DE1771358C - Luminescent glass and process for its manufacture - Google Patents
Luminescent glass and process for its manufactureInfo
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Die lirlindung bezieht sich auf iumineszicrendc Gläser, insbesondere auf fluoreszierende Gläser für Leuchtstofflampen oder Lcuchtschirme. Bei Bestrahlung solcher lumincsziercndcr Gläser mit kurzwelliger Strahlung senden solche Gläser Fluoreszenzlicht in verschiedenen Bereichen des sichtbaren Spektrums aus, das beispielsweise für Belcuchtungszwetfke genutzt werden kann.The lirlind refers to iumineszicrendc Glasses, in particular on fluorescent glasses for fluorescent lamps or lampshades. With radiation Such luminescent glasses with short-wave radiation emit fluorescent light in such glasses different areas of the visible spectrum, which are used for lighting purposes, for example can be.
Es sind eine ganze Reihe verschiedener lumineszicrendcr kristalliner Stoffe bekannt, die als sogenannte Phosphore für Leuchtstofflampen. Oszillographcnschirmc sowie Fernsehschinne verwendet werden können. In den Fluoreszenzlampen wurden bisher in erster Linie als kristalline Phosphore Calziumwolframat und Zink-Berylliumsilicatphosphore zur Erzielung verschiedener Farbtöne benutzt. In neuerer Zeit haben sich die kristallinen Halophosphate in größerem Umfang durchgesetzt. Außer durch die vorteilhaften Leuchteigenschaften sind diese Phosphore auch durch gute Stabilität gegenüber der elektrischen Entladung in den Leuchtröhren ausge zeichnet. Daneben kommt auch doppelt aktiviertes kristallines Calziumsilicat vielfach zur Verwendung. In geringem Umfang werden auch kristalline, Ultraviolettlicht emittierende Phosphore genutzt, wie z. B. Lenards CaSAgK-Phosphor. Besonders vielfältig ist die Zahl der für Leuchtschirme in neuerer Zeit verwendeten Kristallphosphore. Kathodenstrahlröhren und Oszillographenschirme werden vorwiegend durch eine Mischung von dreierlei Sulfidphosphoren zur Lumineszenz gebracht, wobei die Mischung bestimmte spektrale Intensitätsverteilungen des Lumineszenzlichtes bewirkt. In neuerer Zeit sind mit Erfolg auch hier kristalline Calziumhalophosphore verwendet wor-' den. A whole series of different luminescent crystalline substances are known, which are known as phosphors for fluorescent lamps. Oscillographic screens and TV channels can be used. In fluorescent lamps, calcium tungstate and zinc beryllium silicate phosphors have primarily been used as crystalline phosphors to achieve different color tones. More recently, the crystalline halophosphates have become more prevalent. In addition to the advantageous lighting properties, these phosphors are also characterized by good stability against electrical discharge in the fluorescent tubes . In addition, doubly activated crystalline calcium silicate is also widely used. Crystalline, ultraviolet light-emitting phosphors are also used to a lesser extent, e.g. B. Lenard's CaSAgK phosphor. The number of crystal phosphors that have recently been used for fluorescent screens is particularly diverse. Cathode ray tubes and oscilloscope screens are mainly made to luminesce by a mixture of three kinds of sulfide phosphors, the mixture causing certain spectral intensity distributions of the luminescent light. More recently, crystalline calcium halophosphors have also been used here with success.
den sowohl für Leuchtschirme wie für Fluoreszenzlampen (Leuchtstoffröhren) die schon lange bekannten Kristallphosphore auf Zinksulfidbasis, auf Kadmiumsulfidbasis oder ähnliche Phosphore benutzt. Auch lumineszierende Gläser mit Fluoreszenzfarthose that have long been known for both fluorescent screens and fluorescent lamps (fluorescent tubes) Zinc sulfide based crystal phosphors, cadmium sulfide based or similar phosphors are used. Also luminescent glasses with fluorescent color ben, die sich zum Teil über das gesamte sichtbare Spektrum vom dunkelblauvioletten bis hin in den rötlichen Spektralbereich erstrecken, sind schon seit langer Zeit im Handel. Eine Zugabe von Uran. Seltenen Erden und anderen geeigneten Stoffen erlaubtben, some of which are visible over the whole Spectrum ranging from dark blue-violet to the reddish spectral range have been around for a long time long time in trade. An addition of uranium. Rare earths and other suitable substances allowed es, klare, durchsichtige Gläser mit fluoreszierenden Eigenschaften herzustellen.to make clear, translucent glasses with fluorescent properties.
Die bekannten Verfahren, wie der Seidendruck, das Aufdampfen oder das Sedimentieren haben fast alle wesentliche Nachteile. Abgesehen von der TatThe known methods such as silk printing, vapor deposition or sedimentation have almost all major drawbacks. Except for the fact sache, daß die mit normalen Methoden aufgebrachten Phosphorschichten relativ kostspielig im Verfahren sind, ne'gen die Phosphore dabei noch zusätzlich zur Agglomeration und lassen auf diese Weise ungleichmäßige Schichten entstehen. Dadurch ist dasthing that those applied by normal methods Phosphorus layers are relatively expensive in the process, the phosphors are additionally inclined to agglomeration and in this way create uneven layers. Because of that this is emittierte lumineszierende Licht nicht im gesamtendid not emit luminescent light throughout
auch Interferenzerscheinungen im Gefolge. Ebenfalls auf die lose Packung sind scheinbare Brechungsindex- Unterschiede zurückzuführen. Diese Nachteile werden bei der normalen Herstellung lumineszierender Schichten auf einem Substrat durch zusätzliche Verwendung eines Bindemittels, mit dem die Phosphore auf dem Substrat festgekittet werden, vermieden. Diese Binder besitzen jedoch keine große chemische Stabilität. Es ist weiterhin nachteilig, daß die mechanische Beständigkeit solcher Schirme mit aufgekitteten Phosphoren sehr gering ist. Auch die Nachverarbeitung ist deshalb relativ kostspielig. Abgesehen davon ist also interference phenomena in the wake. Also on the loose packing apparent refractive index differences are due. These disadvantages are avoided in the normal production of luminescent layers on a substrate by the additional use of a binder with which the phosphors are cemented to the substrate. However, these binders do not have great chemical stability. It is also disadvantageous that the mechanical resistance of such screens with cemented-on phosphors is very low. Post-processing is therefore also relatively expensive. Apart from that is
fio die Herstellung der kristallinen Phosphormatcrialicn ebenfalls technologisch nicht einfach und teuer.fio the manufacture of crystalline Phosphormatcrialicn also technologically not simple and expensive.
