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Bereich der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung eines Phosphors auf Basis eines durch seltene Erden
aktivierten Bariumfluorhalogenids, der nützlich ist als ein anregbarer Phosphor
für eine
Strahlungsbild-Umwandlungstafel.
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Beschreibung
des verwandten Standes der Technik
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Ein
Strahlungsbild-Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Verfahren unter Verwendung
eines stimulierbaren Phosphors (der nachfolgend einfach als „Phosphor" bezeichnet wird,
wenn der Begriff auftaucht) ist bekannt, das die herkömmliche
Radiographie ersetzen kann. Dieses Verfahren macht Gebrauch von
einer Strahlungsbild-Umwandlungstafel, die einen stimulierbaren
Phosphor enthält
(d. h. eine Platte mit einem akkumulierbaren Phosphor). Bei diesem
Verfahren wird Strahlung, die durch einen Gegenstand hindurchgelassen
wurde oder von einem zu untersuchenden Gegenstand emitiert wurde,
in dem anregbaren Phosphor der vorgenannten Platte absorbiert, und
der anregbare Phosphor wird durch elektromagnetische Wellen (Anregungslicht)
wie beispielsweise sichtbares Licht oder Infrarot-Licht in zeitlich
aufeinanderfolgender Weise angeregt, was es möglich macht, dass Strahlungsenergie,
die in dem anregbaren Phosphor akkumuliert wurde, als Fluoreszenz-Emission
(anregbare Emission) emittiert wird. Anschließend wird durch photoelektrisches
Ablesen der Fluoreszenz ein elektrisches Signal erhalten, und auf
der Basis des erhaltenen elektrischen Signals wird ein Strahlungsbild
des Gegenstandes oder zu untersuchenden Objektes als sichtbares
Bild wiedergegeben. Die Platte, für die die Ablesung abgeschlossen
wurde, wird für
eine anschließende
Photographie bereitgemacht, nachdem verbleibende Bilder von ihr
gelöscht
wurden. Mit anderen Worten: Die Strahlungsbild-Umwandlungstafel
kann wiederholt verwendet werden.
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Das
oben beschriebene Strahlungsbild-Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Verfahren
hat den Vorteil, dass ein Strahlungsbild, das viel Information enthält, unter
Verwendung einer Strahlungsdosis erhalten werden kann, die viel
kleiner ist als bei der herkömmlichen
Radiographie, und zwar unter Verwendung einer Kombination eines
radiographischen Films und eines verstärkenden Bildschirms. Weiter
wird bei der herkömmlichen Radiographie
ein radiographischer Film jedes Mal dann verbraucht, wenn ein Bild
produziert wurde. Im Gegensatz dazu ist eine Strahlungsbild-Umwandlungstafel
in dem Strahlungsbild-Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Verfahren aus
Sicht des Schutzes von Recourcen und der wirtschaftlichen Effizienz
durch ihre Wiederverwendbarkeit vorteilhaft.
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Der
anregbare Phosphor ist ein Phosphor, der eine anregbare Emission
zeigt, wenn Anregungslicht darauf eingestrahlt wurde, nachdem er
mit Strahlung beaufschlagt wurde. Für praktische Zwecke wird allgemein
ein Phosphor, der eine anregbare Emission in einem Wellenlängenbereich
von 300 bis 500 nm bei Anregung mit Licht eines Wellenlängenbereichs
von 400 bis 900 nm emittiert, verwendet. Ein Beispiel eines anregbaren
Phosphors, wie er herkömmlicherweise
in Strahlungsbild-Umwandlungstafeln verwendet wird, ist ein Phosphor
auf Basis eines durch seltene Erden aktivierten Bariumfluorhalogenids.
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Der
Phosphor auf Basis eines durch seltene Erden aktivierten Bariumfluorhalogenids
wird allgemein nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
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Zuerst
wird eine Mischung aus Phosphor-Materialien hergestellt durch homogenes
Mischen von Phosphor-Materialien in einem trockenen Zustand (Trockenverfahren)
oder durch homogenes Mischen von Phosphor-Materialien unter Bildung
einer Aufschlämmung
und anschließendes
Trocknen der Aufschlämmung (Feucht-Verfahren).
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Anschließend wird
die erhaltene Mischung von Phosphor-Materialien gewöhnlich bei
einer Temperatur calciniert, die nahe dem Schmelzpunkt eines Wirtskristalls
ist (beispielsweise BaFX oder dergleichen), und zwar in einer neutralen
oder schwach oxidierenden Atmosphäre im wesentlichen unter Atmosphärendruck über einige
Stunden (Calcinierungsschritt). Das erhaltene calcinierte Produkt
kann weiter calciniert werden, wenn dies erwünscht ist. Aufgrund des Calcinierungsschritts
wächst
der Wirtskristall des Phosphors, und gleichzeitig diffundieren Aktivator-Elemente
(Eu und dergleichen) in den Wirtskristall. Weiter wird auch ein F+-Zentrum erzeugt, das eine zentrale Quelle
der Anregung bildet. Dementsprechend ist der Calcinierungsschritt
ein wichtiger Schritt, der einen Einfluß auf die charakteristischen
Lichtemissions-Eigenschaften des Phosphors ausübt.
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Das
so erhaltene calcinierte Produkt wird abgekühlt und – sofern erforderlich – Schritten
des Waschens, der Klassierung und dergleichen unterworfen, um so
einen Phosphor zu bilden.
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Nach
dem Calcinieren wird das calcinierte Produkt allgemein in einem
Calcinierungsofen in einem Zustand, in dem es darin angeordnet ist,
abgekühlt
oder wird abgekühlt,
nachdem es aus dem Calcinierungs-Ofen herausgenommen wurde. Wenn
jedoch das calcinierte Produkt in dem Calcinierungs-Ofen abgekühlt wird,
ist die Atmosphären-Temperatur in dem
Calcinierungs-Ofen hoch, und die Temperatur jedes von verschiedenen
Elementen in dem Calcinierungs-Ofen ist ebenfalls hoch. Daher kann
die Abkühlungsrate
des calcinierten Produkts nicht so stark erhöht werden. Insbesondere dann,
wenn ein schnelles Quentchen bzw. Abkühlen für die Einstellung der charakteristischen
Eigenschaften des Phosphors erforderlich ist, gibt es eine Grenze
der Abkühlungsrate,
was nachteilig für
das Einstellen der charakteristischen Eigenschaften von Phosphoren
ist.
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Wenn
andererseits das calcinierte Produkt abgekühlt wird, nachdem es aus dem
Calcinierungs-Ofen herausgenommen wurde, kann die Abkühlungsrate
weiter erhöht
werden. Jedoch kann der Zustand einer Atmosphäre während des Abkühlens nicht
eingestellt werden. Der Zustand einer Atmosphäre während des Abkühlens wird
ein wichtiger Faktor für
das Einstellen der charakteristischen Eigenschaften von Phosphoren.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Dementsprechend
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur
Herstellung eines Phosphors auf Basis eines durch seltene Erden
aktivierten Bariumfluorhalogenids bereitzustellen, indem jeweilige
Atmosphären-Zustände während des
Calcinierens und während
des Kühlens
optimal eingestellt werden können
und eine Kühlungsgeschwindigkeit
in einem weiten Bereich gewählt
werden kann.
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Weiter
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zur Herstellung eines Phosphors auf Basis eines durch seltene Erden
aktivierten Bariumfluorhalogenids bereitzustellen, das von der vorstehend
beschriebenen Vorrichtung Gebrauch macht, die exzellente Funktionen
aufweist, worin Bedingungen zum Erhalt eines anregbaren Phosphors
mit guten charakteristischen Eigenschaften geschaffen werden.
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Die
oben beschriebenen Aufgaben werden erreicht durch die vorliegende
Erfindung, die nachfolgend beschrieben wird.
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Ein
erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur
Herstellung eines Phosphors auf Basis eines durch seltene Erden
aktivierten Bariumfluorhalogenids durch Calcinieren einer Mischung
von Phosphor-Materialien, wobei die Vorrichtung umfaßt:
- (a) einen Calcinierungs-Ofen mit einem Calcinierungs-Bereich-Innenbereich
zum Aufnehmen einer Mischung von Phosphor-Materialien;
- (b) eine Wärmequelle,
die angeordnet ist zur Bereitstellung von Wärme für den Calcinierungs-Bereich
für ein
Calcinieren von Phosphor-Materialien, wenn diese darin aufgenommen
sind; und
- (c) eine Kammer mit einem inneren Kühlungsbereich, der über einen
Fluid-Verbindungsweg
mit dem Innenbereich des Calcinierungs-Bereichs verbunden ist; und
einer Abtrennung, die selektiv von geschlossenen zu offenen Positionen
bewegbar ist bzw. den Fluid-Verbindungsweg im wesentlichen schließt und den
Fluid-Verbindungsweg öffnet.
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Ein
zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Herstellen eines Phosphors auf Basis eines durch seltene Erden aktivierten
Bariumfluorhalogenids, das die Schritte umfaßt, dass man
- (a)
eine Mischung aus Phosphor-Materialien herstellt;
- (b) die Mischung aus Phosphor-Materialien in einem Calcinierungs-Bereich
einer Vorrichtung zur Herstellung eines Phosphors auf Basis eines
durch seltene Erden aktivierten Bariumfluorhalogenids unter Bildung eines
calcinierten Produkts calciniert;
- (c) das calcinierte Produkt kühlt, indem man das calcinierte
Produkt in den Kühlungsbereich
der Vorrichtung bewegt und danach die Abtrennung in die geschlossene
Position bewegt.
