülle einer 100-Watt-Hochdrucklampe
verwendete Kolben wurde auf der äußeren Oberfläche mit einer Mischung aus
90 Teilen eines niedrigschmelzenden Glases und 10Teilen Kadmiumsulfid besprüht
und dann auf eine Temperatur erhitzt, die hoch genug ist, um das niedrigschmelzende
Glas zu schmelzen, um auf diese Weise eine gelbe keramische Glasur auf dem Kolben
zu bilden. Die innere Oberfläche dieses Kolbens wurde dann mit einem Leuchtstoff
gemäß dem obigen Beispiel I bedeckt. Der Kolben wurde hierauf für die Herstellung
einer Hochdrucklampe verwendet, indem man ihn in einem Quarzbogenrohr verschloß.
Berechnung der Farbenkoordinaten auf dem CIE-Diagramm aus der größeren Spektralenergieverteilung
lieferte x
= 0,415,
y = 0,561.
Dies entspricht einer
Hauptwellenlänge von
5670 A
mit einer Sättigung von 9411/o. Die Lumenausbeute
betrug
2500 Lumen, während dieselbe Bogentype in einem klaren Kolben
3000 Lumen ergab. Auf diese Weise wurde ein gutes gelbes Licht hoher Leistung
erzeugt. Beispiel VI Der für die äußere Hülle einer 400-Watt-Quecksilberdampfhochdrucklampe
verwendete Kolben wurde gefärbt durch Sprühüberziehen mit einer Paste, die Kupfersulfid,
Eisensulfid und Ton enthielt, und anschließendes Glühen, wodurch Kupfer und Eisen
in das Glas eintreten. Nach Entfernen der überschüssigen Paste war der Kolben mit
einem grünlichen Gelb gefärbt. Die innere Oberfläche des gefärbten Kolbens wurde
mit dem Leuchtstoff des Beispiels I überzogen und als Lampe ausgebildet. Das emittierte
Licht war ein gutes Gelblicht; die Lumenausbeute betrug
19 000 Lumen. Eine
ähnliche Lampe mit Klarglas lieferte eine Ausbeute von 21
000 Lumen. Obwohl
Hochdrucklampen, die einen Leuchtstoffüberzug mit Anwendung eines gelben Filters
vereinen, in ihrer Vollkommenheit weit hervorragen, ist es auch möglich, die Farbe
des Lichtes durch andere Filterfarben, wie Blau, Blaugrün, Grün, Orange oder Rot,
zu modifizieren und gefärbtes Licht zu erzielen mit einem höheren Sättigungsgrad
bei viel höherer Leistung, als es zu erzielen mit Glühlampen im Verein mit Filtern
möglich ist.
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Ein Beispiel eines für die in den vorangegangenen Beispielen verwendeten
niedrigschmelzenden Glases ist aus der folgenden Zusammensetzung ersichtlich:
| Bestandteile Molteile |
| Pbo .......................... 0,7 |
| Na. 0 ......................... 0,3 |
| si ö2 .......................... 019 |
| B203 *,,,** ... * ................ 0,6 |