In neuester Zeit ist eine weitere Art eines lumineszierendcn glasartigen Werkstoffes bekanntgeworden. Es handelt sich dabei um keine echten Gläser.Recently there is another type of luminescent vitreous material became known. These are not real glasses.
ds sondern Materialien, die in der Art einer Glaskeramik zwar als Glas hergestellt worden sind, durch geeignete Tcmperalurbcdingungcn auf Grund eines Kerainisicrungsprozcsses jedoch mindestens in bestimmtends but materials that are in the manner of a glass ceramic Although they have been manufactured as glass, by means of suitable temperature control conditions based on a keratinization process but at least in certain
Schichten vollständig zur Kristallisation gebracht worden sind. Es handelt sich dabei gemäß USA.-Patentanmeldung 486 197 (französische Patentschrift 1 498 645) um Gläser mit Zinkgehalten über 25%, zum anderen gemäß USA.-Patentanmeldung 504 068 (französische Patentschrift 1 499 538) um Calziumboratgläser, die mit Seltenen Erden dotiert werden. Beide keramisierte Typen besitzen in der auskristallisierten Form lumineszierende Eigenschaften nach geeigneter Temperaturbehandlung. Nur die kristallinen Ausscheidungen sind die Träger der Lumineszenz und haben die gleiche Funktion wie die oben erwähnten normalen Kristallphosphore.Layers have completely crystallized. It is in accordance with the USA patent application 486 197 (French patent specification 1 498 645) to glasses with zinc contents over 25%, on the other hand, according to US patent application 504 068 (French patent specification 1 499 538) for calcium borate glasses, which are endowed with rare earths. Both ceramized types have crystallized Form luminescent properties after suitable temperature treatment. Only the crystalline ones Precipitations are the carriers of luminescence and have the same function as those above mentioned normal crystal phosphors.
Bekannt ist weiter gemäß USA.-Patent 2 219 895 eine Technik, bei der ein Zinksilikatphosphor in kristalliner Form in einem Glasmaterial ausgeschieden wird, um ein durchsichtiges, lumineszierendes Glas zu erzeugen. In diesem USA.-Patent 2 219 895 wird vorgeschlagen, ein Glas aus den Glaskomponeni.cn und den Komponenten eines lumineszierenden Materials zu erschmelzen und dann anschließend zu verformen. Dieses verformte Glas wird einer weiteren Temperaturbehandlung nach seiner Abkühlung auf Raumtemperatur unterworfen, wobei eine Entglasung bei geeigneten Temperaturen zu einer Ausscheidung kristalliner Phosphore innerhalb des Glases führt.Furthermore, according to US Pat. No. 2,219,895, a technique is known in which a zinc silicate phosphorus in crystalline form in a glass material is precipitated to a transparent, luminescent glass to create. In this US Pat. No. 2,219,895 it is proposed to use a glass from the Glaskomponeni.cn and the components of a luminescent material to melt and then subsequently to deform. This deformed glass becomes another Subjected to temperature treatment after cooling it to room temperature, with devitrification leads to precipitation of crystalline phosphors within the glass at suitable temperatures.
Die heute übliche Fertigung von Fluoreszenzlampen and Leuchtschirmen beruht im Prinzip darauf, daß auf ein Trägermaterial, welches meistens aus normalem Glas besteht, kristalline Phosphore in irgendeiner Weise aufgetragen werden. Diese Glasseite, auf der die kristallinen Phosphore aufgetragen sind, ist im Gebrauch der Anregungslichtquelle zugewendet. Das Fluoreszenzlicht der Phosphore dringt aus dieser Schicht durch das Trägerglas nach außen. Häufig hat das Trägerglas außerdem die Funktion, die Anregungsstrahlung (meist handelt es sich um eine Anregung durch Quecksilberlinien im UV-Bereich) nur bis in die Phosphorschicht eindringen zu lassen und vom Außenraum abzuschirmen.The production of fluorescent lamps and fluorescent screens that is customary today is based in principle on the fact that on a carrier material, which mostly consists of normal glass, crystalline phosphors in some form Way to be applied. This side of the glass, on which the crystalline phosphors are applied, is in Use turned towards the excitation light source. The fluorescent light of the phosphors penetrates from this Layer through the carrier glass to the outside. Often the carrier glass also has the function of stimulating radiation (usually it is a matter of excitation by mercury lines in the UV range) only to allow it to penetrate into the phosphor layer and to shield it from the outside space.
Im USA.-Patent 3 300 670 wird festgestellt, daß durchgehend kristallisierte Gläser, die nach Art der Glaskeramik zu lumineszierenden Eigenschaften geführt werden, den Nachteil besitzen, daß die auskristallisierten Partikeln die Anregungsstrahlung, von der mit Anregungsstrahlung belichteten Seite her gesehen, nicht weit in das Glas hineinlassen, die gleichmäßig im Glas verteilten Kristalle jedoch die Lumineszenzstrahlung nicht auf die andere Glasseite hindurchlassen. Dadurch ist der Effekt der Lumineszenz auf der Rückseite des Glases, die die Lumineszenzstrahlung emittieren soll, nur schwach zu erkennen. Das genannte USA.-Patent 3 300 670 und die USA.-Anmeldung 486 197 (französische Patentschrift 1 498 645) schlagen deshalö vor, Kristalle nur in der Oberfläche des Glases abzuscheiden. Dabei ist das Glas im Tnncrn nur noch ein Substrat, auf dem die Schicht bzw. die Schichten der ausgeschiedenen Kristalle mehr oder weniger fest aufliegt.In U.S. Patent 3,300,670 it is stated that continuously crystallized glasses, which are made in the manner of Glass ceramics lead to luminescent properties, have the disadvantage that they crystallize out Particles the excitation radiation from the side exposed to the excitation radiation seen, do not let it go far into the glass, but let the crystals, which are evenly distributed in the glass, the Do not let luminescent radiation through to the other side of the glass. This is the effect of luminescence on the back of the glass, which is supposed to emit the luminescence radiation, can only be seen faintly. The aforementioned U.S. Patent 3,300,670 and U.S. Application 486 197 (French patent specification 1 498 645) therefore suggest that crystals should only be deposited on the surface of the glass. Here is that In the interior of the glass there is only one substrate on which the layer or layers of the precipitated Crystals rests more or less firmly.
Ziel dieser Erfindung sind homogene, durchscheinende Gläser, die bei Anregung mit geeigneter kurzwelliger Strahlung eine Fluoreszenz im sichtbaren Teil des Spektrums /eigen. Diese Gläser sollen durchscheinend, nicht durchsichtig sein und nur noch eine relativ geringe Durchlässigkeit für die Anrcgungswcllenlängc besitzen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es. homogene, durchscheinende Gläser mit den obenccnaii.in,n Fluor^.Tcnzciecnschaftcn im Sichtbaren zu schaffen, welche unter technologisch bekannten, einfachen Bedingungen in Form von Rohren und Flachglas kontinuierlich gezogen werden können. Dadurch ergibt sich eine wesentliche Erleich- »erung bei der Herstellung von z. B. Leuchtstoffröhren oder Leuchtstoffschirmen gegenüber der oben beschriebenen, bisher üblichen Fertigungsmethode. Die das Fluoreszenzlicht emittierenden Phosphore müssen nicht mehr nachträglich auf das Glas aufgebracht werden, sondern sind schon bei der Formgebung der Gläser im Glas enthalten.The aim of this invention is homogeneous, translucent Glasses which, when excited by suitable short-wave radiation, emit fluorescence in the visible Part of the spectrum / own. These glasses should be translucent, not transparent and only a relatively low permeability for the excitation shaft length own. It is another object of the invention. homogeneous, translucent glasses with the above-mentioned fluorine, tcnzcienschaftcn im To create visible, which under technologically known, simple conditions in the form of Tubes and flat glass can be drawn continuously. This results in an essential »Eration in the production of z. B. fluorescent tubes or fluorescent screens compared to the one described above, up to now common manufacturing method. The phosphors that emit the fluorescent light must can no longer be applied to the glass afterwards, but are already in the process of shaping of the glasses contained in the glass.
Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Gläsern, die außer den obengenannten Eigenschaften einen hohen Grad von diffuser Lichtdurchlässigkeit besitzen.The object of the invention is a method for the production of glasses, which in addition to the above Properties have a high degree of diffuse light transmission.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Schirmes oder Rohres mit lumineszierenden Phosphoren, welcher verbesserte Eigenschaften besitzt.Another object of the invention is a method of manufacturing an umbrella or tube with luminescent phosphors, which has improved properties.