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Ein
dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung eines Phosphors auf Basis eines durch seltene Erden
aktivierten Bariumfluorhalogenids, das die Schritte umfaßt, dass
man
- (a) eine Mischung aus Phosphor-Materialien
herstellt;
- (b) einen Ofen mit einer Calcinierungs-Kammer und einer Kühlungskammer,
die mit der Calcinierungs-Kammer verbunden ist, bereitstellt, wobei
eine Abtrennung zum Öffnen
der Kammern zueinander und Verschließen der Kammern voreinander
selektiv bewegbar ist;
- (c) die Mischung von Phosphor-Materialien in der Calcinierungs-Kammer
calciniert, wobei die Kammern voreinander verschlossen sind; und
- (d) das calcinierte Produkt durch Öffnen der Kammern zueinander
kühlt und
das calcinierte Produkt in die Kühlungskammer
bewegt und danach die Kammern voreinander verschließt.
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In
der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Herstellung eines Phosphors auf Basis eines durch
seltene Erden aktivierten Bariumfluorhalogenids sind der Calcinierungs-Bereich
(die Calcinierungs-Kammer) zum Calcinieren der Mischung aus Phosphor-Materialien
und der Kühlungsbereich
(die Kühlungskammer)
zum Kühlen
des calcinierten Produkts nach dem Calcinieren klar durch die Abtrennungstür getrennt,
und daher kann die für
jeden der Bereiche geeignete Atmosphäre unabhängig eingestellt werden. Weiter
wird das calcinierte Produkt von dem Calcinierungs-Bereich in einem
Hochtemperatur-Zustand nach dem Calcinieren in den Kühlungsbereich
bewegt, der nur zum Kühlen
des calcinierten Produkts verwendet wird, und daher wird ein Quentchen
bzw. schnelles Abkühlen
möglich,
und die Kühlungsbedingungen
können
in einem weiten Bereich in Übereinstimmung
mit den Zwecken festgesetzt werden.
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In
dem Verfahren zur Herstellung eines Phosphors auf Basis eines durch
seltene Erden aktivierten Bariumfluorhalogenids gemäß der vorliegenden
Erfindung können
jeweilige atmosphärische
Zustände
während des
Calcinierens und Kühlens
optimal eingestellt werden. Weiter können in der oben beschriebenen
Vorrichtung zur Herstellung eines Phosphors auf Basis eines durch
seltene Erden aktivierten Bariumfluorhalogenids gemäß der vorliegenden
Erfindung, in dem die Kühlungsgeschwindigkeit
bzw. Kühlungsrate
in einem weiten Bereich gewählt
werden kann, die charakteristischen Eigenschaften eins anregbaren
Phosphors, der erhalten werden soll, in passender Weise gesteuert
werden.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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1 ist
ein schematisches Querschnitts-Diagramm einer Vorrichtung zur Herstellung
eines Phosphors auf Basis eines durch seltene Erden aktivierten
Bariumfluorhalogenids gemäß einem
Beispiel einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung zur Herstellung eines
Phosphors auf Basis eines durch seltene Erden aktivierten Bariumfluorhalogenids,
wie sie in 1 gezeigt ist.
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3 ist
ein schematisches Querschnitts-Diagramm einer Vorrichtung zur Herstellung
eines Phosphors auf Basis eines durch seltene Erden aktivierten
Bariumfluorhalogenids gemäß einem
weiteren Beispiel der Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme
auf eine Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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Eine
Vorrichtung zur Herstellung eines Phosphors auf Basis eines durch
seltene Erden aktivierten Bariumfluorhalogenids gemäß der vorliegenden
Erfindung (nachfolgend einfach bezeichnet als „Phosphor gemäß der vorliegenden
Erfindung", sollte
sich dazu Gelegenheit ergeben), ist dadurch gekennzeichnet, dass
ein Abschnitt eines Calcinierungs-Bereichs, der in einem Calcinierungs-Ofen
vorgesehen ist, über
eine Abtrennungstür
mit einem Kühlungsbereich
auf einer Außenseite
des Calcinierungs-Ofens verbunden ist. Der Calcinierungs-Bereich
und seine Peripherie-Anlagen in dem Calcinierungs-Ofen sind üblicherweise
in der Weise strukturiert, dass ein Reaktorkern-Rohr bereitgestellt
wird und Wärmequellen
außerhalb
des Reaktorkern-Rohrs angeordnet sind, und weiter ist ein Calcinierungs-Gefäß, in dem
die Mischung aus Phosphor-Materialien
untergebracht werden kann, innerhalb des Reaktorkern-Rohrs in einer
entfernbaren Weise angeordnet.
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1 ist
ein schematisches Querschnitts-Diagramm, das ein Beispiel der Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines Phosphors zeigt. 2 ist
eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten
Vorrichtung zur Herstellung eines Phosphors. In 2 ist
ein Abschnitt der Innenstruktur der Vorrichtung und dergleichen
nicht gezeigt.
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Die
in den 1 und 2 gezeigte Vorrichtung zur Herstellung
eines Phosphors besteht hauptsächlich
aus einem Calcinierungs-Abschnitt A und einem Kühlungs-Abschnitt B. Eine Beschreibung wird
nachfolgend vornehmlich unter Bezugnahme auf 1 angegeben.
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In 1 bezeichnet
die Bezugsziffer 10 einen Calcinierungs-Ofen. Ein Reaktorkern-Rohr 12,
das einen Calcinierungs-Bereich (Calcinierungs-Kammer) bildet, ist
innerhalb des Calcinierungs-Ofens 10 in einem Zustand angeordnet,
dass es durch den Ofen in einer Richtung von links nach rechts in 1 hindurchreicht. Innerhalb
des Calcinierungs-Ofens 10 sind Wärmequellen 14 auf
einer Außenseite
des Reaktorkern-Rohrs 12 vorgesehen. Das Innere des Calcinierungs-Ofens 10 wird
durch die Wärmequellen 14 erhitzt,
und eine Mischung 18 aus Phosphor-Materialien, die in einem
Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16 untergebracht
sind und in das Reaktorkern-Rohr 12 eingebracht ist, kann
dadurch calciniert werden.
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Ein
Gaszuleitungs-/-Abzugs-Rohr 20 steht mit dem Reaktorkern-Rohr 12 über ein
Ventil 22 in Verbindung und erlaubt so das Einführen von
Gas in das Reaktorkern-Rohr 12 und ein Abziehen von Gas
aus dem Reaktorkern-Rohr 12, und eine Innen-Atmosphäre des Reaktorkern-Rohrs 12 kann
in passender Weise eingestellt werden. Wenn Gas aus dem Gaseinleitungs-/-Abzug-Rohr 20 eingeleitet
wird, um die Innen-Atmosphäre
des Reaktorkern-Rohrs 12 einzustellen, wird vorzugsweise
eine Vorrichtung verwendet, die präzise die Menge eines strömenden Gases
messen kann, beispielsweise eine Massen-Strömungs-Steuereinrichtung.
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Ein Öffnungsabschnitt
des Reaktorkern-Rohrs 12 am linken Ende in 1 wird
durch einen Probe-Einführ-Öffnungs-Deckel 24 geschlossen,
um einen abgeschlossenen Zustand des Inneren des Reaktorkern-Rohrs 12 während des
Calcinierens aufrechtzuerhalten und zu ermöglichen, dass das Schiffchen
(Calcinierungs-Gefäß) 16 in
das Reaktorkern-Rohr 12 gestellt werden kann. Weiter tritt
ein Probe-Schiebe-Stab 26 durch den Probe-Einführ-Öffnungs-Deckel 24 hindurch,
um das Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16, das in das
Reaktorkern-Rohr gestellt wurde, in Richtung auf die rechte Seite
in 1 gleiten zu lassen, ohne den Proben-Einführ-Öffnungs-Deckel 24 zu öffnen.
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Das
Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16 wird
durch ein hitzebeständiges
Gefäß gebildet,
beispielsweise ein Quarz-Schiffchen, einen Aluminiumoxid-Tiegel,
einen Quarz-Tiegel
oder ein Siliciumcarbid-Gefäß. Weiter
schließen
Beispiele der Wärmequellen 14 alle
herkömmlicherweise
bekannten Wärmequellen
ein. Beispielsweise kann eine bekannte elektrische Heizvorrichtung
verwendet werden.
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Ein Öffnungsabschnitt
des Reaktorkern-Rohrs 12 am rechten Ende in 1 wird
geschlossen durch eine Abtrennungstür 30, und zwar in
einer solchen Weise, dass ein internes Verschließen innerhalb des Reaktorkern-Rohrs 12 während des
Calcinierens und innerhalb einer Kühlungskammer (Kühlungsbereich) 28 während des
Kühlens
aufrechterhalten wird, und zwar durch eine unterbrechende Verbindung
zwischen einem Calcinierungs-Bereich A und einem Kühlungsbereich
B, und das Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16 kann
nach dem Calcinieren in den Kühlungsbereich
B verschoben werden. Die Abtrennungstür 30 gleitet in die
Richtungen, die durch den doppelköpfigen Pfeil y angezeigt sind,
um die Verbindung zwischen dem Calcinierungs-Bereich A und dem Kühlungsbereich
B zu unterbrechen und eine Verbindung zwischen diesen beiden Bereichen zu
ermöglichen.
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Die
Abtrennungstür 30 wird
allgemein gebildet aus einem Metall wie beispielsweise nicht-rostendem Stahl,
aus Quarz oder aus keramischen Werkstoffen wie beispielsweise Aluminiumoxid.
