DE2006192C3 - Leuchtstoff aus Yttriumoxysulfat - Google Patents
Leuchtstoff aus YttriumoxysulfatInfo
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Description
entspricht, in der 0,002 <x< 0,20 ist.
2. Leuchtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß
0,006 < a· < 0,04
ist. is
3. Verwendung eines Leuchtstoffes nach den Ansprüchen 1 oder 2 für den Leuchtschirm einer
Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe.
20
Die Erfindung bezieht sich auf lumineszierendes Yttriumoxysulfat, das dreiwertiges Wismut als Aktivator
enthält. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung eines derartigen lumineszierenden
Yttriumoxysulfats für den Schirm einer Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe.
Das unaktivierte Yttriumoxysulfat (Y2SO6) ist aus der
Veröffentlichung von Pitha, Smith und Ward in ]. Amer. Chem. Soc, 69, 1870 (1947), bekannt. H a y η e s
und Brown beschreiben in einen Artikel in J. Elecitrochem. Soo, 115; 1060 (1968), die lumineszierenden
Eigenschaften von mit dreiwertigem Europium aktivierten Sulfaten, Oxysulfaten und Oxysulfiden
seltener Erden. Dabei stellt sich heraus, daß die mit Eu3+
aktivierten Oxysulfate von Lanthan und Gadolinium bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung eine rote Emission
aufweisen. In bezug auf Yttriumoxysulfat wird erwähnt, daß diese Verbindung nicht stabil ist, so daß sie nicht
hergestellt werden konnte. Lecoq de Boisbaudran erwähnt in »Comptes Rendus« (Paris), 103, 1064 (1886),
die lumineszierenden Eigenschaften des mit dreiwertigem Wismut aktivierten Yttriumsulfats (Y2(SO4J3). Auch
dieser Stoff weist eine Emission im roten Teil des Spektrumsauf.
Bei vielen photochemischen Vorgängen ist es erwünscht oder sogar notwendig, daß eine Strahlungsquelle
zur Verfügung steht, die Strahlung im Ultravioletteil des Spektrums aussendet. In Abhängigkeit von
der Art des photochemischen VDrgangs muß zum
Erhalten eines optimalen Verlaufs des betreffenden Vorgangs Strahlung mit Wellenlängen innerhalb eines
genau definierten Wellenlängenbereichs verwendet werden. Es ist bekannt, zu diesem Zweck eine
Gasentladungslampe in Verbindung mit einem geeigneten Leuchtstoff anzuwenden. Die Anzahl für derartige
Zwecke geeigneter Leuchtstoffe ist beschränkt.
Ein Leuchtstoff nach der Erfindung besteht aus einem
lumineszierenden Yttriumoxysulfat, das dreiwertiges Wismut als Aktivator enthält und der Formel
entspricht, in der
Y2-^BixSO6
0,002 <x< 0,20
Das mit Wismut aktivierte Yttriumoxysulfal läßt sich
gut mil kurzwelliger Ultraviolettstrahlung, z. B. mit der von einer Niederdruck-Quecksilberdampfentladung
ausgesandten Strahlung, anregen und weist dann eine Emission im Ultraviolettcil des Spektrums auf. Der
Strahlungsumwandlungsgrad ist hoch und der größte Teil der ausgesandten Energie besteht aus Strahlung mit
Wellenlängen zwischen 290 und 330 nm mit einem Maximum bei etwa 310 nm.
Infolge des hohen Wirkungsgrades und der günstigen Spektralverteilung der ausgesandten Strahlung kann ein
Leuchtstoff nach der Erfindung vorteilhaft in sogenannten Sonnenlampen oder Erythemlampen verwendet
werden. Bekanntlich ist die Erythemempfindlichkeit am größten für Strahlung mit Wellenlängen zwischen etwa
280 und 320 nm. Ferner ist ein Leuchtstoff nach der Erfindung besonders geeignet für photochemische
Aushärtung von Lacken und Bindemitteln. Für diese Anwendung ist nämlich Strahlung mit Wellenlängen
zwischen etwa 290 und 350 nm am geeignetsten.
Die Menge an dreiwertigem Wismut kann zwischen den vorerwähnten Grenzen variiert werden, wird aber
vorzugsweise zwischen 0,006 und 0,04 gewählt, weil dann die höchsten Strahlungsausbeuten erhalten werden,
wie nachstehend noch nachgewiesen wird.
Ein besonderer Vorteil der lumineszierendem Yttriumoxysulfate nach der Erfindung ist der, daß sie
sich leicht auf dem Träger eines Leuchtschirms für Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampen anbringen
lassen. Sie sind unempfindlich für Oxydation, was wichtig ist, weil sie beim Anbringen auf einem
Schirm oft während einiger Zeit in Luft auf erhöhte Temperatur gebracht werden. Ferner ist es vorteilhaft,
daß das Yttriumoxysulfat in Wasser nicht löslich ist. Es hat sich herausgestellt, daß das Yttriumoxysulfat nach
der Erfindung nach einer Behandlung, bei der es zu Wasser zugesetzt und nach etwa 20 Stunden wieder
getrocknet wird, die gleiche Strahlungsausbeute wie vor der Behandlung aufweist.
Bei Anregung mit Elektronen weist das mit Wismut aktivierte Yttriumoxysulfat nach der Erfindung die
gleiche Emission wie bei Anregung mit Ultraviolettstrahlungauf.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier Herstellungsbeispiele, einer Tabelle und einer Zeichnung
näher erläutert.