Fin weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung von Glaskörpern oder Artikeln mit lumineszierenden Eigenschaften, welche besonders verbesserte physikalische Eigenschaften einschließlich höherer mechanischer Festigkeit und K-atzfestigkeit sowie besseren Wärmewiderstand im Vergleich zu den bekannten lumineszierenden Schirmen besitzen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung eines Glaskörpers, der, wenn er mit geeigneten elektromagnetischen Strahlungen beleuchtet wird, andere elektromagnetische Strahlung mit längerer Wellenlänge aussendet.Another object of the present invention is to manufacture glass articles or articles with luminescent properties, which including particularly improved physical properties higher mechanical strength and scratch resistance as well as better thermal resistance compared to have the well-known luminescent screens. Another object of the invention is manufacture a glass body which, when illuminated with suitable electromagnetic radiation, emits other electromagnetic radiation with a longer wavelength.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung eines Glasschirmes oder -rohres, welcher bzw. welches Lumineszenz zeigt, wenn er einer anregenden Strahlung ausgesetzt wird. Ebenfalls eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Glas und einen Glasschirm mit Kathodenlumineszenz herzustellen, der, wenn er auf mindestens einer Oberfläche mit einer anregenden gebündelten Strahlung angestrahlt wird, auf der gegenüberliegenden, nicht beleuchteten Seite ein klar sichtbares Lumineszenzbild dieser Anregungsstrahlung zeigt.Another object of the present invention is the production of a glass screen or tube, which shows luminescence when exposed to stimulating radiation. Also one Another object of the invention is to produce a glass and a glass screen with cathode luminescence, the when he is on at least one surface with a stimulating bundled radiation is illuminated, a clearly visible luminescence image on the opposite, non-illuminated side this excitation radiation shows.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein lumineszierendes Glas herzustellen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß in ihm Entmischungsbereiche innerhalb einer Grundglasmatrix existieren, die zusammensetzungsmäßig annähernd der Zusammensetzung bekannter kristalliner Phosphore entsprechen, wobei diese röntgenamorphen Entmischungsbereiche Lumineszenzeigenschaften besitzen.Another object of the invention is to produce a luminescent glass which thereby is characterized in that segregation areas exist in it within a basic glass matrix which, in terms of composition approximately correspond to the composition of known crystalline phosphors, these X-ray amorphous segregation areas Possess luminescent properties.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Material mit verbesserten lumineszierenden Eigenschaften.Another object of the invention is a material with improved luminescent properties.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung eines verbesserten lumineszierenden Materials, welches in einer Glasmatrix lumineszierende, röntgenamorphe Entmischungsbereiche enthält, die in situ innerhalb des Glases erzeugt werden.Another object of the invention is to produce an improved luminescent material, which contains luminescent, X-ray amorphous segregation areas in a glass matrix, which in situ can be generated within the glass.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung eines neuen und wirksamen Phosphors, der durch die Entmischung eines glasigen Materials entsteht.Another object of the present invention is to produce a new and effective one Phosphorus, which is created by the segregation of a glassy material.
Ein besonderes Kennzeichen der erfindungsgemäßen Gläser ist es, daß die Kristallisation von Phosphoren bewußt vermieden wird. Auf diese Weise werden Ad-A special characteristic of the glasses according to the invention is that the crystallization of phosphors is consciously avoided. In this way, ad-
h? sorptionserscheinungen des lumineszierenden Lichtes durch abgeschiedene Kristalle vermieden.H? Sorption phenomena of luminescent light avoided by deposited crystals.
Ein weiteres Kennzeichen der beschriebenen Gläser ist es. daß die Bereiche, welche die LumineszenzIt is another characteristic of the glasses described. that the areas which the luminescence
bewirken, durch einen Entmischungsprozeß entstehen und in der Zusammensetzung bekannten kristallinen Phosphoren annähernd entsprechen. Diese glasigen Bereiche., als tröpfchenförmige Entmischungen in einer Grundglasmatrix eingebettet, zeigen trotzdem echte Lumineszenz.cause, arise through a segregation process and approximately correspond in composition to known crystalline phosphors. These glassy ones Regions., Embedded as droplet-shaped segregation in a basic glass matrix, show anyway real luminescence.
Ein weiteres Kennzeichen der beschriebenen Gläser ist es, daß sie mehr oder weniger stark durchscheinend, jedoch nicht durchsichtig sind.Another characteristic of the glasses described is that they are more or less translucent, but are not transparent.
Ein weiteres Kennzeichen der erfindungsgemäßen Gläser besteht darin, daß sie auf Grund ihrer Viskositätseigenschaften ohne große technologische Schwierigkeiten in Form von Rohr- oder Flachglas hergestellt werden.Another characteristic of the glasses according to the invention is that they owing to their viscosity properties can be produced in the form of tubular or flat glass without major technological difficulties.
Es wurde gefunden, daß die in neuester Zeit bekanntgewordenen Zusammenhänge über die Entmischungstendenzen in SiJicat- und Borosilicatgläsern genutzt werden können zur Erzeugung von Fluoreszenzeigenschaften in Gläsern, die wie die Silicat- und Borosilicatgläser an sich keine lumineszierendcn Eigenschaften besitzen.It has been found that the relationships that have recently become known about the tendency to segregate in SiJicat and borosilicate glasses are used can be used to produce fluorescent properties in glasses, such as the silicate and Borosilicate glasses per se have no luminescent properties own.
Zur Erläuterung der Entmischung und der Entmischungsneigung in Gläsern soll auf die Theorie der Phasentrennung im Glas in diesem Rahmen etwas näher eingegangen werden. Die Entmischung von Schmelzen in flüssige Phasen ist häufig zu beobachten, auch Glasschmelzen zeigen oft diese Tendenz. Schmelztechnisch ist bei Gläsern die Temperatur, bei der eine vollständige Mischbarkejt eintritt, bei der sich also die Mischungslücke schließt, meist gut zu erreichen. Auch oberhalb der kritischen Entmischungstemperatur kann jedoch in der Schmelze eine Entmischungsneigung festgestellt werden. Diese Entmischungsneigung äußert sich in einer Aggregation der Teilchen, durch welche die bei tieferen Temperaturen einsetzende Entmischung angedeutet wird. In diesem Temperaturbereich sind also die Schwankungen der chemischen Zusammensetzung größer, als es den statistischen Schwankungen entspricht. Man kann in diesem Stadium in keinem Fall von einer Kristallisation sprechen. Diese hier genannte Entmischungsneigung und die dadurch bewirkte Aggregation von Teilchen wird in der vorliegenden Erfindung genutzt. Bei Temperaturerhöhungen werden die Schwankungen immer geringer. Solange keine speziellen Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Komponenten bestehen, kann von einer latenten Entmischungsneigung gesprochen werden. To explain the segregation and the tendency to segregate in glasses, refer to the theory the phase separation in the glass will be discussed in more detail in this context. The segregation of Melting into liquid phases can often be observed, and glass melts also often show this tendency. In terms of melting technology, the temperature at which a complete miscibility occurs, at which the miscibility gap closes, usually easy to achieve. However, a tendency to segregate in the melt can also be determined above the critical segregation temperature. This tendency to segregate manifests itself in an aggregation of the particles, through which the onset at lower temperatures Segregation is indicated. In this temperature range are the fluctuations of the chemical Composition larger than it corresponds to the statistical fluctuations. One can in this Stage in no case can we speak of crystallization. This tendency to segregate mentioned here and the aggregation of particles caused thereby is used in the present invention. at As the temperature increases, the fluctuations become smaller and smaller. As long as there are no special interactions exist between the various components, one can speak of a latent tendency to separate.