Vorzugsweise ist sie aus einem wärmeisolierenden
Material gebildet. Der Ausdruck „wäremisolierendes Material", wie er in der vorliegenden
Beschreibung in den Patentansprüchen
erwähnt
wird, bedeutet beispielsweise Keramik-Materialien mit kleinem Wert
der Wärmeleitfähigkeit
(Zirkoniumoxid, Glimmer und dergleichen), poröse Keramik-Materialien und
eine Mehrschichten-Struktur daraus. Weiter können mit dem Ziel, noch verlässlichere
Wärmeisolation zu
erhalten, Mittel zum Abkühlen
der Randbereiche der Abtrennungstür 30 und/oder der
Kühlungskammer 28 durch
Wasserkühlung
oder dergleichen vorgesehen werden.
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Beim
Calcinieren der Mischung 18 aus Phosphor-Materialien wird
zuerst die Mischung 18 aus Phosphor-Materialien in dem
Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16 untergebracht,
und das Schiffchen 16 wird in das Reaktorkern-Rohr 12 gestellt,
wobei der Proben-Einführ-Öffnungs-Deckel 24 geöffnet ist.
Danach wird, nachdem der Proben-Einführ-Öffnungs-Deckel 24 in
den verschlossenen Zustand verschlossen wurde (in diesem Fall ist
auch die Abtrennungstür 30 in
einem verschlossenen Zustand), das Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16,
in dem Mischung 18 aus Phosphor-Materialien untergebracht
ist, gleitweise durch Schieben des Proben-Schiebe-Stabs 26 in
die Richtung, die durch den Pfeil x angezeigt ist, bewegt und an
einer vorbestimmten Position platziert. Danach wird der Schritt
des Calcinierens durchgeführt,
indem man Hitze von den Wärmequellen 14 verwendet,
während
die Innenatmosphäre
des Reaktorkern-Rohrs 12 in einen vorbestimmten Zustand
gebracht wurde, in dem man in passender Weise Gas unter Verwendung
des Gas-Einleitungs-/-Abzugs-Rohrs 20 abzieht und/oder
einleitet. Calcinierungsbedingungen zu diesem Zeitpunkt (Atmosphäre, Temperatur,
Zeit, Zahl der Stufen der Calcinierungstemperatur und der Atmosphäre und dergleichen)
können
in passender Weise in Übereinstimmung
mit den Zweckbestimmungen festgesetzt werden.
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Nach
dem Calcinieren wird die Abtrennungstür 30 geöffnet, und
das Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16, in dem die
calcinierte Mischung 18 aus Phosphor-Materialien (calciniertes
Produkt) untergebracht wird, wird gleitenderweise durch den Probe-Schiebe-Stab 26 in
die Richtung verschoben, die durch den Pfeil z angezeigt ist, und
wird in den Kühlungsabschnitt
B bewegt.
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Das
Reaktorkern-Rohr 12 kann in einer willkürlichen Form ausgebildet sein,
beispielsweise in Form eines Zylinders oder eines rechtwinkligen
Rohrs. Die Größe des Reaktorkern-Rohrs 12 wird
in passender Weise in Übereinstimmung
mit den Zwecken eingestellt, und der Durchmesser von dessen Querschnitt
(wenn das Reaktorkern-Rohr nicht in Form eines Zylinders ausgeformt
wird, wobei der Durchmesser eines Kreises einem Bereich des Querschnitts
entspricht) wird in einem Bereich gewählt, der nahezu von 50 bis
2000 mm liegt und vorzugsweise im Bereich von 100 bis 1200 mm liegt.
Weiter hat wünschenswerterweise
in dem Reaktorkern-Rohr 12 der Calcinierungsbereich eine
Kapazität
von 2 bis 500 l, vorzugsweise von 5 bis 50 l, für 1 kg der zu calcinierenden
Mischung von Phosphor-Materialien. Wenn die Kapazität des Calcinierungs-Bereichs
geringer ist als 2 l für
ein 1 kg der Mischung von Phosphor-Materialien, ist die Mischung
von Phosphor-Materialien in einem Zustand, in dem sie dicht gepackt
in einem kleinen Raum ist, und es kann schwierig werden, ein homogenes
Calcinieren als Ganzes durchzuführen.
Wenn die Kapazität
des Cacinierungs-Bereichs größer ist
als 500 l, ist die flüchtige
Halogen-Atmosphäre
extrem niedrig konzentriert, und die Menge an anregbarer Lichtemission
eines anregbaren Phosphors, der erhalten werden soll, deren Löschbarkeit
und dergleichen können sich
verschlechtern.
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Der
Kühlungsbereich
B ist in einer solchen Weise strukturell aufgebaut, dass ein Kühlungsgestell 32 in
der Kühlungskammer 28 angeordnet
ist, die ein Kühlungsbereich
ist. Ein Gas-Einleitungs-/-Ableitungs-Rohr 34 für eine Kühlungskammer
steht in Verbindung mit der Kühlungskammer 28 über ein
Ventil 36, so dass es die Einleitung eines Gases in die
Kühlungskammer 28 und
das Abziehen von Gas aus der Kühlungskammer 28 erlaubt,
und die innere Atmosphäre
der Kühlungskammer 28 kann
in passender Weise eingestellt werden. Wenn Gas aus dem Gas-Einleitungs-/-Ableitungs-Rohr 34 für die Kühlungskammer
eingeleitet wird, um die innere Atmosphäre der Kühlungskammer 28 einzustellen,
kann vorzugsweise eine Vorrichtung verwendet werden, die präzise die
Menge an strömendem
Gas messen kann, beispielsweise ein Massenstrom-Kontroll-Gerät.
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Ein Öffnungsabschnitt
ist am rechten Ende der Kühlungskammer 28 in 1 ausgebildet
und wird durch einen Probe-Auslass-Deckel 38 verschlossen,
so dass dieser einen verschlossenen Zustand innerhalb der Kühlungskammer 28 während des
Kühlens
und Entnehmens des Schiffchens (Calcinierungs-Gefäß) 16 nach
außen
aufrechterhält.
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Wie
vorstehend oben beschrieben, wird das Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16,
in dem ein calciniertes Produkt der in dem Calcinierungsbereich
A calcinierten Mischung 18 aus Phosphor-Materialien untergebracht
ist, bewegt und gleitet in die Richtung, die durch den Pfeil z angegeben
ist, und wird auf dem Kühlungsgestell 32 in
dem Kühlungsabschnitt
B in einem Zustand montiert, dass es von einer Leiteinrichtung (nicht
in den Figuren gezeigt) abgestützt
wird. Danach wird die Abtrennungstür 30 im offenen Zustand
wieder in den verschlossenen Zustand verschlossen (der Proben-Auslass-Deckel 38 ist
ebenfalls in einem verschlossenen Zustand). Die Innenatmosphäre der Kühlungskammer 28 wird
einen vorbestimmten Zustand gebracht, indem man in passender Weise
Gas unter Verwendung des Gas-Einleitungs-/-Ableitungsrohrs 34 für die Kühlungskammer
abzieht und/oder einleitet, und gleichzeitig wird das Kühlungsgestell 32 durch
eine Kühleinrichtung wie
beispielsweise eine Wasserkühlung
(nicht in den Figuren gezeigt) gekühlt, und die Mischung 18 aus
den in dem Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16 untergebrachten
Phosphor-Materialien wird ebenfalls gekühlt. Zu diesem Zeitpunkt können die
Kühlungsbedingungen
(Atmosphäre,
Temperatur, Zeit, Zahl der Stufen der Kühlungstemperatur und -atmosphäre und dergleichen)
in passender Weise und in Übereinstimmung
mit den Zwecken eingestellt werden. Weiter kann die Mischung aus
Phosphor-Materialien natürlich
in einem Zustand gekühlt
werden, dass sie ruhig gehalten wird, ohne in besonderer Weise die
Kühlmittel
wie beispielsweise Wasserkühlung
vorzusehen.
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In
der Kühlungskammer 28 beträgt die Kapazität des Kühlungsbereichs
2 bis 1000 l und noch mehr bevorzugt 20 bis 400 l für 1 kg des
zu kühlenden
calcinierten Produkts. Wenn die Kapazität des Kühlungsbereichs kleiner ist
als 2 l für
1 kg des calcinierten Produkts, ist das calcinierte Produkt in einem
Zustand, dass es dicht gepackt in einem kleinen Raum vorliegt, und
die Kühlungseffizienz
verschlechtert sich, und es gibt Fälle, in denen es schwierig
sein kann, ein homogenes Kühlen
als Ganzes auszuführen.
Wenn die Kapazität
des Kühlungsbereichs
größer ist
als 2000 l, ist es schwierig, dass die Atmosphäre in der Kühlungskammer 28 einheitlich
wird, und die Vorrichtung wird ineffizient.
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Das
Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16,
in dem die Mischung 18 der Phosphor-Materialien, die einem vorbestimmten
Kühlvorgang
unterzogen werden, untergebracht ist, wird heraus genommen durch Öffnen des
Probe-Auslass-Deckels 38, und es wird ein gewünschter
Phosphor auf Basis eines durch seltene Erden aktivierten Erd-Alkalimetall-Fluorhalogenids
hergestellt.
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Die
Vorrichtung zur Herstellung eines Phosphors gemäß der vorliegenden Erfindung
wird so mittels der in den 1 und 2 gezeigten
Vorrichtung beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese
beschränkt.