Beispiel 1
Zur Herstellung des Leuchtstoffes der Formel
Zur Herstellung des Leuchtstoffes der Formel
werden 22,80 g Y2Oa und 0,464 g Bi2O3 sorgfältig
gemischt. Dieses Gemisch wird in Schwefelsäure gelöst, wonach die Lösung trocken gedampft wird. Der auf
diese Weise erhaltene Rückstand wird während etwa 2 Stunden in Luft auf eine Temperatur von etwa 1000°G
erhitzt. Nach Abkühlung wird das erhaltene Erhitzungsprodukt gemahlea und gesiebt. Röntgenbeugungsanalysen
an dem Pulver haben ergeben, daß das Pulver die Struktur des Yttriumoxysulfats aufweist. Das Pulverdiagramm
von Y2SO6 ist aus dem Artikel von BaMestracci
undMareschal in Mat. Res. Bull., 2, 993 (1967), bekannt.
22,80 g Y2O3, 0,464 g Bi2O3 und 46,20 g (NH4J2SO4
werden gemischt. Dieses Gemisch wird langsam auf 10000C geheizt, wonach es auf dieser Temperatur
während etwa 2 Stunden in Luft erhitzt wird. Das abgekühlte Erhitzungsprodukt hat die Struktur von
Yttriumoxysulfat und entspricht der Formel
| Formel | r in % | q in % | r.s.a. |
| Yl.994Bi0.006SO6 | 40.5 | 60 | 36 |
| Yi,98Bio.o2SOe | 19 | 50 | 40,5 |
| Yi.%Bio,MS06 | 14 | 45 | 39 |
| Yi.94Bi0,06SO6 | 11 | 30 | 27 |
| Y1.9Bio.1SO6 | 9 | 25 | 23 |
| Y1.8Bio.2SOe | 6 | 20 | 19 |
In der Tabelle sind die Ergebnisse von Messungen an Leuchtstoffen nach der Erfindung zusammengefaßt, die
auf die im Beispiel 2 beschriebene Weise hergestellt sind. Die erste Spalte der Tabelle gibt die Formel des
Leuchtstoffes an. Sämtliche Messungen wurden bei Anregung mit Strahlung mit einer Wellenlänge von
254 nm durchgeführt. Die zweite Spalte gibt die Reflexion rder anregenden Strahlung in % an.
Die dritte Spalte der Tabelle gibt die Quantumausbeute q in % an. Die angegebenen Prozentsätze für q
stellen den Umwandlungsgrad der absorbierten anregenden Quanten dar. Um ein Maß für die Strahlungsausbeute
der Leuchtstoffe zu erhalten, muß die Quantumausbeute mit dem Absorptionsfaktor multipliziert
werden, der gleich 100 — r gesetzt wird. Die relative Stnihlungsuusbcutc (r. s. a.) wird dann aus der Gleichung
100 - r
Der auf diese Weise hergestellte Leuchtstoff weist bei Anregung mit Ultraviolettstrahlung die gleiche Strahlungsausbeute
wie der Stoff nach Beispiel 1 auf.
r. s. a. =
100
gefunden.
Die Werte für die relative Strahlungsausbeute sind in der vierten Spalte der Tabelle erwähnt. Es geht deutlich
hervor, daß die höchsten Ausbeuten bei Wismutgehalten zwischen 0,006 und 0,04 erhalten werden.
Es stellt sich heraus, daß für alle Stoffe aus der Tabelle das Maximum des Emissionsspektrums bei 310 nm liegt.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 schematisch eine Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe
mit einem Leuchtstoff nach der Erfindung und
F i g. 2 eine graphische Darstellung der Strahlungsintensität der Leuchtstoffe nach der Erfindung als
Funktion der Wellenlänge.
In Fig. 1 bezeichnet 1 die Wand einer Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe.
An den Enden der Lampe befinden sich Elektroden 2 und 3. Auf der Innenseite ist die z. B. aus Quarzglas bestehende Wand 1
mit einer Leuchtschicht 4 überzogen, die ein lumineszierendes Yttriumoxysulfat nach der Erfindung enthält.
Das Yttriumoxysulfat ist durch eines der üblichen Verfahren auf der Wand 1 angebracht.
In der graphischen Darstellung nach Fig.2 ist als
Abszisse die Wellenlänge λ in nm aufgetragen. Als Ordinate ist in beliebigen Einheiten die Strahlungsintensität
Fder lumineszierenden Yttriumoxysulfate nach der
Erfindung aufgetragen. Das Emissionsspektrum weist bei 310 nm ein Maximum auf und der größte Teil der
Emission erfolgt bei Wellenlängen zwischen 290 und 330 nm.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Leuchtstoff aus Yttriumoxysulfat, dadurch gekennzeichnet, daß das Yttriumoxysulfat
dreiwertiges Wismut als Aktivator enthält und der Formel
Y2 _»Bi«SOb
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL6903112 | 1969-02-28 | ||
| NL6903112A NL6903112A (de) | 1969-02-28 | 1969-02-28 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2006192A1 DE2006192A1 (de) | 1970-10-01 |
| DE2006192B2 DE2006192B2 (de) | 1977-01-27 |
| DE2006192C3 true DE2006192C3 (de) | 1977-09-15 |
Family
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