Eine weitere beobachtete Erscheinung besteht darin, daß eine Schmelze oberhalb der Schmelztemperatur homogen ist. bei weiterer Abkühlung aber entmischt, ohne daß vorher eine Kristallisation eintritt. Bleibt in bestimmten Fällen die Kristallisation aus. so können sich also E.ntmischungsneigung oder in manchen Fällen sogar Entmischungen besonders deutlich als tröpfchenformige Phasentrennungen auswirken und bemerkbar machen. Wegen der hohen Zähigkeit aller Vorgänge bei der Abkühlung von Gläsern wird ein kristallisalionsprozeß unterdrückt. I läufig zeigen dann auf Ra um temperatur abgekühlte Gläser eine vollständige Phasentrennung (beispielsweise Hntmischung in zwei Phasen).Another phenomenon observed is that a melt is above the melting temperature is homogeneous. but segregated on further cooling without crystallization occurring beforehand. Remains in certain cases the crystallization from. So there can be a tendency to segregate or in some In cases, even segregation has a particularly clear effect as droplet-like phase separations and to make noticable. Because of the high toughness of all Processes during the cooling of glasses, a crystallization process is suppressed. I show in heat then a complete glass cooled down to room temperature Phase separation (for example, mixing in two phases).
Zahlreiche Untersuchungen beschäftigten sich mit der wirklichen Homogenität abgekühlter Gläser. An Siliciit- und Borosilicatgläsern sind verschiedene elektroncnmikroskopischc Untersuchungen über die Homogenität des Glases bzw. den Grad der Entmischung oder Phasentrcnnung vorgenommen worden. Bei der Lösung der dieser Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wurde gefunden, daß es durch geeignete Glaszusammensetzungen möglich ist, mit Hilfe der Phasentrennung durchscheinende Gläser, die nicht mehr durchsichtig sind, zu schallen, wobei die Stoffe, welche die lumineszierenden Eigenschaften des Glases bewirken, in den Entmischungsbereichen konzentriert sind. Die Entmischungsneigung bewirkt dabei eine Phasentrennung, wobei sich die Stoffe, welche dieNumerous investigations dealt with the real homogeneity of cooled glasses. On Silicon and borosilicate glasses are different by electron microscopy Investigations into the homogeneity of the glass and the degree of segregation or phase separation have been carried out. at The solution to the problem underlying this invention has been found that it can be achieved by suitable Glass compositions is possible with the help of phase separation translucent glasses that are not are more transparent to sound, with the substances that have the luminescent properties of the glass effect, are concentrated in the segregation areas. The tendency to segregate causes a Phase separation, whereby the substances that make up the
ίο Lumineszenz hervorrufen, in einer Phase anreichern und nach dem Abkühlungsprozeß des Glases in den zum Teil tröpfchenförmigen Ausscheidungen der zweiten Phase lokalisiert sind. Diese zweite Phase ist röntgenamorph. Mit dem Elektronenmikroskop lassen sich innerhalb dieser zweiten Phase bei einigen der beschriebenen Gläser an wenigen Stellen kubische Elektronenbeugungsbilder erzeugen, doch ist ihr Anteil innerhalb dieser Phase geringfügig. Zwei Gläser gleicher Zusammensetzung und gleichen Entmischungsgrades, von denen das eine vollkommen frei war von solchen Bereichen in der Entmischungsphase, welche noch lElektronenbeugungsbilder erlauben, das andere einige solcher Bereiche enthielt, zeigten keinerlei Unterschied im Fluoreszenzverhalten. Diese genannten Bereiche,,aus denen sich noch Beugungsbilder gewinnen lassen, haben also keinen besonderen Einfluß auf das Fluoreszenzverhalten.ίο cause luminescence, enrich in one phase and after the cooling process of the glass in the partly droplet-shaped precipitations of the second Phase are localized. This second phase is X-ray amorphous. Let with the electron microscope within this second phase, some of the glasses described become cubic in a few places Generate electron diffraction images, but their contribution is insignificant within this phase. Two glasses the same composition and the same degree of segregation, one of which is completely free was of those areas in the separation phase which still allow electron diffraction images others containing some such areas showed no difference in fluorescence behavior. These mentioned Areas from which diffraction images can still be obtained therefore have no particular influence on the fluorescence behavior.
Es wurde weiter gefunden, daß sich die in neuerer Zeit bekanntgewordenen, besonders günstigen kristallinen Calziumhalophosphat-Phosphore in den obengenannten Silicat- und Borosilicatgrundgläsern als Entmischungsphase ausscheiden lassen oder zumindest in einer Entmischungsphase besonders stark anreichern lassen, wobei sie im röntgenographischen Sinn in nicht kristalliner Form vorliegen.It has also been found that the particularly cheap crystalline ones that have recently become known Calcium halophosphate phosphors in the above-mentioned silicate and borosilicate base glasses as Let the segregation phase separate or at least enrich it particularly strongly in a segregation phase leave, where they are present in the radiographic sense in non-crystalline form.
Durch geeignete Zugaben von CaCO3, P2O5, CaF2, MnO2 sowie ausreichenden Mengen an Chlor in Form von NaCl, und durch Dotierungen mit Mangan, Antimon und Cer zu Silicat- oder Borosilicatgrundgläsern lassen sich lumineszierende, durchscheinende Gläser mit Lumineszenzfarben von Hellblau über Weiß, Rosa, Gelb, Orange bis Rötlich, je nach relativer Konzentration der Halogene, Sensibilisatoren und Aktivatoren, im Gtos erzeugen.With suitable additions of CaCO 3 , P 2 O 5 , CaF 2 , MnO 2 and sufficient amounts of chlorine in the form of NaCl, and doping with manganese, antimony and cerium to silicate or borosilicate base glasses, luminescent, translucent glasses with luminescent colors of Create light blue through white, pink, yellow, orange to reddish, depending on the relative concentration of halogens, sensitizers and activators in the Gtos.
Es wurde weiterhin gefunden, daß die Calziumhalophosphatzugabe den durchscheinenden Charakter der Glaser fördert. Es ergeben sich milchigweiße, gut getrübte Gläser mit unterschiedlichstem Phasentrennungsvermögen und Trübungsgrad. Es wurde gefunden, daß das Verhältnis der Konzentration von CaO zu P2O5 einen besonderen Einfluß auf den Trübungsgrad dieser Gläser hat und daß sich gut lumineszierende. durchscheinende Gläser schaffen las-It has also been found that the addition of calcium halophosphate promotes the translucent character of the glasses. The result is milky-white, well-opacified glasses with the most varied of phase separation capacities and degrees of opacity. It has been found that the ratio of the concentration of CaO to P 2 O 5 has a particular influence on the degree of opacity of these glasses and that they are well luminescent. translucent glasses create translucent
sen, wenn das Verhältnis ρ η "m Bereich von 0,8sen when the ratio ρ η " m range of 0.8
bis 4.9 liegt.up to 4.9.
Die Tabelle I gibt eine Ubersicht über verschiedene Schmelzbeispiele.Table I gives an overview of various Examples of melting.
