DE2242926C3 - Leuchtstoff zur Anregung mit durchdringenden Strahlen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Leuchtstoff zur Anregung mit durchdringenden, insbesondere Röntgenstrahlen, der als wesentlichen Bestandteil mit Europium aktiviertes Strontium-Bariumsulfat mit einem Gehalt von 50 bis 75% Strontiumsulfat enthält. Erdakalisulfat-Leuchtstoffe, die mit Europium aktiviert sind, naben sich bekanntlich als brauchbar bei der Herstellung von Röntgenbildern erwiesen. Sie werden dabei etwa in Verstärkerfolien, d.h. in Leuchtschichten, verwendet, die bei der Herstellung der Aufnahmen den Fotoschichten angelegt werden.

Ein bekannter Leuchtstoff dieser Art soll

a) ein aus Europium, Disprosium, Ytterbium, Thulium und/oder Samarium bestehendes Lanthanid enthalten und aus

b) einem Mischkristall, der aus mindestens zwei der aus Bariumsulfat, Strontiumsulfat oder Calziumsulfat bestehenden Erdalkalisulfate gebildet ist, sowie gegebenenfalls zusätzlich

c) einem aus einem Alkalimetall oder Amoniumion bestehenden einwertigen Kation aufgebaut sein.

Die Erfindung löst die Aufgabe, einen Leuchtstoff dieser Art im Hinblick auf die bei der Herstellung von Röntgenbildern abgegebenen Strahlen zu verbessern, erfindungsgemäß dadurch, daß der Leuchtstoff als Aktivator Europium und Ytterbium oder Yttrium in wenigstens angenähert äquivalenten Mengen von je IO-⁴ bis 10²g Atom pro Mol Erdalkali enthält.

Bei den genannten Konzentrationen wird wegen der gemeinsamen Verwendung von Europium und Ytterbium bzw. Europium und Yttrium in der Größenordnung von 10* bis IO-², insbesondere 10~³g Atom Mol-' Erdalkali, d. h. Sr und Ba, gegenüber einer alleinigen Europiumaktivierung die Lichtausbeute verbessert, die z. B. auf einen Fotofilm einwirken kann. Aus der F i g. 1 ist ersichtlich, daß bei Anregung des Leuchtstoffes mit Röntgenstrahlen von 90 kV sich verschiedene Verstärkungsfaktoren ergeben. Für einen bekannten, aus Strontium- und Bariumsulfat bestehenden Leuchtstoff, der mit 5 · 10-^Jg Atom Europium pro Mol Erdalkali aktiviert ist, in dem Vergleichsmaßstab der Helligkeit, die in / = Verstärkungsfaktor gegenüber Calziumwolframat (CaWO*) angegeben ist, ergibt die durch die Meßpunkte, die mit kleinen Ringen bezeichnet sind, in der Kurve a einen Anstieg bei einer Verringerung des Strontiums von 75% auf 50% und einen leichten Abfall bei einer Verringerung bis zu 25% Rest Barium. Bei der Verwendung von IO-³ g Atom Europium und 10"³g Atom Ytterbium pro Mol Erdalkali wird die entsprechend den mit Kreuzchen angezeichneten Meßpunkten Bezeichnete Kurve b erhalten, die deutlich macht, daß von 75 bis 50% Strontium eine Lichtausbeute erzielt wird die oberhalb derjenigen liegt, die bei dem bekannten Leuchtstoff erreicht wird. Die Lichtausbeuie weist dabei ein Maximum auf. des etwa bei 62.5 & Strontium liegt. .

Bei der Ausarbeitung der Erfindung hat sich ergeben, daß man in einfacher Weise vorgehen kann, wenn man die erfindungsgemäßen Konzentrationen einhalt, während man bei dem vorbekannten Verfahren das »Doppelstrahl-Kopräzipitierverfahren« durchführen muß bei welchem die Sulfationen und die Erdalkaliionen sowie die aktivierenden Lanthanidkationen gleichzeitig, aber getrennt voneinander, in eine Reaktionslösung eingebracht werden. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Leuchtstoffe wird eine Lösung hergestellt, in der alle Kationen als Salze gelöst sind und die dann durch Eingießen in verdünnte Schwefelsäure gefällt werden. Als brauchbar hat es sich herausgestellt. wenn in der Lösung der Salze die Erdalkalien in einer Gesamtkonzentration von 0,2MoI ErdalkaJichbride vorliegen. Ebenso werden die Aktivatoren, d. h. das Europium, das Ytterbium bzw. das Yttrium, in Form der Chloride verwendet in einer Konzentration, die es erlaubt, sie in die Reaktionslösung ohne wesentliche Veränderung der Menge einzubringer, etwa einige ml auf Mengen über einen liter. Die Schwefelsäure wird ebenfalls wie die Erdalkalisalze eine 0,2n-,o!arer wäßriger Lösung verwendet. Sie wird allerdings in einen Überschuß vorgelegt, der etwa das 3fache des Volumens der Lösung ausmacht, in welcher die Kationen vorliegen.