Wie in 3 veranschaulicht, kann eine Abtrennungstür 40,
die ein wärmeisolierendes
Element 42 aufweist und als Deckel ausgebildet ist, so
strukturiert sein, dass sie nacheinander in die Richtungen gleitet, die
durch die Pfeile a, b, c und d angezeigt sind. Mit anderen Worten:
Um zu erreichen, dass die Abtrennungstür 40 in einem geschlossenen
Zustand geschlossen wird, wird die Abtrennungstür 40 in der Weise
bewegt, dass sie in die Richtung gleitet, die durch den Pfeil a
angezeigt ist, und weiter in die Richtung, die durch den Pfeil b
angezeigt ist, und wird mit einem Öffnungsabschnitt des Reaktorkern-Rohrs 12 am
rechten Ende in 3 in Eingriff gebracht, um einen
vollständig
verschlossenen Zustand und hitzeerhaltende Eigenschaften in dem
Reaktorkern-Rohr 12 aufrechtzuerhalten. Weiter wird mit
dem Ziel, dass die Abtrennungstür 40 geöffnet wird,
die Abtrennungstür 40 so
bewegt, dass sie in die Richtung gleitet, die durch den Pfeil c
angegeben ist, und weiter in die Richtung gleitet, die durch den
Pfeil d angegeben ist, und der Öffnungsbereich
des Reaktorkern-Rohrs 12 am rechten Ende von 3 kann
vollständig
geöffnet
werden. Daher kann ein calciniertes Produkt (nicht in den Figuren
gezeigt) innerhalb des Reaktorkern-Rohrs 12 leicht in die Kühlungskammer 28 bewegt
werden.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung schließt die Beschreibung „die Abtrennungstür ist aus
einem wärmeisolierenden
Material hergestellt" auch
eine Struktur ein, in der die Abtrennungstür 40 mit dem wärmeisolierenden
Element 42 versehen ist, wie dies in 3 gezeigt
ist. Beispiele von Materialien des wärmeisolierenden Elements 42 schließen ein:
Wärmeisolierende
Materialien, die Wärmebeständigkeits-Eigenschaften aufweisen,
wie beispielsweise poröse
Keramikmaterialien und Kao-Wolle, in ein hohles Gefäß, das aus
Quarz oder dergleichen hergestellt ist, gepackte Glaswolle und dergleichen.
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In 3 weisen
jeweils die Elemente, die durch dieselben Bezugsziffern wie diejenigen
in den 1 und 2 bezeichnet sind, dieselbe
Funktion auf. Weiter sind die Wärmequellen 14,
das Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16, die Mischung 18 aus
Phosphor-Materialien, das Ventil 22, der Proben-Schiebe-Stab 26,
das Kühlungsgestell 32 und
das Ventil 35 in 3 nicht
veranschaulicht.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform
wurde die Struktur, in der das Reaktorkern-Rohr 12, das der
Calcinierungsbereich ist, in einem Zustand angeordnet ist, indem
er durch den Calcinierungsofen 10 hindurch reicht, gezeigt,
jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt.
Beispielsweise kann auch eine Struktur angewendet werden, in der
das linke Ende des Reaktorkern-Rohrs 12 in 1 innerhalb
des Calcinierungsofens 10 geschlossen ist und eine Probe
in den Calcinierungsofen 10 an der Seite der Kühlungskammer
(des Kühlungsbereichs) 28 hinein
geschoben wird und aus diesem heraus geschoben wird.
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Als
nächstes
wird eine Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung eines Phosphors
auf Basis eines durch seltene Erden aktivierten Bariumfluorhalgonids
gemäß der vorliegenden
Erfindung angegeben.
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Das
Verfahren zur Herstellung eines Phosphors auf Basis eines durch
seltene Erden aktivierten Bariumfluorhalgonids gemäß der vorliegenden
Erfindung (nachfolgend einfach bezeichnet als „Herstellungsverfahren der
vorliegenden Erfindung",
sollte hierzu Gelegenheit sein) umfasst die Schritte des Mischens
von Phosphor-Materialien und der Herstellung einer Mischung aus
Phosphor-Materialien (Mischungsschritt); des Calcinierens der Mischung
von Phosphor-Materialien unter Bildung eines calcinierten Produktes
(Calcinierungsschritt); und des Abkühlens des calcinierten Produkts
nach dem Calcinieren (Kühlungsschritt).
Ein Verfahren zwischen dem Calcinierungsschritt und dem Kühlungsschritt
wird durchgeführt
durch die oben beschriebene Vorrichtung zur Herstellung eines Phosphors
auf Basis eines durch seltene Erden aktivierten Bariumfluorhalgonids
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Mit
anderen Worten: Der Calcinierungsschritt wird durchgeführt, indem
man die Mischung aus Phosphor-Materialien in den Calcinierungsbereich
bringt, und zwischen dem Calcinierungsschritt und dem Kühlungsschritt
wird ein Schritt des Bewegens des calcinierten Produktes in den
Kühlungsbereich
durch Öffnen der
Abtrennungstür
und wieder schließen
der Abtrennungstür
vorgesehen. Der Kühlungsschritt
wird durchge führt
durch Bringen des calcinierten Produkts in den Kühlungsbereich. Der gekühlte anregbare
Phosphor kann weiter allgemeinen verschiedenen Verfahrensschritten
einschließlich
Waschen, Trocknen, Sieben und dergleichen unterworfen werden, wenn
dies erforderlich ist.
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Die
oben beschriebenen Schritte werden jeweils nachfolgend beschrieben.
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Mischungsschritt
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In
dem Mischungsschritt wird eine Mischung von Phosphor-Materialien
durch Mischen von Phosphor-Materialien hergestellt. Beispiele der
Phosphor-Materialien schließen
die folgenden Materialien (1) bis (5) ein:
- (1)
wenigstens eine Art von Bariumhalogenid, gewählt aus der Gruppe, die besteht
aus BaF2, BaCl2,
BaBr2, Bal2, BaFBr,
BaFCl und BaFI, mit der Maßgabe
jedoch, dass wenigstens eines von ihnen Fluor (F) enthält;
- (2) wenigstens eine Art von Erdalkalimetallhalogenid, die gewählt ist
aus der Gruppe, die besteht aus CaF2, CaCl2, CaBr2, CaI2, SrF2, SrCl2, SrBr2, SrI2, MgF2, MgCl2, MgBr2 und MgI2;
- (3) wenigstens eine Art von Alkalimetallhalogenid, die gewählt ist
aus der Gruppe, die besteht aus CsCl, CsBr, CsI, NaCl, NaBr, NaI,
KCl, KBr, KI, RbCl, RbBr, RbI, RbF, CsF, NaF, KF, LiF, LiCl, LiBr
und LiI;
- (4) wenigstens eine Art von Metalloxid, das gewählt ist
aus der Gruppe, die besteht aus Al2O3, SiO2 und ZrO2; und
- (5) wenigstens eine Art von Verbindung, die gewählt ist
aus der Gruppe, die besteht aus Seltenerd-Element-Verbindungen wie
beispielsweise ein Halogenid, Oxid, Nitrat und Sulfat.
-
Sofern
erwünscht,
kann ein Ammoniumhalogenid (NH4X', worin X' für F, Cl,
Br oder I steht) oder dergleichen als Fließmittel verwendet werden.
-
Die
Herstellung der Mischung aus Phosphor-Materialien wird durchgeführt durch
willkürliches
Auswählen
gewünschter
Materialien von jedem der oben beschriebenen Materialien (1) bis
(5) und stöchiometrisches
Messen nach dem Gewicht und Mischen der Materialien in einem Verhältnis der
relativen Zusammensetzung, das einer Zusammensetzungs-Formel (1)
entspricht, die später
angegeben wird.
-
Das
Verfahren zur Herstellung der Mischung aus Phosphor-Materialien
kann in passender Weise gewählt
werden aus bekannten Misch-Verfahren. Beispielsweise kann die Mischung
von Phosphor-Materialien hergestellt werden nach einem der folgenden
Prozesse (i) bis (iv):
- (i) ein Verfahren, in
dem die oben beschriebenen Phosphor-Materialien (1) bis (5) abgemessen
und einfach gemischt werden;
- (ii) ein Verfahren, in dem die Phosphor-Materialien (1) bis
(4) abgemessen und gemischt werden und die resultierende Mischung
auf eine Temperatur von 100°C
oder höher
für einige
Stunden erhitzt wird und danach das Phosphor-Material (5) mit dem
wie vorstehend beschrieben erhaltenen hitzebehandelten Produkt gemischt
wird;
- (iii) ein Verfahren, in dem die Phosphor-Materialien (1) bis
(5) zusammen gemischt werden und die resultierende Mischung auf
eine Temperatur von 100°C
oder höher
für einige
Stunden erhitzt wird; und
- (iv) ein Verfahren, in dem die Phosphor-Materialien (1) bis
(4) in einem Zustand einer Suspension gemischt werden und die erhaltene
Suspension unter verringertem Druck, Vakuumtrocknung oder Sprühtrocknung getrocknet
wird, während
sie erhitzt wird, und zwar vorzugsweise auf eine Temperatur von
50 bis 200°C, und
danach das Phosphor-Material
(5) mit dem erhaltenen trockenen Produkt gemischt wird.
-
Weiter
können
als Modifikationen des oben beschriebenen Herstellungsprozesses
(iv) vorteilhafterweise auch die folgenden Prozesse (iv 2), (iv
3) und dergleichen angewendet werden:
- (iv-2)
ein Verfahren, in dem die Phosphor-Materialien (1) bis (5) in einem
Zustand einer Suspension gemischt werden und die resultierende Mischung
getrocknet wird; und
- (iv-3) ein Verfahren, in dem eine Suspension, die die Phosphor-Materialien
(1) und (5) enthält,
vorzugsweise auf 50 bis 200°C
erhitzt wird oder unter verringertem Druck, Vakuumtrocknung oder
Sprühtrocknung
getrocknet wird, während
sie auf die oben genannte Temperatur erhitzt wird, und danach die
Phosphor-Materialien (2) bis (4) der erhaltenen Mischung zugesetzt
und mit dieser gemischt werden.