()0 Die in Tabelle I aufgeführten Beispiele betreffen verschiedene Silicat- und Borosilicatgläser unterschiedlichster GrundgL:.zusammensetzung. denen ein Gehalt an CaC). P2O5 und unter Umständen an Sensibilisatoren, wie MnO,. Sb2O, sowie in zwei( ) 0 The examples listed in Table I relate to various silicate and borosilicate glasses of various basic types: composition. which contain CaC). P 2 O 5 and possibly sensitizers such as MnO ,. Sb 2 O, as well as in two
(,s Fällen auch Ceroxid gemeinsam ist. Alle diese GÜiscr der Tabelle 1 ergeben nach einem normalen Schmclzprozeß. einer normalen Verformung und einer daran anschließenden Kühlung zur Erzielung eines snan-(, S cases cerium oxide is also common. All these GÜiscr Table 1 give a snan- after a normal Schmclzprozeß. A normal deformation and a subsequent cooling in order to achieve
nungsfrcien Glases mehr oder weniger stark getrübte Gläser, welche alle Phasentrennung zeigen. Elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigen tropfen- bzw. kugelförmige Entmischungsbezirke, die besonders mit Calziumoxid und P2O5 angereichert sind. Die Entmischungsbezirke dieser Phase sind alle röntgenamorph und zeigen unter dem Elektronenmikroskop nur selten kristalline kubische Beugungsbilder; die Entmischungen haben keinen nachteiligen Einfluß auf den Verformungsprozeß. Auch die Sensibilisatoren Manganoxid, Antimonoxid und Ceroxid sowie in gewissem Maße die Halogene sind in dieser Enlmischungsphase angereichert.Normally frcien glass more or less strongly opacified glasses, which all show phase separation. Electron microscopic examinations show drop-shaped or spherical segregation areas, which are particularly enriched with calcium oxide and P 2 O 5. The segregation areas of this phase are all X-ray amorphous and only rarely show crystalline cubic diffraction patterns under the electron microscope; the segregation has no adverse effect on the deformation process. The sensitizers manganese oxide, antimony oxide and cerium oxide and, to a certain extent, the halogens are also enriched in this mixing phase.
Je nach Konzentration der Sensibilisatoren reicht die Fluoreszenzfarbe von Hellblau über Weiß, Rosagclb, Orange bis Rötlich. Depending on the concentration of the sensitizers, the fluorescent color ranges from light blue to white, pink, orange and reddish.
SiO2 ...
B2O3 ...
Al2O3 ..
PbO ...
CaF2 ...
CaO ...
MgF2...
MgO ...
BaO....
SrO ....
ZnO ...
Na2O ..
NaCl ...
Na2SiF6
Κ,Ο ...
KCl ....
KHF2 ..
Li2O ...
LiF ....
P2O5 ...
MnO...
Sb, O3 ..
Ce"2O3 ..
ZrO2 ...SiO 2 ...
B 2 O 3 ...
Al 2 O 3 ..
PbO ...
CaF 2 ...
CaO ...
MgF 2 ...
MgO ...
BaO ....
SrO ....
ZnO ...
Na 2 O ..
NaCl ...
Na 2 SiF 6
Κ, Ο ...
KCl ....
KHF 2 ..
Li 2 O ...
LiF ....
P 2 O 5 ...
MnO ... Sb, O 3 ..
Ce " 2 O 3 ..
ZrO 2 ...
IllIll
68,84
13,03
1,00
2.00
0,80
1,5068.84
13.03
1.00
2.00
0.80
1.50
0.500.50
7,82
3,017.82
3.01
1,501.50
75,7075.70
13,6313.63
1,511.51
1,31
0,511.31
0.51
0,510.51
4,14
0,51 4.14
0.51
0,300.30
1,41
0.30
0,10
0.081.41
0.30
0.10
0.08
77,6077.60
10,3510.35
2,692.69
2,072.07
0,52 2,690.52 2.69
2,07 0,102.07 0.10
1,24 0,05 0,621.24 0.05 0.62
IVIV
65.61 4,9465.61 4.94
5,935.93
2,962.96
11.86 2,96 3,5611.86 2.96 3.56
1,98 0,10 1.98 0.10
0,10 Zusammensetzung Nr.0.10 Composition No.
v I vi I VIiv I vi I VIi
in Gewichtsprozentin percent by weight
68,72
0.49 —68.72
0.49 -
VIIIVIII
IXIX
XIXI
Tabelle 1 enthält auch einige Glaszusammensetzungen, welche einen Gehalt an Zinkoxid besitzen. Auch Zinkoxid ist in Kombination mit Schwefel als ein Phosphor bekannt. In den Glaszusammensetzungen der Tabelle 1, welche Zinkoxid enthalten, scheint jedoch das Zinkoxid keinen primären Einfluß auf das Fluoreszenzverhalten zu besitzen. Es wird angenommen, daß das Zinkoxid sich als neutraler Glasbildner im Grundglas verhält. Wie weit das Zinkoxid daneben als zusätzlicher Sensibilisator wirkt, läßt sich nicht einwandfrei klären. In der Entmischungsphase konnte kein übermäßiger Anteil an Zinkoxid im Vergleich zur Pauschalzusammensetzung des Glases nachgewiesen werden.Table 1 also contains some glass compositions containing zinc oxide. Zinc oxide is also known as a phosphor in combination with sulfur. In the glass compositions of Table 1, which contain zinc oxide, however, the zinc oxide does not appear to have any primary influence on the fluorescence behavior. It will assumed that the zinc oxide behaves as a neutral glass former in the base glass. How far that Zinc oxide also acts as an additional sensitizer, cannot be clarified properly. In the segregation phase there was no excessive proportion of Zinc oxide can be detected in comparison to the general composition of the glass.
Die beschriebenen Gläser benötigen keinen Keramisierungsprozeß, wie er bei der Glaskeramik benutzt wird. Sie sind ohne Keramisierung fluoreszierend. Es wurde gefunden, daß in geeignet zusammengesetzten Silicat- und Borosilicatgläsern, Phasentrennungen erzwungen werden können, die auf Gehalten an CaO und P2O5 basieren, wobei durch Dotierung des Glases mit Halogenen und Sensibilisatoren, wieThe glasses described do not require a ceramization process as is used in glass ceramics. They are fluorescent without ceramization. It has been found that in suitably composed silicate and borosilicate glasses, phase separations based on the contents of CaO and P 2 O 5 can be enforced, whereby by doping the glass with halogens and sensitizers, such as
beispielsweise Mangan, Antimon und Cer, in den tröpfchenförmigen Ausscheidungen im Glas Zusammensetzungen erzwungen werden können, die den an sich bekannten kristallinen Phosphoren entsprechen:For example, manganese, antimony and cerium, in the droplet-shaped precipitates in the glass compositions can be forced that the known crystalline phosphors correspond to:
Ca3(PO4J2CaF2(Mn, Sb) Ca3(PQO2CaF2CaCl2(Mn, Sb) Ca3(PO4J2(Mn, Ce)Ca 3 (PO 4 J 2 CaF 2 (Mn, Sb) Ca 3 (PQO 2 CaF 2 CaCl 2 (Mn, Sb) Ca 3 (PO 4 J 2 (Mn, Ce)
Im Gegensatz zu diesen an sich bekannten kristallinen Phosphoren zeigen die Entmischungsbezirke im Glas in röntgenographischem Sinn jedoch niemals kristallinen Charakter. Die FluoreszenzfarbenIn contrast to these crystalline phosphors, which are known per se, however, the areas of segregation in the glass show in a radiographic sense never crystalline character. The fluorescent colors des Glases entsprechen aber je nach relativer Konzentration der Halogene und Sensibilisatoren annähernd den Emissionsfarben der kristallinen Phosphore.of the glass correspond approximately to the emission colors of the crystalline phosphors, depending on the relative concentration of the halogens and sensitizers.
