DE2161958C3 - Leuchtstoffe aus Oxyhalogeniden seltener Erden - Google Patents

Leuchtstoffe aus Oxyhalogeniden seltener Erden

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DE2161958C3
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General Electric Co
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    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7767—Chalcogenides
    • C09K11/7769—Oxides
    • C09K11/777—Oxyhalogenides

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Leuchtstoffe mit La01J17OBr:
verringertem Nachleuchten aus mit Terbium akti- j» OCl"Tb ,Yb M1
vierten Oxychloriden oder Oxybromiden des Lanthans '*** ' °>005' v '
oder Gadoliniums. 30 Gd0^94OBr: Tb0,oos>Yb0.ooi
Die mit Terbium aktivierten Oxyhalogenide seltener Gd0^nOCl: Tb010051Yb01001
Erden finden eine steigende Verwendung als Leuchtstoffe in Röntgenstrahl-Verstärkerschirmen und ahn- Die Zugabe des Ytterbiumaktivators kann mittels liehen radiographischen Geräten, wobei sie die bisher der Oxalatausfällung erfolgen. Dieses Verfahren wird üblichen Leuchtstoffe mit weniger wünschenswerten 35 für die Herstellung des folgenden Leuchtstoffes beEigenschaften ersetzen. So hat z. B. LaOBr: Tb eine schrieben:
um 50% größere Absorption der einfallenden Röntgen- ^ OBr-Tb , Yb
strahlen und eine um drei-bis viermal größere Emission ^^o-wts · 0.002· 0.0005
im Blauen als das bisher verwendete CaWO4. Die Zuerst werden Lanthanoxyd (2330 g), Terbiumoxyd gegenwärtigen Verstärkerschirme sind mit fotogra- 40 (5,4 g) und Ytterbiumoxyd (1,41 g) in einer Mischung fischen Filmen versehen, die Schleier bilden, wenn ein aus konzentrierter Salpetersäure (3,055 1) und Wasser Leuchtstoff mit einem Nachleuchten oder einer lang (11,6151) gelöst. Aus dieser Mischung werden dann anhaltenden Phosphoreszenz merkbarer Intensität unter Verwendung von 40,61 10%iger Oxalsäure die verwendet wird. Bei Verwendung solcher lange nach- Oxalate von Lanthan, Terbium und Ytterbium geleuchtenden Leuchtstoffe verursacht jede Bewegung 45 meinsam ausgefällt. Dann werden die Oxalate für des Films relativ zum Leuchtstoff schirm unmittelbar 2 Stunden in offenen Behältern auf 10000C erhitzt nach der Belichtung verschwommene Bilder. Ver- und dabei in die Mischung der Oxyde aus Lanthan, suche, das Problem der verschwommenen Bilder bei Terbium und Ytterbium umgewandelt.
Röntgenstrahlen-Verstärkerschirmen zu eliminieren, Die gemischten Oxyde aus Lanthan, Terbium und sind im allgemeinen erfolglos gewesen, da jede Ver- so Ytterbium (2230 g) werden gut mit Ammoniumringerung des Nachleuchtens bezüglich Dauer und bromid (1440 g) vermischt und in bedeckten Behältern Intensität normalerweise auf Kosten der Gesamt- 2 Stunden auf 425°C eihitzt, wobei sich der Leuchtwirksamkeit des Leuchtstoffes ging. stoff, nämlich ytterbiumhaltiges Lanthanoxybromid,
Die vorliegende Erfindung eliminiert das Problem das mit Terbium aktiviert ist, bildet. Dieser Leuchtstoff
der verschwommenen Bilder durch Verwendung von 55 (3000 g) wird durch kräftiges Vermischen mit 531 g
Leuchtstoffen aus Oxyhalogeniden seltener Erden mit Kaliumbromid und zweistündiges Erhitzen auf 10000C
einem bedeutend verringerten Nachleuchten ohne in bedeckten Behältern rekristallisiert und bildet dabei
einen merkbaren Verlust bei der Leuchtstoffwirksam- größere Partikeln. Geschmolzenes Kaliumborid dient
keit. als Medium für das Kristallwachstum bei diesem
Es ist dementsprechend eine Aufgabe der vor- 60 Schritt, um ein gut kristallisiertes Lanthanoxybromid
liegenden Erfindung, einen Leuchtstoff aus Terbium- mit Ytterbium zu erhalten, das mit Terbium aktiviert
aktiviertem Lanthan- oder Gadoliniumoxychlorid oder ist. Das Material wird dann zur Beseitigung von
-oxybromid zu schaffen, der einen weiteren Aktivator Kaliumbromid gewaschen. Es wird danach in einem
enthält, welcher ein verringertes Nachleuchten ver- Ofen 2 Stunden bei 8O0C getrocknet und dann durch
ursacht. 65 ein 325-Maschen-Sieb passiert.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Der Einfluß des Ytterbiums auf die Verringerung Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung des Nachleuchtens in LAOBr: TbOlOM ist in der nachentnommen werden. folgenden Tabelle I gezeigt.
Tabelle I
Mo} Ytterixnm prc Mol
ties Leuchtstoffes
Relative Leuchtstoff-Helligkeit bei Röntgenstrahlanregung
Phosphoreszenz-Intensität in Volt nach de» angegebenen Zeit in
Sekunden
0,01 I 1 I 3 I 9 I 52
0,00
0,0005
0,0010
0,0020
100%
100%
100%
94%
0,51 0,35 0,30 0,25 0,41
0,17
0,04
0,00
0,38
0,10
0,01
0,00
0,32
0,05
0,00
0,00
0,15
0,00
0,00
0,00
Wie aus der vorstehenden Tabelle entnommen werden kann, führt die Zugabe von Ytterbium zu einer beträchtlichen Verrringerung der Intensität des Nachleuchtens. Es kann aus dieser Tabelle auch entnommen werden, daß die Zugabe von Ytterbium bis zu 0,001 Mol keine Verringerung der relativem Leuchtstoffhelligkeit bei Röntgenstrahlanregung verursacht. Sogar die Zugabe von 0,002 Mol Ytterbium führt zu einem Leuchtstoff, der 94% der Leuchtstoffhelligkeit von
LaOBr: TbOl0W
ohne Ytterbium aufweist Obwohl größere Mengen von Ytterbium die Leuchtstoffhelligkeit verringern, sind die erhaltenen Materialien für Röntgen-Strahl- und andere Anwendungen verwendbar.
Die Tabelle II zeigt die Wirksamkeit von Ytterbium für die Verringerung der Intensitäten des Nach-Ieuchtens in anderen Leuchistoffen aus Oxyhalogeniden seltener Eirden gemäß der vorliegenden Erfindung.
Tabelle II
Mol des Leuchtstoffes Phosphoreszenz-Intensität in Volt nach der angegebenen Zeit inSek 0,18 unden
3 		52
Leuchtstoff-ZusammensetTiing 0,0000 0 0,09 0,12 0,02
LaOQ: Tb-.« 0,0002 0,28 0,03 0,04 0,00
LaOCl: Tb"* 0,0010 0,23 0,25 0,01 0,00
LaOCl: Tb,-« 0,0000 0,17 0,02 0,18 0,00
GdOBr: Tb,,^ 0,0010 0,31 0,15 0,00 0,00
GdOBr: Tb, J05 0,0000 0,24 0,00 0,10 0,01
GdOCl: Tb0035 0,0010 0,37 0,00 0,00
GdOCl: Tb00M 0,25
Die Messungen des Abklingens der Phosphoreszenz wurden mittels eines Röntgenstrahlgenerators ausgeführt, der auf eine 90-kV-Spitse eingestellt war und eine solche Milliampere-Einstellung hatte, die eine konstante 15-Volt-Abgabe hatte, wie auf einem BiIdspeicher-OszOloskop abgelesen werden konnte, wenn ein S-11-Photomultiplier auf 800 V eingestellt war. Es wurden 0,8 g des Leuchtstoffes in einen aus Plastik bestehenden Probenhalter von 30 mm Durchmesser gepreßt und die Probe etwa 7,6 cm (3 inches) oberhalb der Generatorantikathode (Target) angeordnet. Der Photomulitiplier wurde etwa 10 cm (4 inches) oberhalb des Probenhalters eingestellt Die Abklingkurven wurden auf dem Oszilloskopschirm mit einem auf 1400V eingestellten Photomultiplier aufgezeichnet, wot*?i der Oszilloskopschirm eine Horizontalablenkung von 5 Sekunden pro Zentimeter und eine Empfindlichkeit von 0,05 Volt pro Zentimeter hatte. Der Leuchtstoff wurde für 10 Sekunden den Röntgenstrahlen ausgesetzt, danach wurden die Röntgenstrahlen abgestellt und die Abklingmessungen durchgeführt.