-
Weiter
kann auch ein Verfahren zur Herstellung eines anregbaren Phosphors
auf Basis eines durch seltene Erden aktivierten Erdalkalimetallfluorhalogenids
mit einer Tetradecaeder-Struktur, in der die Kornform und das Korn-Seitenverhältnis gesteuert
sind, das in den japanischen offengelegten Patentanmeldungen (JP-A)
Nrn. 7-233,369 und 10-195,431
offenbart ist, d. h. zusätzlich
zu den oben beschriebenen Verfahrensschritten zur Herstellung der
Mischung von Phosphor-Materialien (i) bis (iv-3) ein Herstellungsverfahren
(v), in dem ein Mittel zur Aufbringung von Scherkraft beim Mischen
von Phosphor-Materialien verwendet wird, und ein Herstellungsverfahren
(vi), in dem ein Mittel zur Steuerung verschiedener Bedingungen
einschließlich
des Zeitpunkts der Zugabe von verschiedenen Phosphor-Materialien
und das Mischens von verschiedenen Phosphor-Materialen verwendet
werden, und dergleichen angewendet werden.
-
Eine
Mischvorrichtung, die zum Mischen in den oben beschriebenen Prozessen
(v) und (vi) verwendet wird, kann in passender Weise gewählt werden
aus bekannten Mischvorrichtungen, und kann angewendet werden. Beispielsweise
können
verschiedene Mischer wie beispielsweise ein Mischer des V-Typs,
eine Kugelmühle
und eine Stabmühle
verwendet werden.
-
Für den Zweck
einer weiteren Verbesserung der Menge der anregbaren Emission, der
Auslöschbarkeit
und dergleichen, wenn der Phosphor, der durch die Zusammensetzungsformel
(I) wiedergegeben wird, hergestellt wird, können auch die folgenden verschiedenen
zusätzlichen
Komponenten zugesetzt werden.
-
Beispielsweise
können
verwendet werden: B, wie offenbart in der Druckschrift JP-A Nr.
57-23,673; As, wie offenbart in der Druckschrift JP-A Nr. 57-23,675;
eine Verbin dung aus Tetrafluorborsäure, wie dies offenbart wird
in der Druckschrift JP-A Nr. 59-27,980;
eine Hexafluor-Verbindung, wie dies offenbart wird in der Druckschrift
JP-A Nr. 59-47,289; Übergangsmetalle,
wie beispielsweise V, Cr, Mn, Fe, Co und Ni, wie dies offenbart
wurde in der Druckschrift JP-A Nr. 59-56,480; und BeX''2, (worin X'' für
wenigstens eine Art von Halogen-Atom steht, das gewählt ist
aus der Gruppe, die besteht aus F, Cl, Br und I), wie dies offenbart
wird in der Druckschrift JP-A Nr. 59-75,200.
-
Wenn
die oben genannte zusätzliche
Komponente zugesetzt wird, wird die zusätzliche Komponente zugesetzt
und eingemischt beim Abmessen und Mischen der Phosphor-Materialien oder
vor dem Calcinieren.
-
Calcinierungsschritt
-
Die
Verfahrensweise von dem Calcinierungsschritt bis zum Abkühlungsschritt
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die in 1 gezeigte
Vorrichtung beschränkt.
-
Der
Calcinierungsschritt wird durchgeführt durch Einbringen der Mischung 18 aus
Phosphor-Materialien in das Reaktorkern-Rohr 12, das der
Calcinierungsbereich ist. Speziell wird das Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16,
in dem die Mischung 18 aus Phosphor-Materialien untergebracht
ist, in das Reaktorkern-Rohr 12 eingebracht, und der Innenbereich
des Calcinierungsofens 10 wird auf eine hohe Temperatur aufgrund
der Wärme
von den Wärme-Quellen 14 erhitzt.
In diesem Zustand wird die Mischung 18 aus Phosphor-Materialien
calciniert und bildet dadurch ein calciniertes Produkt der Mischung 18 aus
Phosphor-Materialien.
-
Die
Calcinierungstemperatur liegt vorzugsweise im Bereich von 500 bis
1100°C und
noch mehr bevorzugt im Bereich von 700 bis 1000°C. Weiter ist es auch bevorzugt,
dass eine konstante Temperatur in dem oben beschriebenen Bereich
aufrechterhalten wird.
-
Wenn
die Calcinierungstemperatur geringer ist als 500°C, kann die Diffusion von Aktivator-Elementen in
dem Wirtskristall und eine Generation von F+,
das eine zentrale Quelle der Anregung bildet, unzureichend sein.
Wenn die Calcinierungstemperatur größer ist als 1100°C, kann der
Wirtskristall geschmolzen werden.
-
Die
Calcinierungszeit liegt allgemein bei 1 bis 10 h, vorzugsweise bei
1 bis 5 h, obwohl sie in Abhängigkeit
von der Menge der Mischung an eingebrachten Phosphor-Materialien, der
Calcinierungstemperatur, der Temperatur, bei der die Mischung aus
dem Ofen herausgenommen wird, und dergleichen schwankt.
-
Wenn
die Calcinierungszeit geringer ist als 1 h, kann eine Diffusion
von Aktivator-Elementen
in dem Wirtskristall und einer Generierung von F+,
das eine zentrale Quelle der Anregung bildet, unzureichend sein. Selbst
wenn die Calcinierung für
eine Zeit von mehr als 10 h durchgeführt wird, gibt es nur eine
geringfügige Änderung
der charakteristischen Eigenschaften eines Phosphors, und die Produktivität kann verschlechtert werden.
-
In
dem Reaktorkern-Rohr 12 wird während des Calcinierens eine
Atmosphäre
vorzugsweise eingesetzt, in der ein neutrales oder schwach oxidierendes
atmosphärisches
Gas enthalten ist.
-
Beispiele
des neutralen atmosphärischen
Gases schließen
Inertgase wie beispielsweise He, Ne, Ar, N2 oder
dergleichen ein.
-
Um
ein schwach oxidierendes atmosphärisches
Gas zu erzeugen, wird Sauerstoff in einer Menge von 0,1 bis 200
ml, vorzugsweise von 1 bis 100 ml bei Calcinierungs-Raum-Temperatur pro
1 l der Kapazität
des Calcinierungsbereichs in dem Ofen von dem Gas-Einleitungs-/-Abzugs-Rohr 20 eingeleitet.
In dem verbleibenden Bereich des Calcinierungsbereichs wird Inertgas
wie beispielsweise He, Ne, Ar oder N2 eingeleitet.
Wenn die Menge an eingeleitetem Sauerstoff geringer ist als 0,1
ml, können
Effekte einer Verbesserung der Löschbarkeit
eines anregbaren Phosphors nicht in ausreichender Weise erhalten
werden. Wenn die Menge größer ist
als 200 ml, kann sich die Menge an anregbarem Emissionslicht merklich
verschlechtern.
-
Das
Verfahren zum Einleiten von Sauerstoff in ein neutrales Gas ist
nicht in spezieller Weise beschränkt
und kann passender Weise gewählt
werden aus bekannten Einleitungsmethoden. Von diesen Methoden wird
vorzugsweise ein Verfahren verwendet, in dem der Innenbereich des
Reaktorkern-Rohrs 12 unter Verwendung des Gas-Einleitungs-/-Abziehrohrs 20 zeitweise
in einen Zustand nahe einem Vakuum gebracht wird; danach wird eine
vorbestimmte Menge an Sauerstoff in das Reaktorkern-Rohr 12 eingeleitet,
und der Calcinierungsschritt wird in dem Calcinierungsbereich in
einer schwach oxidierenden Atmosphäre durchgeführt. Eine erforderliche Menge
an Sauerstoff kann exakt in das Reaktorkern-Rohr 12 eingeleitet
werden, und gleichzeitig können
Einflüsse
anderer Gase minimiert werden.
-
Auf
diese Weise kann Sauerstoff in einer Menge, wie sie für eine Verbesserung
der Löschbarkeit
des anregbaren Phosphors erforderlich ist, in dem Schritt des Calcinierens
der Mischung von Phosphor-Materialien eingeführt werden, indem man die Kapazität des Calcinierungsbereichs
des Calcinierungsofens für
1 kg der zu calcinierenden Mischung von Phosphor-Materialien und
die Menge an Sauerstoff speziell angibt, die für 1 l der Kapazität des Calcinierungsbereichs
eingeleitet wird.
-
Indem
man weiter Gas, das eine vorbestimmte Menge an Sauerstoff enthält, anstelle
von Gas innerhalb des Reaktorkern-Rohrs 12 einsetzt, kann
die Menge an Sauerstoff innerhalb des Reaktorkern-Rohrs 12 eingeleitet
werden, während
man die Menge an Sauerstoff schrittweise oder kontinuierlich ändert.
-
Eine
gewünschte
Menge an Sauerstoff kann beispielsweise durch das folgende Verfahren
eingeleitet werden:
-
Zuerst
wird das Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16, in dem die
Mischung 18 von Phosphor-Materialien untergebracht ist,
in den Calcinierungsofen 10 angeordnet, dessen Calcinierungstemperatur
die Calcinierungstemperatur erreicht hat, und unmittelbar danach
wird ein Evakuieren durch das Gas-Einleitungs-/-Ableitungs-Rohr 20 für einige
Minuten durchgeführt,
um Luft aus dem Reaktorkern-Rohr 12 abzuziehen. In diesem Fall
kann das Calcinieren so lange durchgeführt werden, als das Innere
des Reaktorkern-Rohrs 12 unter einem Druck nahe Vakuum
ist, jedoch ist der Grad des Vakuums vorzugsweise 0,1 Torr oder
weniger, und zwar aus dem Grund, dass die Menge an Sauerstoff, die
in der Atmosphäre
zugegen ist, exakt eingestellt werden muss.