Borosilicatgrundglas, in dem eine Phasentrennung durch Gehalte an Kalziumoxid und P2O5 erzwungen wurde, in entsprechender Weise wie die kristallinen Phosphore auf Calziumhalophosphatbasis durch Zu-Borosilicate base glass, in which a phase separation was forced by the contents of calcium oxide and P 2 O 5 , in the same way as the crystalline phosphors based on calcium halophosphate by adding
209637/303·209637/303
abe bestimmter Metalle als Sensibilisatoren in ihrer imissionsfarbe variiert werden kann. In Tabelle 2 ind ein Silicat- und ein Borosilicatglas bei sonst :onstanter Zusammensetzung mit den Sensibilisatoren Blei, Tellur, C'er, Thorium, Zinn und Wollram dotiert worden. Es ergaben sich unterschiedliche Farbtöne des Fluoreszenzlichtes, die alle im Bereich zwischen 520 und 630 mn lagen.but certain metals act as sensitizers in their immission color can be varied. In Table 2, a silicate and a borosilicate glass are shown with otherwise : constant composition with the sensitizers lead, tellurium, cerium, thorium, tin and woolen been endowed. There were different colors of the fluorescent light, all in the area between 520 and 630 mn.
SiO2..
B2O3 .
Al2O3
CaF2 .
CaO .
MgO.
K2O .
KCl..
KHF2
Na2O
Li2O .
P2O5-
PbO .
TeO2 .
Ce2O3
ThO2.
SnO2 .
WO3 .
MnO2
Sb2O3 SiO 2 ..
B 2 O 3 .
Al 2 O 3
CaF 2 .
CaO.
MgO.
K 2 O.
KCl ..
KHF 2
Na 2 O
Li 2 O.
P 2 O 5 -
PbO .
TeO 2 .
Ce 2 O 3
ThO 2 .
SnO 2 .
WHERE 3 .
MnO 2
Sb 2 O 3
Xl!Xl!
XIIIXIII
XIVXIV
68,41
12,95
1,00
0,80
1,49
0,50
7,77
2,99
0,80
1,00 68.41
12.95
1.00
0.80
1.49
0.50
7.77
2.99
0.80
1.00
1,49
0,30
0,10
0,02 1.49
0.30
0.10
0.02
0,20
0,200.20
0.20
Ziisiiinnicnsci/iing Nr.Ziisiiinnicnsci / iing No.
XV I XVIXV I XVI
in Gewichtsprozentin percent by weight
68,09
12,8868.09
12.88
0,990.99
0,790.79
1,491.49
0,500.50
7,737.73
2,972.97
0,790.79
0,990.99
1,491.49
0,500.50
0,40
0,20
0,200.40
0.20
0.20
65,7665.76
0,51 8,09 2,020.51 8.09 2.02
7,08 4,05 7,69 1,01 3,647.08 4.05 7.69 1.01 3.64
0,100.10
0,050.05
XVlIXVlI
65,1065.10
0,50 8,01 2,000.50 8.01 2.00
7,01 4,01 7,61 1,00 3,61 0,50 0,20 0,047.01 4.01 7.61 1.00 3.61 0.50 0.20 0.04
0,20 0,200.20 0.20
XVlIlXVlIl
65,3965.39
0,50 8,05 2.010.50 8.05 2.01
7,04 4,02 7,65 1,01 3,627.04 4.02 7.65 1.01 3.62
0,300.30
0,400.40
XlXXlX
65,7665.76
0,51 8,09 2,02 0.51 8.09 2.02
7,08 4,05 7,69 1,01 3,64 0,10 7.08 4.05 7.69 1.01 3.64 0.10
0,050.05
Einen erheblichen Einfluß auf den Farbton des Fluoreszenzlichtes hat auch der Gehalt an verschiedenen Halogenen in der Glaszusammensetzung. Außer den in den Tabellen 1 und 2 angegebenen Zusammensetzungen, bei denen nur Chlor und Fluor verwendet worden sind, wurden auch Gläser erfindungsgemäß erschmolzen, die neben Chlor und Fluor auch Brom und Jod enthielten.The content of various halogens in the glass composition also has a considerable influence on the color of the fluorescent light. Except the compositions given in Tables 1 and 2, in which only chlorine and fluorine have been used, glasses were also melted according to the invention, as well as chlorine and fluorine Contained bromine and iodine.
SiO2 SiO 2
B2O3 B 2 O 3
Al2O3 Al 2 O 3
CaO CaO
MgO MgO
K2O K 2 O
Na2O Na 2 O
Li,O Li, O
P2O5 P 2 O 5
PbO PbO
Mn2O3 Mn 2 O 3
Sb2O3 Sb 2 O 3
KHF2 KHF 2
KCl KCl
KBr KBr
KJ KJ
XXXX
69,11 13,08 1.01 2,01 0,50 7,85 1,0169.11 13.08 1.01 2.01 0.50 7.85 1.01
1,61 0,40 0,20 0,20 3,021.61 0.40 0.20 0.20 3.02
XXlXXl
69,46 13,14 1,01 2,02 0,51 6,89 1,0169.46 13.14 1.01 2.02 0.51 6.89 1.01
1,62 0,40 0,20 0,20 1,00 2,531.62 0.40 0.20 0.20 1.00 2.53
XXII XXIIl XXIVXXII XXIIl XXIV
68,43 12,95 1,00 1,99 0,50 6,77 1,0068.43 12.95 1.00 1.99 0.50 6.77 1.00
1,59 0,40 ■ 0,20 0,20 1,001.59 0.40 ■ 0.20 0.20 1.00
3,983.98
68,43 12,95 1,00 1,99 0,50 6,77 1,0068.43 12.95 1.00 1.99 0.50 6.77 1.00
1,59 0,40 0,20 0,20 1,001.59 0.40 0.20 0.20 1.00
3,98 Zusammensetzung Nr. 3.98 Composition No.