Claims (2)

  1. Kurz gesagt, enthalten die Leuchtstoffe aus mit
    Patentansprüche· Terbium aktivierten Oxychloriden oder Oxybromiden
    des Lanthans oder Gadoliniums als zusätzlichen Akti-
    1, Leuchtstoff mit verringertem Nachleuchten vator Ytterbium, und sie entsprechen der allgemeinen aus mit Terbium aktivieren Oxychloriden oder 5 Formel
    Oxybromiden des Lanthans oder Gadoliniums, _, „.
    dadurch gekennzeichnet, daß sie der Mi-"-*°X: *Ou>YOy
    allgemeinen Formel
    in der M Lanthan oder Gadoluuum und X Chlor oder
    M1-^vOX: Tb111YIs1, io Brom ist und w von 0,0005 bis 0,03 Mol pro Mol des
    ausgewählten Oxyhalogenide und y von 0.00005 bis
    entsprechen, worin M Lanthan oder Gadolinium 0,005 Mol pro Mol des ausgewählten Oxyhalogenide
    und X Chlor oder Brom ist und w von 0,0005 bis beträgt.
    0,03 Mol pro Mol des ausgewählten Oxyhalogenide Die Leuchtstoffe der vorliegenden Erfindung sind in
    und y von 0,00005 bis 0,005 Mol pro Mol des aus- 15 verschiedenen radiographischen Verstärkerschirmen
    gewählten Oxyhalogenide beträgt verwendbar und umfassen bestimmte Lanthan- und
  2. 2. Leuchtstoff nach Anspruch I, dadurch gekenn- Gadoliniumoxyhalogenid-Leuchtstoffe, die mit Terzeichnet, daß M Lanthan, X Brom, w 0,002 und bium aktiviert sind. Es ist eine geringe Menge eines zu-3*0,0005 ist. sätzlichen Aktivators, nämlich Ytterbium, in das
    ao Gitter des Leuchtstoffes eingebaut, um das Nachleuchten des Leuchtstoffes zu verringern, ohne daß eine merkliche Verkleinerung der Gesamtwirksamkeit
    des Leuchtstoffes eintritt Die folgenden Leuchtstoffe
    sind Beispiele für die erfindungsgemäßen Oxyhalo-
    25 genide seltener Erden:
DE2161958A 1970-12-21 1971-12-14 Leuchtstoffe aus Oxyhalogeniden seltener Erden Expired DE2161958C3 (de)

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E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977