-
Als
nächstes
wird eine vorbestimmte Menge an Sauerstoff in das Reaktorkern-Rohr 12 eingeleitet
und auf einen gewünschten
Atmosphärendruck
geladen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Menge an eingeleitetem Sauerstoff – wie oben
beschrieben – vorzugsweise
0,1 bis 200 ml pro 1 l der Kapazität des Calcinierungsbereichs des
Reaktorkern-Rohrs. Die eingeleitete Menge an Sauerstoff wird wieder
gegeben durch das Volumen bei der Calcinierungstemperatur.
-
Nachdem
die vorbestimmte Menge an Sauerstoff in passender Weise in das Reaktorkern-Rohr 12 eingeleitet
wurde, wird das oben beschriebene neutrale Gas weiter in das Reaktorkern-Rohr 12 eingeleitet,
und der Atmosphärendruck
in dem Reaktorkern-Rohr 12 wird auf etwa 760 Torr (1 atm)
gesetzt, d. h. auf einen Wert nahe dem Atmosphärendruck, und eine schwach
oxidierende Atmosphäre
kann dadurch innerhalb des Reaktorkern-Rohrs erzeugt werden.
-
Wenn
das Innere des Reaktorkern-Rohrs 12 auf eine schwach oxidierende
Atmosphäre
eingestellt wird, kann beispielsweise ein Sauerstoff enthaltendes
Gas wie beispielsweise Luft oder ein Inertgas in das Reaktorkern-Rohr
anstelle von Sauerstoff eingeleitet werden.
-
Als
die Menge an eingeführtem
Sauerstoff enthaltendem Gas wie beispielsweise Luft wird vorzugsweise
allgemein eine Menge an Gas eingeführt, wie sie erforderlich ist,
um dieselbe Menge an Sauerstoff wie diejenige wie oben beschriebenen
Fall zu haben, in dem nur Sauerstoff eingeleitet wird. Die Menge
an eingeleitetem Sauerstoff enthalten dem Gas ist noch mehr bevorzugt
0,5 bis 1000 ml pro 1 l der Kapazität des Calcinierungsbereichs
des Reaktorkern-Rohrs ist am meisten bevorzugt 5 bis 500 ml.
-
Das
Einleiten von Sauerstoff in das Reaktorkern-Rohr 12 muss
nicht notwendigerweise nach einer Evakuierung bis zum Vakuum durchgeführt werden,
und eine extrem kleine Menge an Sauerstoff kann besser in das Reaktorkern-Rohr 12 unter
einer Neutralgas-Atmosphäre bei Atmosphärendruck
(1 atm) oder bei einer schwach oxidierenden Atmosphäre eingeleitet
werden. Alternativ dazu kann die Einleitung von Sauerstoff in einer
solchen Weise erfolgen, dass die Menge an Sauerstoff innerhalb des
Reaktorkern-Rohrs 12 erhöht wird, während man ein Sauerstoff enthaltendes
Gas wie beispielsweise Luft in das Reaktorkern-Rohr 12 einleitet.
-
Wenn
der Vorgang des Calcinierens zweimal oder noch mehr Male durchgeführt wird,
wird er beispielsweise in einer solchen Weise durchgeführt, wie
dies weiter unten beschrieben ist. Die Mischung 18 aus Phosphor-Materialien
wird einmal calciniert, und danach wird ein calciniertes Produkt
davon aus einem Calcinierungsofen heraus genommen, und man lasst
es zum Abkühlen
stehen. Sofern erforderlich, wird das calcinierte Produkt mittels
einer üblichen
Pulverisierungseinrichtung wie beispielsweise eines Mörsers, einer
Kugelmühle,
oder Rohrmühle
oder einer Zentrifugenmühle
zu einem feinen Pulver pulverisiert, und danach wird das pulverisierte
Produkt wiederholt in dem Calcinierungsofen calciniert, und der
letztgenannte Calcinierungsschritt (der End-Calcinierungsschritt) wird unter den
oben beschriebenen Calcinierungs-Bedingungen durchgeführt.
-
Es
ist noch mehr bevorzugt, dass der Vorgang des Calcinierens in einer
solchen Weise durchgeführt wird,
dass die Mischung aus Phosphor-Materialien einmal bei einer Calcinierungstemperatur
im Bereich von 900 bis 1300°C
calciniert wird (erster Calcinierungsschritt), und danach wird das
calcinierte Produkt heraus genommen und in der oben beschriebenen
Weise pulverisiert, und das pulverisierte Produkt wird weiter bei
einer Temperatur unterhalb der oben beschriebenen Calcinierungstemperatur
calciniert, vorzugsweise bei 400 bis 1000°C.
-
Ein
pulverförmiger
anregbarer Phosphor kann durch das oben beschriebene Calcinierungsverfahren erhalten
werden.
-
Weiter
wird ein Temper-Schritt vorzugsweise vor einem Bewegungs-Schritt,
der später
beschrieben wird, und nach dem Calcinierungsschritt, in dem die
Mischung 18 aus Phosphor-Materialien – wie oben beschrieben – bei einer
konstanten Temperatur calciniert wird, vorzugsweise vorgesehen.
-
Der
oben beschriebene Temper-Schritt kann durchgeführt werden, unmittelbar nachdem
die Mischung 18 aus Phosphor-Materialien calciniert wurde.
Es ist jedoch bevorzugt, dass das Tempern nach einer bestimmten
Zeitdauer durchgeführt
wird, während
eine konstante Temperatur aufrechterhalten wird und während die Entfernung
und das Ersetzen der Atmosphäre
durchgeführt
werden.
-
In
dem Temper-Schritt wird die Temperatur so gesteuert, dass sie langsam
von einer Temperatur, bei der das Tempern begonnen wird, zu einer
vorbestimmten Temperatur sinkt. Insbesondere ist es bevorzugt – aus Sicht
des Aspekts einer Verbesserung der charakteristischen Licht-Emissions-Eigenschaften
des anregbaren Phosphors –,
dass die Temperatur mit einer Rate von 0,2 bis 5°C/min gesenkt wird und eine
Temperatur erreicht, die 20 bis 300°C niedriger ist als die Temperatur
am Ende des Calcinierungsschritts.
-
Beim
Fortschreiten zu dem Bewegungsschritt, der später beschrieben wird, liegt
die Temperatur des Calcinierungsofens 10 (Calcinierungsbereich)
unmittelbar vor Öffnen
der Abtrennungstür 30 vorzugsweise
im Bereich von 500 bis 850°C
und noch mehr bevorzugt im Bereich von 500 bis 750°C. In diesem
Fall ist es dann, wenn die Calcinierungs-Temperatur in den oben
beschriebenen Temperaturbereich eingestellt wird, nicht in besonderer
Weise nötig,
dass die Temperatur beim Fortschreiten zu dem Bewegungs-Schritt geändert wird. Wenn
jedoch die Calcinierungstemperatur so eingestellt wird, dass sie
höher ist
als der oben beschriebene Bereich, ist es bevorzugt, dass die Tempera tur
durch das oben beschriebene Tempern auf eine Temperatur innerhalb
des oben beschriebenen Bereichs gesenkt wird.
-
Bewegungs-Schritt
-
In
dem Bewegungs-Schritt wird das calcinierte Produkt der Mischung 18 aus
Phosphor-Materialien, das
in dem oben beschriebenen Calcinierungsschritt erhalten wurde, von
dem Calcinierungsbereich in den Kühlungsbereich bewegt. Noch
spezieller wird in diesem Schritt das calcinierte Produkt der Mischung 18 aus Phosphor-Materialien
zu der Kühlungskammer 28,
der der Kühlungs-Bereich
ist, durch Öffnen
der Abtrennungstür 30 bewegt,
und die Abtrennungstür 30 wird
wieder geschlossen.
-
In
diesem Bewegungs-Schritt ist es bevorzugt, dass die Zeit, in der
die Abtrennungstür 30 in
einem offenen Zustand ist, soweit wie möglich verringert wird, und
zwar aus Sicht des Aspekts des Verhinderns des Fließens von
bei hoher Temperatur befindlichen Gas innerhalb des Reaktorkern-Rohrs 12 in
die Kühlungskammer 28.
Weiter ist die Atmosphäre
in dem Calcinierungsbereich nicht notwendigerweise eine Atmosphäre, die für den Kühlungsbereich
bevorzugt ist, und daher wird wünschenswerterweise
die Zeit, in der die Abtrennungstür 30 in einem offenen
Zustand ist, auf das Minimum aus Sicht des oben genannten Aspekts
verringert.
-
Der
bevorzugte Zeit-Bereich, in dem die Abtrennungstür 30 geöffnet ist,
schwankt in Abhängigkeit
von den Kapazitäten
des Calcinierungsbereichs und des Kühlungsbereichs, der Fläche der Öffnung,
wenn die Abtrennungstür 30 geöffnet ist,
den Temperaturen des Calcinierungsbereichs des Kühlungsbereichs und dergleichen.
Allgemein wird das gesamte Verfahren in dem Bewegungs-Schritt, d.
h. das Verfahren zwischen dem Öffnen
und dem Schließen
der Abtrennungstür,
vorzugsweise innerhalb von 5 min, und noch mehr bevorzugt innerhalb
von 2 min durchgeführt.