Gemäß Fig. 2 werden in einem Ausführungsbeispiel zur Herstellung des erfindungsgemäßen Leuchtstoffs die obengenannten Lösungen in Bechergläsern 1 und 2 angesetzt. Die Lösung A wird im Becherglas 1 aus

250 ml 0,25-m wäßriger Strontiumchlorid (SrCI₃)

Lösung,
250 ml 0,15-m wäßriger Bariumchlorid (BaCb)

Lösung,
1 ml 0,1-m wäßriger Europiumchlorid (EuCh)

Lösung,
1 ml 0,1-m wäßriger Ytterbiumchlorid (YbCb)

Lösung

gemischt und die im Becher 2 vorbereitete Lösung B besteht aus

1500 ml o,2-m Schwefelsäure (H2SO4),
25 ml konzentrierter Salzsäure (HCI, Konz.) und
25 g analysenreinem Kochsalz (NaCI, p. a.).
Zur Fällung wird die Lösung A auf 70⁰C erhitzt und in einen Topftrichter 7 gefüllt. Die Lösung B wird mittlerweilen auf 90°C erhitzt. Die Lösung A läßt man dann langsam in die Lösung B einfließen, wobei der Inhalt des Becherglases 2 mitteis des Rührwerks 8 ständig in Bewegung gehalten wird. Dabei setzen sich die im Becherglas 1 als Ringe 3 dargestellten Strontiumionen und die als Vierecke 4 dargestellten Bariumionen zusammen mit den als Kreuze 5 dargestellten Europiumionen und den als Stäbchen 6 gezeichneten Yttriumionen mit den Sulfationen der im Becher 2 enthaltenen Schwefelsäure um. Sie ergeben wegen der Anwesenheit der zusätzlichen Natriumionen des Kochsalzes und der Chloridionen der konzentrierten Salzsäure sowie der Erhitzung einen gut filtrierbaren Niederschlag.

Der Niederschlag, welcher den Leuchtstoff darstellt, wird anschließend von der Flüssigkeit durch Filtrieren getrennt, indem das Reaktionsgemisch in eine Nutsche geschüttet und abgesaugt wird. Dabei sammelt sich der

Leuchtstoff auf der Absaugschicht an. Er wird dann chloridfrei gewaschen. Dem noch feuchten Niederschlag wird 1% seines Gewichtes Natriumsulfat zugefügt und so viel Wasser, daß beim Rühren ein Brei entsteht. Dieser Brei wird dann bei 110"C im s Trockenschrank getrocknet und in einen Sinterkorund-Tiegel eingefüllt und in einem Muffelofen bei 1000'C 30 min lang geglüht. Das Giühprodukt wird nach dem Abkühlen dreimal mit heißem Wasser ausgewaschen und anschließend bei 110"C getrocknet. N^ch dem Aussieben von Staub ist dann der Leuchtstoff zur Weitervci arbeitung in Leuchtschirmen, Verstärkerlolien usv/. bereit.

Zur Herstellung einer Verstärkerfolie wird etwa entsprechend der Darstellung in der Fig. 3 der Leuchtstoff auf einen Träger 10 aufgetragen. Vorzugsweise wird direkt auf den Träger 10 eine Reflexionsschicht 11 aufgetragen, auf welche dann die Leuchtstoffschicht 12 zu liegen kommt. Der Träger besteht dabei aus Polyester und stellt eine 0.2 mm dicke Folie dar. Die Reflexionsschicht besteht aus Magnesiumoxid und ist 50 μ stark. Sie wird aufgetragen, indem das Reflexionsmittel in einer Lösung dispergiert wird, die als Bindemittel Mischpolymerisate des Vinylchlorid«) enthält und als Lösungsmittel ein Gemisch aus Estern und Glykoläthern. Nachdem diese Schicht getrocknet ist, wird die Leuchtstoffschicht 12 aufgetragen, indem der Leuchtstoff sich in einer Suspension befindet, die als Lösungsmittel ein Gemisch aus Alkoholen und Ben/.olkohlenwasserstoffen enthält und als Bindemittel Polyvinylacetate. Die eigentliche Herstellung der Leuchischirrnfolie. die als Verstärkerfolie verwendet wird, erfolgt in an sich bekannter Weise etwa dadurch, daß auf einen spiegelglatten Träger zuerst die Leuchtstoffschicht 12 ausgegossen wird, nach deren Trocknen mil der Reflexionsschicht 11 bedeckt und anschließend mit der Trägerfolie 10 belegt.

Hierzu Ϊ Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patent?nspruch:

   L^uchtstoff zur Anregung mit durchdringenden, insbesondere Röntgenstrahlen, der als wesenthchen Bestandteil mit Europium aktiviertes Strontium-Bariumsulfat mit einem Gehalt von 50 bis 75% Strontiumsulfat enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff als Aktivator Europium und Ytterbium oder Yttrium in wenigstens angenähert äquivalenten Mengen von je 10~⁴ bis IO-² g Atom pro Mol Erdalkali enthält