XXV I xxvi I xxvii | xxvm | xxix | xxx | χχχι in GewichtsprozentXXV I xxvi I xxvii | xxvm | xxix | xxx | χχχι in percent by weight
67,42 12,76 0,98 1,96 0,49 7,65 0,9867.42 12.76 0.98 1.96 0.49 7.65 0.98
1,57 0,39 0,20 0,20 2,941.57 0.39 0.20 0.20 2.94 67,75 12,82 0,99 1,97 0,49 7,19 0,9967.75 12.82 0.99 1.97 0.49 7.19 0.99
1.58 0,39 0,20 0,20 0,50 2,47 2,47 2,45 -1.58 0.39 0.20 0.20 0.50 2.47 2.47 2.45 -
69,68 13,18 1,01 2,03 0,51 7,91 1,0169.68 13.18 1.01 2.03 0.51 7.91 1.01
1,62 0,41 0,20 0,20 1,01 1,011.62 0.41 0.20 0.20 1.01 1.01
0,200.20
68,15 12,90 0,99 1,98 0,50 7,74 0,9968.15 12.90 0.99 1.98 0.50 7.74 0.99
1,59 0,40 0,20 0,20 1,98 1,98 1.59 0.40 0.20 0.20 1.98 1.98
0,400.40
65,30 12,36 0,95 1,90 0,48 7,41 0.9565.30 12.36 0.95 1.90 0.48 7.41 0.95
1,52 038 0,19 0,19 3,80 3,801.52 038 0.19 0.19 3.80 3.80
0,760.76
67,2567.25
0,52 8,020.52 8.02
6,54 7,86 1,03 6.54 7.86 1.03
3,723.72
0,19 0,23 0,50 0.19 0.23 0.50
4,144.14
66,2266.22
0,51 7,900.51 7.90
6,93 7,74 1,02 3,676.93 7.74 1.02 3.67
.0,18 0,22 3,06.0.18 0.22 3.06
2,552.55
66,5666.56
0,18 0,23 1,00 2,56 2,560.18 0.23 1.00 2.56 2.56
Die Zusammensetzungen zweier ausgewählter SiIicat- und Boratgläser der Tabelle 3 zeigen, daß eine Veränderung des Fluoreszenzlichtes durch Zugabe verschiedener Halogene bei Gläsern mit Entmischungsbezirken, deren pauschale Zusammensetzung annähernd einer Calznim'nalnphosphat-Zusammensetzung ähnelt, möglich ist. Besonders die Zugabe von Brom und Jod bewirkt günstige Fluoreszenzeigenschaften. The compositions of two selected SiIicat and borate glasses in Table 3 show that one Change of the fluorescent light by adding different halogens to glasses with segregation areas, whose overall composition approximates a calcium phosphate composition resembles, is possible. The addition of bromine and iodine in particular causes favorable fluorescence properties.
Es wurde weiter gefunden, daß auch Borosilicatgläser mit relativ niedrigen Kieselsäuregehalten und sogar kieselsäurefreie Gläser, wie sie in der Tabelle 4 in Form einiger, die Erfindung nicht einschränkender ausgewählter Beispiele zusammengefaßt sind, in durchsichtiger Form geschaffen werden können und gute Lumineszenzeigenschaften besitzen.It was also found that borosilicate glasses with relatively low silica contents and even silica-free glasses, as shown in Table 4 in the form of a few, not restricting the invention Selected examples are summarized, can be created in transparent form and are good Possess luminescent properties.
Zusammensetzung Nr.Composition No.
XXXlI I XXXIII I XXXIV
in Gewichtsprozent XXXlI I XXXIII I XXXIV
in percent by weight
Al2O3 Al 2 O 3
MgO MgO
CaO CaO
PbO PbO
ZrO2 ZrO 2
NaCl NaCl
KBr KBr
KJ KJ
P2O5 P 2 O 5
AlF3 AlF 3
BaO BaO
NaF NaF
MnO2 MnO 2
SB2O3 SB 2 O 3
Diese Gläser besitzen jedoch kein so günstiges Viskositätsverhalten wie die in den Tabellen 1 bis 3 aufgeführten Beispiele. Sie sind deshalb nicht in gleicher Weise zum kontinuierlichen Ziehen von Rohrund Flachglas geeignet Im Prinzip zeigen sie jedoch grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die lumineszierenden, durchscheinenden Borosilicat- oder SiIicatgläser der Beispiele in den Tabellen 1 bis 3. Danach muß ein lumineszierendes, durchscheinendes Glas, welches keine in röntgenographischem Sinn kristallinen Phosphore enthält, aufgebaut sein aus einem Grundglas mit mehr oder weniger großer Entmischungsneigung, enthaltend eine Entmischungsphase, die mehr oder weniger identisch ist mit der Phosphorzusammensetzung, enthaltend den Grundbaustoff des Phosphors, z. B. Calziumhalophosphat und ähnliches, welcher im röntgenographischem Sinn in nicht kristalliner Form in der Entmischungsphase nach der Glasherstellung vorliegt, Aktivatoren des Typs Sb2O3, MnO2, PbO usw. and erforderlichenfalls noch aus Sensibilisatoren des Typs Tellur, Ceroxid, Thorium, Zinn, Wolfram usw.However, these glasses do not have such a favorable viscosity behavior as the examples listed in Tables 1 to 3. They are therefore not equally suitable for continuous drawing of tube and flat glass. In principle, however, they have the same structure as the luminescent, translucent borosilicate or silicate glasses of the examples in Tables 1 to 3. Thereafter, a luminescent, translucent glass, which does not contain any crystalline phosphors in the radiographic sense, be composed of a base glass with a greater or lesser tendency to separate, containing a separation phase which is more or less identical to the phosphorus composition containing the basic building material of phosphorus, e.g. B. calcium halophosphate and the like, which in the radiographic sense is in non-crystalline form in the demixing phase after glass production, activators of the type Sb 2 O 3 , MnO 2 , PbO etc. and if necessary also from sensitizers of the tellurium, cerium oxide, thorium, tin type , Tungsten, etc.
Die Herstellung solcher lumineszierender, durchscheinender Gläser kann wie folgt vorgenommen werden: (Dabei sind einige der in den Tabellen 1 bis 4 genannten Zusammensetzungsbeispiele ausgewählt, die in bezug auf ihre Herstellung möglichst große Unterschiede aufweisen. Diese Beispiele sollen die Erfindung jedoch nicht einschränken).Making such luminescent, translucent Glasses can be made as follows: (Some of the items listed in Tables 1 to 4 mentioned composition examples selected with respect to their production as possible show great differences. However, these examples are not intended to limit the invention).
Es werden zu einem Gemenge in Gewichtsteilen vermischt:The following are mixed into a mixture in parts by weight:
260,47 g eisenfreier Sand,260.47 g iron-free sand,
3,01 g Tonerdehydrat,3.01 g alumina hydrate,
55,70 g Calciumkarbonat,55.70 g calcium carbonate,
4,00 g Calciumfluorid,4.00 g calcium fluoride,
40,00 g Pottasche,40.00 g potash,
16,00 g Kaliumbromid,16.00 g potassium bromide,
52,23 g Soda,52.23 g soda,
9,90 g Lithiumkarbonat,9.90 g lithium carbonate,
14,40 g Phosphorpen!oxid,14.40 g phosphorus penoxide,
0,78 g Manganoxid,0.78 g manganese oxide,
0,88 g Antimonoxid.0.88 g of antimony oxide.
Nach gutem Mischen wird dieses Gemenge bei 1480° C in einen Platintiegel eingelegt, aufgeschmolzen, Stunde bei 1495°C geläutert, auf 138O°C abgekühlt, anschließend 15 Minuten bei 1380 bis 14300C gerührt, in eine Metallform gegossen, in einem Elektroofen Stunden bei 695°C getempert und dann mit einer Kühlgeschwindigkeit von 40°C/Std. von 695°C auf Raumtemperatur abgekühlt. Das durchscheinende Glas zeigt bei Anregung mit einer Quecksilber-Spektrallampe Lumineszenz.After mixing this mixture is placed at 1480 ° C in a platinum crucible, melted, refined hour at 1495 ° C, cooled to 138O ° C, then stirred for 15 minutes at 1380-1430 0 C, poured into a metal mold in an electric furnace hours annealed at 695 ° C and then at a cooling rate of 40 ° C / hour. cooled from 695 ° C to room temperature. The translucent glass shows luminescence when excited with a mercury spectral lamp.