-
Vor
dem Fortschreiten zu dem Bewegungs-Schritt wird vorzugsweise Sauerstoff
in der Menge von 0,001 bis 10 ml, vorzugsweise in der Menge von
0,001 bis 2 ml bei Atmosphärendruck
und bei 25°C,
pro 1 l der Kapazität
des Kühlungsbereichs
in die Küh lungskammer 28 eingeleitet,
die der Kühlungsbereich
ist, und zwar durch die Gas-Einleitungs-/-Ableitungs-Leitung 34 für die Kühlungskammer,
und dadurch wird eine schwach oxidierende Atmosphäre in dem
Kühlungsbereich
gebildet. Dadurch, dass der Kühlungsbereich
vorab in einen Zustand mit schwach oxidierender Atmosphäre gebracht
wird, können
verschiedene charakteristische Eigenschaften, die hauptsächlich die
Auslöschbarkeit
einschließen,
aufgrund der Reaktion eines calcinierten Phosphor-Produkts während des
Kühlens
eingestellt werden.
-
Kühlungs-Schritt
-
Das
Kühlen
in dem Kühlungsschritt
kann durchgeführt
werden entweder durch ein Verfahren, in dem man das calcinierte
Produkt so stehen lässt,
dass dessen Temperatur sinkt, oder durch ein Verfahren, in dem die
Temperatur des calcinierten Produkts durch Abkühlungs-Mittel wie beispielsweise
Wasser-Kühlung
gesteuert und dazu gebracht wird, zu sinken. Jedoch ist das Verfahren,
in dem das calcinierte Produkt gekühlt wird, indem man den Schritt
bei einer gewünschten
Temperatur steuert, bevorzugt aufgrund der Aspekte einer Reduktion
der Kühlungszeit
und des Errreichens einer stabilen Zubereitung eines anregbaren
Phosphors mit ausreichenden charakteristischen Eigenschaften.
-
Eine
Kühlungsatmosphäre in dem
Kühlungs-Schritt
kann in passender Weise in Übereinstimmung
mit den Zwecken eingestellt werden. Insbesondere wird vorzugsweise
die schwach oxidierende Atmosphäre
eingesetzt, wie sie in dem Bewegungs-Schritt beschrieben ist.
-
In
dem Kühlungs-Schritt
wird vorzugsweise dann, wenn das calcinierte Produkt aus der Mischung 18 aus
Phosphor-Materialien auf eine Temperatur im Bereich von 300 bis
600°C und
vorzugsweise im Bereich von 350 bis 500°C abgekühlt wird, der Kühlungsbereich
evakuiert, und danach wird das Kühlen
in einer neutralen Atmosphäre
unter verringertem Druck durchgeführt. Die Kühlungsatmosphäre bei einer
niedrigen Temperatur wird vorzugsweise zu einer neutralen Atmosphäre gemacht,
und zwar aus Sicht eines Verhinderns, dass Atmosphären-Einflüsse übermäßig stark
werden.
-
Die
Kühlungszeit,
bis die Atmosphäre
gewechselt wird, liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 min
und noch mehr bevorzugt im Bereich von 2 bis 10 min.
-
Das
Kühlen
in dem Kühlungs-Schritt
wird vorzugsweise durchgeführt,
bis die Temperatur des calcinierten Produkts letztendlich 200°C oder weniger
und noch mehr bevorzugt 100°C
oder weniger erreicht.
-
Der
durch die Herstell-Vorrichtung oder das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, hergestellte Phosphor
ruft keine Verschlechterung der verschiedenen charakteristischen
Eigenschaften hervor, wie sie im Wesentlichen für den Phosphor verlangt werden,
wie beispielsweise eine ausreichende Menge einer anregbaren Licht-Emission,
eine ausreichende Auslöschbarkeit, die
Bildung eines qualitativ hochwertigen Bildes in stabiler Weise und
dergleichen.
-
Der
in geeigneter Weise durch die Herstellungs-Vorrichtung oder das
Herstellungs-Verfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellte Phosphor wird durch die folgende Zusammensetzungs-Formel
(I) wiedergegeben: (Ba1–a,
MII a)FX·bMI·cMIII·dA
: xLn (I)worin
MII wenigstens eine Art von Erdalkalimetall
anzeigt, das gewählt
ist aus der Gruppe, die besteht aus Sr, Ca und Mg; MI wenigstens
eine Art von Alkalimetall anzeigt, das gewählt ist aus der Gruppe, die
besteht aus Li, Na, K, Rb und Cs; MIII wenigstens
eine Art von Verbindung, die Al2O3 nicht einschließt, eines dreiwertigen Metalls
anzeigt, das gewählt
ist aus der Gruppe, die besteht aus Al, Ga, In, Tl, Sc, Y, Cd und
Lu; X wenigstens eine Art von Halogen anzeigt, das gewählt ist
aus der Gruppe, die besteht aus Cl, Br und I; Ln wenigstens eine Art
von Seltenerd-Element anzeigt, das gewählt ist aus der Gruppe, die
besteht aus Ce, Pr, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Nd, Er, Tm und Yb; A
wenigstens eine Art von Metalloxid anzeigt, das gewählt ist
aus der Gruppe, die besteht aus Al2O3, SiO2 und ZrO2; und a, b, c, d und x jeweils so gesetzt
werden, dass sie den folgenden Beziehungsausdrücken genügen: 0 ≤ a ≤ 0,3; 0 ≤ b ≤ 2; 0 ≤ c ≤ 2; 0 ≤ d ≤ 0,5; 0 < x ≤ 0,2.
-
Der
durch die oben beschriebene Zusammensetzung-Formel (I) wiedergegebene
Phosphor wird erhalten durch Mischen Phosphor-Materialien unter
Bildung einer Mischung aus Phosphor-Materialien, so dass diese eine
Zusammensetzung aufweist, die durch die Zusammensetzung-Formel (I)
wiedergegeben wird, und durch Calcinieren und Kühlen der erhaltenen Mischung
durch die Phosphor-Herstellungs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Beispiele
-
Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Beispiele
beschrieben, wird jedoch nicht durch die Beispiele beschränkt.
-
Beispiel 1
-
Mischungs-Schritt
-
Feinteilchen
eines Materials aus BaFBr:Eu und Feinteilchen eines Materials aus
BaFI:Eu wurden vorab hergestellt (zu jedem der Feinteilchen-Materialien
wurden 5 × 10–3 Mol-%
Eu als Aktivator und 1 × 10–3 Mol-%
K, Cs und Ca auf der Basis der Menge von Ba während des Synthetisierens zugesetzt).
Beide Feinteilchen-Materialien wurden zusammengemischt, so dass
das Zusammensetzungs-Verhältnis
von Br zu I 85 : 15 war, und 1 Gew.-% ultrafeiner Körnchen von
Aluminiumoxid wurden der Mischung zum Zweck des Verhinderns des
Sinterns während
des Calcinierens zugesetzt, und die Mischung wurde ausreichend mittels
eines Mischen gemischt und so eine Mischung von Phosphor-Materialien
erhalten.
-
Herstellungs-Vorrichtung
-
Als
Herstellungs-Vorrichtung (Calcinierungsvorrichtung) gemäß diesem
Beispiel wurde die Herstellungs-Vorrichtung verwendet, die in 1 gezeigt
ist.
-
Spezielle
charakteristische Eigenschaften dieser Vorrichtung waren wie folgt:
- – Reaktorkern-Rohr 12:
zylindrisches Quarzrohr mit einem Durchmesser von 20 cm; die Kapazität des Calcinierungsbereichs
war 70 l;
- – Schiffchen
(Calcinierungs-Gefäß) 16:
ein halbzylindrisches Schiffchen, hergestellt aus Quarz (oberer
Teil des Schiffchens war offen); Kapazität betrug 7 l;
- – Kühlungskammer 28:
eine Kammer hergestellt aus nicht-rostendem Stahl; die Kapazität des Kühlungsbereichs
betrug 500 l.
-
Calcinierungs-Schritt
-
3
kg der erhaltenen Mischung aus Phosphor-Materialien wurde in das
Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16 gefüllt, und
das Schiffchen 16 wurde in das Reaktorkern-Rohr 12 gesetzt
und auf eine vorbestimmte Position geschoben und der Proben-Einschiebe-Öffnungs-Deckel 24 und
die Abtrennungstür 30 wurden
zum verschlossenen Zustand geschlossen.
-
Die
Atmosphäre
innerhalb des Reaktorkern-Rohrs 12 wurde mittels einer
Vakuumpumpe evakuiert, und anschließend wurden 1,8 l Sauerstoff
durch die Gaszuleitungs-/-Abzieh-Leitung 20 bei Atmosphärendruck und
bei der Calcinierungstemperatur (850°C) eingefüllt, und anschließend wurde
Stickstoff eingefüllt
und dadurch Atmosphärendruck
erzeugt, und die Atmosphäre
wurde auf eine Atmosphäre
eingestellt, die eine sehr kleine Menge Sauerstoff enthielt. Danach
wurde die zu calcinierende Mischung bei 850°C 2 h lang durch Aufbringen
von Wärme
aus den Wärmequellen 14 calciniert.
-
Nach
dem Calcinieren wurde die Atmosphäre in dem Reaktorkern-Rohr 12 mittels
der Vakuumpumpe evakuiert, und Stickstoff wurde durch die Gaszuleitungs-/Abzieh-Leitung 20 eingefüllt und
ersetzt. Danach wurde die Temperatur des Calcinierungsbereichs auf
700°C gesenkt.
-
Vor
dem Fortschreiten zu dem Bewegungs-Schritt wurde das Innere der
Kühlungskammer 28 vorab auf
eine Atmosphäre
eingestellt, die eine sehr kleine Menge an Sauerstoff enthielt.
