DE2039526A1 - Zinkmagnesiumsilicogermanat-Leuchtstoff - Google Patents

Description

Patentanwalt
4 Düsseldorf 1 ■ Schadowplatz 9

.Düsseldorf, 7. August 1970

•Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Zinkmagnesiumsilicogermanat-Leuchtstoff

,Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Leuchtstoffe aus Zinkmagnesiumsilicogermanat, das mit Mangan aktiviert ist.

Zinkorthosilikat- und Zinkorthogermanat-Leuchtstoffe, die jeweils durch verschiedene Zusatzstoffe aktiviert sind, sind bekannt. Allgemein gilt, daß die manganaktivierten Silikat- und Germanat-Leuchtstoffe eine Lichtausbeute haben, die unter der Einwirkung von UV-Strahlung, wie sie beispielsweise in einer Niederdruck-Quecksilberdampf -Entladungsanordnung wie einer Leuchtstofflampe auftritt, rasch abnimmt.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist daher die Schaffung von Leuchtstoffen, die bei UV-Einstrahlung eine bessere Leuchtintensität sowie nach ihrem Einbau in eine Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungsanordnung eine bessere Leuchtintensitätskonstanz als die vorerwähnten manganaktivierten Leuchtstoffe haben.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist daher ein Leuchtstoff erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die Formel (2-χ)ΖηΟ·χ MF₂«y GeO₂^zSiO₃: •wlfo, worin M Zink und/oder Magnesium ist, χ zwischen 0,1 und 0,6, y zwischen 0,2 und 0,8, ζ zwischen 0,15 und 0,85 und w zwischen 0,01 und 0,06 liegen und wobei das Atomverhältnis von Zink und

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ORIGINAL INSPECTED

_ 2 —

Magnesium zu Germanium plus Silicium die Größenordnung 2 hat, sowie

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einen Anteil von 4 χ 10 bis 3 χ 10 Grammatom Wismut pro Mol der Gesamtmenge Germaniumdioxid (GeO₉) plus Siliciumdioxid (SiO ) zusammen mit vorgegebenen Mengen an Blei und Arsen.

4 Vorzugsweise beträgt der Anteil an Wismut 8 χ 10 Grammatom pro Mol Germaniumdioxid plus Siliciumdioxid.

Zweckmäßigerweise macht der Anteil an Blei und Arsen 2 χ 10 bzw. 5 χ 10 Grammatom pro Mol Gesamtmenge Germaniumdioxid und Siliciumdioxid aus. Die besten Ergebnisse ließen sich ,jedoch mit Mengen von 4 χ 10" bzw. 1 χ 1O~ Grammatom \
oxid und Siliciumdioxid erzielen.

4 χ 10" bzw. 1 χ 1O~ Grammatom pro Mol Gesamtmenge Germaniumdi-

Nach einem besonders vorteilhaften Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffes entsprechend der Erfindung wird ein Rohgemisch durch intensives Mischen vorgegebener Mengen relativ fein bis auf Leuchtstoff qualität gemahlener Mengen an Zinkoxid, Magnesiumfluorid, Germaniumdioxid, Siliciumdioxid, Mangancarbonat, Arsenoxid (As₃O₅), Bleioxid (PbO) und Wismutoxid (Bi₃O₃) hergestellt.

Dieses Rohgemisch wird durch etwa vierstündiges, einmaliges Erhitzen bei annähernd 1200° C auf Lumineszenz aktiviert. Statt dessen kann auch eine Doppelerhitzung von mehreren Stunden verwendet werden. Die Erhitzung erfolgt vorzugsweise in einer oxydierenden Atmosphäre wie Luft. Jedoch hat sich auch Stickstoffatmosphäre als wirksam erwiesen.

Wismut ist vorzugsweise in der Form des Oxids Bi₃O₃ vorhanden, jedoch können auch andere Wismutverbindungen Verwendung finden, die bei der Erhitzungstemperatur leicht in das Oxid übergehen. Bei Verwendung von 4 χ 10 bis 3 χ 10~ Grammatom Wismut pro Mol Germaniumdioxid plus Siliciumdioxid in Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampen kann mit einem Anstieg der Leuchtintensität von mehreren Prozent gerechnet werden, wobei mit dem bevorzugten Anteil von 8 χ 10 Grammatom ein Wert von bis zu 8 % erzielbar ist.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert:

Beispiel

Es wurde Zinkmagnesiumgermanosilikat hergestellt, indem 1,7 Mol Zinkoxid, 0,3 Mol Magnesiumfluorid, 0,6 Mol Germaniumdioxid, 0,4 Mol Siliciumdioxid, 0,03 Mol Mangancarbonat, 0,0005 Mol Arsenoxid (As₂O₅), 0,0004 Mol Bleioxid (PbO) und 0,0004 Mol Wismutoxid (Bi₂O₃ in verhältnismäßig feingemahlener Form intensiv miteinander gemischt und das Rohgemisch durch Erhitzung bei 1200° C in Luft aktiviert wurde.

Zum Vergleich wurde ein zweites Rohgemisch mit der oben beschriebenen Zusammensetzung, jedoch ohne den Wismutoxidanteil, hergestellt und dem gleichen Aktivierungsvorgang unterworfen. Dabei zeigte sich, daß der Zusatz von Wismutoxid zu einer Erhöhung der Leuchtintensität in der Größenordnung von 8 % führte, wenn die beiden Gemische mit einer 254 nm-Strahlung angeregt wurden.

Patentansprüche;

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Claims (4)

- 4 Patentansprüche

1. Leuchtstoff, gekennzeichnet durch die Formel (2-x)ZnO»xMF„· yGeOn* ZSiO₂ : wMn, worin M Zink und/oder Magnesium ist, χ zwischen 0,1 und 0,6, y zwischen 0,2 und 0,8, ζ zwischen 0,15 und 0,85 und w zwischen 0,01 und 0,06 liegt und wobei das Atomverhältnis von Zink und Magnesium zu Germanium plus Silicium

—4 die Größenordnung 2 hat, sowie durch einen Anteil von 4 χ 10 —3

bis 3 χ 10 Grammatom Wismut pro Mol der Gesamtmenge Germaniumdioxid (GeO₂) plus Siliciumdioxid (SiO₂) zusammen mit vorgegebenen Mengen Blei und Arsen.

2. Leuchtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wismutanteil 8 χ 1O~⁴ Gr
Siliciumdioxid ausmacht.

Wismutanteil 8 χ 10" Grammatom pro Mol Germaniumdioxid plus

3. Leuchtstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

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Blei und Arsen in Mengen von 2 χ 10 bzw. 5 χ 10 Grammatom pro Mol Gesamtmenge Germaniumdioxid und Siliciumdioxid vorhanden sind.

4. Leuchtstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Blei und A
sind.

—4 -3 und Arsen in Mengen von 4 χ 10 bzw. 10 Grammatom vorhanden

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