Aus folgenden Komponenten wird ein Gemenge ngewogen:A mixture is weighed from the following components:
eingewogenweighed in
275,29 g eisenfreier Sand,
92.11 g H3BO,275.29 g iron-free sand,
92.11 g H 3 BO,
6,02 g Tonerdehydrat,
14.38 g Calciumkarbonat,6.02 g alumina hydrate,
14.38 g calcium carbonate,
4.72 g Magnesiumkarbonat, 45.88 g Pottasche,
12,35 g Kaliumbifluorid,4.72 g magnesium carbonate, 45.88 g potash,
12.35 g potassium bifluoride,
6,87 g Soda,6.87 g soda,
6.4 g Phosphorpentoxid,6.4 g phosphorus pentoxide,
1,64 g Bleioxid.1.64 g lead oxide.
0.87 g Manganoxid,0.87 g manganese oxide,
0,80 g Antimonoxid.0.80 g of antimony oxide.
Nach guter Durchmischung wird das Gemenge be 14700C in einen Platintiegel eingelegt, bei gleichei Temperatur aufgeschmolzen und V2 Stunde bei 1500° C geläutert, auf 14500C abgekühlt, anschließend voi auf 1400° C in 15 Minuten unter Rühren gekühlt in eine Metallform gegossen und nach dem GuI mit einer Kühlgeschwindigkeit von 50°C/Std au Raumtemperatur abgekühlt Das gut getrübte, durch scheinende Glas zeigt bei Anregung mit einer Queck silber-Spektrallampe Lumineszenz.After thorough mixing, the mixture is BE 1470 0 C in a platinum crucible inserted, melted at gleichei temperature and purified V2 hour at 1500 ° C, cooled to 1450 0 C, then poured cooled voi at 1400 ° C in 15 minutes under stirring into a metal mold and cooled to room temperature after the GuI at a cooling rate of 50 ° C./hour. The well-clouded, translucent glass shows luminescence when excited with a mercury spectral lamp.
Die folgenden Komponenten werden zu einen Gemenge eingewogen:The following components are weighed into a batch:
180,32 g eisenfreier Sand,
141,71 g H3BO3,
18,05 g Tonerdehydrat180.32 g iron-free sand,
141.71 g H 3 BO 3 ,
18.05 g of alumina hydrate
4,16 g CaLriumfluorid,
20,13 g Calzhimkarbonat
23,53 g Pottasche,4.16 g calcium fluoride,
20.13 g of calcium carbonate
23.53 g potash,
13 ° 1413 ° 14
8,00 g KCl, Das Gemenge wird bei 1430"C in einem Sillimanit-8.00 g KCl, the mixture is at 1430 "C in a Sillimanit-
12,35 g Kaliumbifluorid, Tiegel eingeschmolzen. 2 Stunden bei 1470 C geläu-12.35 g potassium bifluoride, crucible melted down. Ran for 2 hours at 1470 C
6.40 g Phosphorpcntoxid, tcrt. auf 1280 C abstehen gelassen, danach in eine6.40 g phosphorus antoxide, tcrt. left to stand at 1280 C, then into a
20,47 g Bleioxid. Mctallform gegossen und mit einer Kühlgeschwindig·20.47 grams of lead oxide. Mctallform cast and with a cooling speed
32.1Og Zinkoxid. 5 keit von 70 C/Std. auf Raumtemperatur abgekühlt.32.10 g zinc oxide. 5 speed of 70 C / h. cooled to room temperature.
20.04 g Zirkonoxid, Das milchigweiße Glas zeigt bei Anregung mit einer20.04 g zirconium oxide, the milky white glass shows when excited with a
4.38 g Magncsiumfluorid. Quecksilber-Spektrallampe Lumineszenz.4.38 g of magncsium fluoride. Mercury spectral lamp luminescence.
Folgende Komponenten werden zu einem Ge- gekühlt. Das leicht getrübte Glas wird in einemThe following components are cooled to one. The slightly cloudy glass is in one
menge eingewogen: Elektroofen wieder auf 5600C erhitzt, bei dieseramount weighed: electric furnace heated again to 560 0 C, at this
„,u a4 μ, Rn Temperatur 6 Stunden getempert und anschließend", U a a4 μ, Rn temperature annealed for 6 hours and then
inn οι 8 τ Λ h Λ t mit einer Kühlgeschwindigkeit von 7°C/Std. aufinn οι 8 τ Λ h Λ t with a cooling speed of 7 ° C / hour. on
1S g MTgntiumkabonat, ■ * Raumtemperatur abgekühlt. Das jetzt stark getrübte1S g MTgntium carbonate, ■ * cooled to room temperature. The now heavily clouded
10,06 i Calziumkarbonat, Jlas zeigt be, Anregung m,t e.ner Quecks.lber-10.06 i calcium carbonate, Jlas shows be, excitation m, t e.ner Quecks.lber-
113 Bl i id Spektrallampe gute Lumineszenz.113 Bl i id spectral lamp good luminescence.
/cn" i<- I1!]* Je nach Gehalt des Grundelases an zur Entmischung/ cn "i <- I 1 !] * Depending on the content of the base gas for segregation
inn ο v^inmSnmiH neigender "hase tritt ein unterschiedlicher Grad derinn ο v ^ inmSnmiH inclining "hare occurs a different degree of
λ-m ν mmDr°mm' 20 Trübung im Glas nach der Fertigstellung auf. Durchλ-m ν mmDr ° mm '20 Turbidity in the glass after completion. Through
0,70 g Kaliumiodid, . & _ r., . ° _ · , , , ·.·0.70 g potassium iodide,. & _ r ., . ° _ ·,,, ·. ·
1,90 I Phosphorpentoxid, geeignete TemperaturTuhrung im Bereich der knti-1.90 l phosphorus pentoxide, suitable temperature control in the range of the
„m μ . · fi α sehen Entmischungstemperatur laßt sich die Trübung" M μ. · Fi α can be seen the demixing temperature, the turbidity
η if8 'Nainumnu°na' ' ein und derselben Glaszusammensetzung jedoch in η if 8 ' Nainumnu ° na ''one and the same glass composition but in
ns V1^nganox!^ Grenzen variieren. Mit dieser Variation der Trü-ns V 1 ^ nganox ! ^ limits vary. With this variation of the
u, ο g Aniinonoxia. ^ bungseigenschaflen ändert s,ch auch die Lumines-u, ο g Aniinonoxia. ^ bung properties change s , ch also the Lumines-
Dieses Gemenge wird nach guter Durchmischung zenzeigenschaft des Glases, da bei unterschiedlichemThis mixture becomes zenze property of the glass after thorough mixing, since with different
bei 1430c C in einen Platintiegel eingelegt, eingeschmol- Trübungsgrad, d.h. also unterschiedlicher Partikel-at 1430 c C placed in a platinum crucible, melted-in degree of opacity, i.e. different particle-
zen. bei 14500C 1 Stunde geläutert, auf 138O°C abste- anzahl und Partikelgröße der Entmischungsbereiche,Zen. purged for 1 hour at 1450 0 C to 138O ° C driving rain number and particle size of the Entmischungsbereiche,
hengelassen, bei 138O0C 15 Minuten gerührt, auf auch die Konzentration des lumineszierenden Phos-let in, stirred at 138O 0 C for 15 minutes, on the concentration of the luminescent phosphor
126O0C abgekühlt, bei 12600C in eine Metallform 30 phors geändert wird, solange Träger der Fluoreszenz126O 0 C cooled, at 1260 0 C in a metal form 30 phors is changed as long as the carrier of the fluorescence
gegossen und anschließend mit einer Kühlgeschwin- und Entmischungsphase einigermaßen übereinstim-poured and then more or less coincident with a cooling speed and demixing phase.
digkeit von 70° C/Std. von 515°C auf Raumtemperatur men.speed of 70 ° C / hour from 515 ° C to room temperature.
25492549
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