Mit anderen Worten: Nachdem die Atmosphäre in der Kühlungskammer 28 mittels
der Vakuumpumpe evakuiert worden war, wurden 65 ml Sauerstoff mit
der Gaszuleitungs-/-Abzieh-Leitung 34 für die Kühlungskammer bei Atmosphärendruck
und Raumtemperatur (25°C)
eingefüllt,
und Stickstoff wurde anschließend
zugeleitet, und so wurde Atmosphärendruck
hergestellt, und die Atmosphäre
wurde auf eine Atmosphäre
eingestellt, die eine sehr kleine Menge an Sauerstoff enthielt.
-
Bewegungs-Schritt
-
Die
Abtrennungstür 30 wurde
in einen offenen Zustand gebracht, und das Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16,
das den Phosphor (das calcinierte Produkt der Mischung aus Phosphor-Materialien)
darin untergebracht aufwies, der in dem oben beschriebenen Calcinierungsschritt
calciniert worden war, wurde in die Richtung gleitend bewegt, die
durch den Pfeil z angegeben ist, und wurde auf dem Kühlungsgestell 32 angeordnet.
Danach wurde die im offenen Zustand befindliche Abtrennungstür 30 wiederum
zum verschlossenen Zustand geschlossen (dabei wurde auch der Probe-Entnahme-Deckel 38 in
einen geschlossenen Zustand geschlossen). Die Zeit, während der
die Abtrennungstür 30 geöffnet war,
betrug 30 s).
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Abkühlungs-Schritt
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Unter
Halten der inneren Kühlungskammer 28 in
einem Zustand der Atmosphäre,
die eine sehr kleine Menge Sauerstoff enthielt, wie dies oben beschrieben
worden war, ließ man
das calcinierte Produkt 5 min lang stehen. Danach betrug die Temperatur
des calcinierten Produkts 400°C.
Das calcinierte Produkt der Mischung 18 aus Phosphor-Materialien, das
in dem Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16 untergebracht
war, wurde im Verlauf einer Stunde unter Evakuieren von Gas durch
die Gas-Zufuhr-/-Abzieh-Leitung 34 für die Kühlungskammer
auf 100°C
abgekühlt
und aus der Kühhlungskammer 28 herausgenommen
und so ein Phosphor auf Basis eines durch seltene Erden aktivierten
Bariumfluorhalogenids erhalten.
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Vergleichsbeispiel 1
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Mischungs-Schritt
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Eine
Mischung aus Phosphor-Materialien wurde erhalten unter Durchführen des
Mischungs-Schritts in derselben Weise wie in Beispiel 1.
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Herstellungs-Vorrichtung
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Eine
Herstellungs-Vorrichtung (Calcinierungsvorrichtung), wie sie in
dem Vergleichsbeispiel verwendet wurde, bestand nur aus einem Calcinierungsbereich
A, wie er in 1 gezeigt ist (ein Endabschnitt
dieser Vorrichtung auf der Seite der Abtrennungstür 30 war
verschlossen) und das Reaktorkern-Rohr 12 kann aus dem
Calcinierungsofen 10 herausgezogen werden. Die anderen
Strukturen der Vorrichtung waren dieselben wie in Beispiel 1.
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Calcinierungs-Schritt
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3
kg der erhaltenen Mischung aus Phosphor-Materialien wurde in dem
Schiffchen (Calcinierungs-Gefäß) 16 angeordnet,
und das Schiffchen 16 wurde in das Reaktorkern-Rohr 12 gestellt
und in eine vorbestimmte Position gebracht, und der Proben-Einführ-Öffnungs-Deckel 24 wurde
zur Luft-Dichtheit verschlossen.
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Die
Atmosphäre
in dem Reaktorkern-Rohr 12 wurde mittels einer Vakuumpumpe
evakuiert, und danach wurden 1,8 l Sauerstoff mittels der Gas-Zufuhr-/-Abzieh-Leitung 20 bei
Atmosphärendruck
und bei der Calcinierungstemperatur (850°C) eingefüllt, gefolgt von der Zuleitung
von Stickstoff unter Bildung von Atmosphärendruck, und das Innere des
Reaktorkern-Rohrs 12 wurde auf eine Atmosphäre eingestellt,
die eine sehr geringe Menge an Sauerstoff enthielt. Danach wurde
die zu calcinierende Mischung bei 850°C für die Zeit von 2 h unter Aufbringung
von Wärme
aus den Wärmequellen 14 calciniert.
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Nach
dem Calcinieren wurde die Atmosphäre in dem Reaktorkern-Rohr 12 mittels
der Vakuumpumpe evakuiert und durch Stickstoff ersetzt, indem man
Stickstoff durch die Gas-Zufuhr-Leitungs-/-Abzieh-Leitung 20 einleitete.
Danach wurde die Temperatur des Calcinierungsbereichs auf 700°C gesenkt.
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Kühlungs-Schritt
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Das
Reaktorkern-Rohr 12 wurde aus dem Calcinierungsofen 10 herausgenommen
und auf Raumtemperatur abgekühlt,
während
man einen Schritt des Evakuierens mittels der Vakuumpumpe durchführte. Das calcinierte
Produkt wurde aus dem Reaktorkern-Rohr 12 herausgenommen,
und es wurde ein Phosphor auf Basis eines durch seltene Erden aktivierten
Bariumfluorhalogenids gemäß Vergleichsbeispiel
1 erhalten. Die Zeit, die für
das Verfahren bis zum Kühlen
erforderlich war, betrug 3 h.
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Bewertungstests
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Die
erhaltenen Phosphore auf Basis von durch seltene Erden aktiviertem
Bariumfluorhalogenid gemäß Beispiel
1 und Vergleichsbeispiel 1 wurden bewertet, indem man die unten
beschriebenen Tests durchführte:
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(1) Menge an anregbarer
Licht-Emission
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Körner jedes
der oben beschriebenen Phosphore wurde homogen in einen zylindrischen
Halter gepackt, der eine Dicke von 1 mm und eine Öffnung mit
einem Durchmesser von 10 mm hatte. Die Oberfläche jedes Phosphors am Öffnungsabschnitt
des zylindrischen Halters wurde mit 100 mR Röntgenstrahlung mit einer Röhrenspannung
von 80 kVp bestrahlt, gefolgt von der Bestrahlung und Anregung mit
Halbleiter-Laserlicht (dessen Wellenlänge 660 nm betrug) mit einer
Anregungsenergie von 4,3 J/m2. Im Anschluss
daran wurde anregbares Emissions-Licht, das von den Phosphor-Körnern abgestrahlt
wurde, mittels eines Photovervielfacher-Rohrs über ein optisches Filter (B-410)
aufgenommen, und die Menge an anregbarem Emissions-Licht wurde gemessen.
Der gemessene Wert wurde angegeben als relativer Wert, wobei der
Wert, der in dem anregbaren Phosphor des Vergleichsbeispiel 1 erhalten
wurde, als 100 gesetzt wurde. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden
Tabelle 1 gezeigt.
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(2) Auslöschbarkeit
-
Die
Oberfläche
jedes der Phosphore wurde am Öffnungs-Abschnitt
des zylindrischen Halters mit 100 mR Röntgenstrahlung mit einer Röhrenspannung
von 80 kVp bestrahlt, gefolgt von der Bestrahlung und Anregung mit
Halbleiter-Laser-Licht (dessen Wellenlänge 660 nm betrug), mit einer
Anregungsenergie von 4,3 J/m2. Anschließend wurde
anregbares Emissions-Licht, das von den Phosphor-Körnern abgestrahlt
wurde, mittels eines Photovervielfacher-Rohrs über ein optisches Filter (B-410)
aufgenommen und die anfängliche
anregbare Emissions-Menge wurde gemessen.
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Danach
wurde ein Auslösch-Vorgang
durchgeführt,
indem man auf den Phosphor Licht einstrahlte, das von einer Tageslicht-Fluoreszenz-Lampe
des Drei-Band-Typs emitiert wurde, und zwar mit 100 Millionen lux
pro Sekunde. Danach wurde die Menge an anregbarem Emissions-Licht
des anregbaren Phosphor nach dem Auslösch-Vorgang für jeden
der zylindrischen Halter in derselben Weise gemessen wie bei der
Messung der anfänglichen
anregbaren Emissions-Menge.
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Die
Auslöschbarkeit
jedes Phosphors wird wiedergegeben durch einen Auslösch-Wert,
der durch den folgenden Ausdruck erhalten wird. Wenn der numerische
Wert kleiner wird, verbessert sich die Auslöschbarkeit. Auslösch-Wert
= (anregbare Emissions-Menge nach der Auslöschung/anfängliche anregbare Emission-Menge)
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Die
erhaltenen Berechnungsergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben:
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Wie
aus Tabelle 1 klar ersichtlich ist, war der Phosphor auf Basis eines
durch seltene Erden aktivierten Bariumfluorhalogenids gemäß Beispiel
1, der unter Verwendung der Herstell-Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung hergestellt worden war, ausgezeichnet dahingehend, dass
die anregbare Emissions-Menge und die Auslöschbarkeit beide ausreichend
sind.
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Wie
oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung
zur Herstellung eines Phosphors auf Basis eines durch seltene Erden
aktivierten Bariumfluorhalogenids liefern, in dem die Zustände der Atmosphäre während des
Calcinierens und des Kühlens
optimal eingestellt werden können
und die Abkühl-Rate
in einem weiten Bereich gewählt
werden kann.
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Weiter
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Phosphors auf Basis
eines durch seltene Erden aktivierten Bariumfluorhalogenids unter
Verwendung der Herstell-Vorrichtung bereitgestellt werden, die die
oben beschriebenen ausgezeichneten Funktionen aufweist, in dem die
Bedingungen, unter denen ein anregbarer Phosphor erhalten werden
kann, der ausgezeichnete charakteristische anregbare Licht-Emissions-Eigenschaften
und eine ausgezeichnete Auslöschbarkeit
aufweist, eingestellt werden können.
