DE809839C

DE809839C - Process for the preparation of a phosphor

Info

Publication number: DE809839C
Application number: DEP19330A
Authority: DE
Inventors: Jan Bross; Ferdinand Anne Kroeger
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1944-05-05
Filing date: 1948-10-23
Publication date: 1951-08-02

Description

Verfahren zur Bereitung eines Leuchtstoffes Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bereitung von manganhaltigem leuchtenden Magnesiumtitanat.Method of preparing a phosphor The present invention relates to a process for the preparation of luminous magnesium titanate containing manganese.

Es ist bekannt, einen Leuchtstoff durch Erhitzung eines Gemisches von Magnesiumoxyd und Titanoxyd oder von Verbindungen, aus denen diese Stoffe entstehen können, zu bereiten, wobei als Aktivator eine geringe Manganmenge zugesetzt wird. Bei dieser Erhitzung entsteht ein manganhaltiges Magnesiumtitanat. Nach den allgemein üblichen Verfahren bei der Bereitung eines Leuchtstoffes wird das Reaktionsprodukt bis auf Zimmertemperatur abgekühlt und pulverisiert, worauf der Stoff verwendungsbereit ist. Es wurde beschrieben, daB die Weise auf welche, und die Atmosphäre in welcher die Abkühlung des Magnesiumtitanats erfolgt, die Lichtausbeute des Leuchtstoffes bei Bestrahlung z. B. mit langwelligen Ultraviolettstrahlen beeinfluBt. So wird angegeben, daB die Helligkeit der Fluoreszenz durch langsames Abkühlen im Ofen, in dem das Titanat bereitet ist, wesentlich erhöht wird. Auch wird erwähnt, daB durch eine Reduktion in einer Stickstoffatmosphäre die Lumineszenz des manganhaltigen Präparats völlig zunichte gemacht wird, daß dagegen ein Glühen in einer Sauerstoffatmosphäre sehr gute Resultate ergibt.It is known to produce a phosphor by heating a mixture of magnesium oxide and titanium oxide or of compounds from which these substances arise can be prepared, with a small amount of manganese being added as an activator. This heating creates a manganese-containing magnesium titanate. According to the general The reaction product is the usual method in the preparation of a phosphor Cooled to room temperature and pulverized, whereupon the fabric is ready for use is. It was described that the way in which, and the atmosphere in which the cooling of the magnesium titanate takes place, the luminous efficacy of the phosphor with irradiation z. B. influenced by long-wave ultraviolet rays. So will stated that the brightness of the fluorescence is achieved by slow cooling in the oven, in which the titanate is prepared is increased significantly. It is also mentioned that by a reduction in a nitrogen atmosphere the luminescence of the manganese-containing Preparation is completely wiped out, but that a glow in an oxygen atmosphere gives very good results.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daB der längere Abkühlungsvorgang nicht notwendig ist, da die guten Lumineszenzeigenschaften des Magnesiumtitanats nur in einem beschränkten Temperaturgebiet erzielt werden. Nach der Erfindung wird manganhaltiges Magnesiumtitanat einer besonderen Behandlung unterworfen, die darin besteht, daß dieser Stoff während io bis 20 Stunden auf eine Temperatur von 40o bis 60o ° in einer oxydierenden Atmosphäre erhitzt wird.The invention is based on the knowledge that the longer cooling process is not necessary because of the good luminescence properties of magnesium titanate can only be achieved in a limited temperature range. To the invention, manganese-containing magnesium titanate is subjected to a special treatment, which consists in that this substance for 10 to 20 hours at a temperature is heated from 40o to 60o ° in an oxidizing atmosphere.

Infolge dieser Erhitzung wird das Magnesiumtitanat zu starker Lumineszenz gebracht. In welchem Augenblick diese Erhitzung durchgeführt wird, ist dabei gleichgültig. Es ist beispielsweise möglich, das Magnesiumtitanat zunächst durch Erhitzung des Titanoxyds und Magnesiumoxyds mit Mangan als Aktivator anzufertigen und das auf diese Weise erhaltene Reaktionsprodukt schnell abzukühlen (abzuschrecken), so daß es die Zimmertemperatur erreicht, und dann den auf diese Weise bereiteten Stoff, der nahezu keine Lumineszenz aufweist, mittels des Erhitzungsverfahrens nach der Erfindung gut lumineszierend zu machen. Hierbei kann dann die Erhitzung entweder sofort erfolgen, oder erst nachdem der Stoff während kurzer oder längerer Zeit aufbewahrt worden ist.As a result of this heating, the magnesium titanate becomes strong luminescence brought. It does not matter at which moment this heating is carried out. For example, it is possible to first remove the magnesium titanate by heating the To make titanium oxide and magnesium oxide with manganese as an activator and that on reaction product obtained in this way to cool (quench) quickly, so that it reaches room temperature, and then the fabric prepared in this way, which has almost no luminescence, by means of the heating method according to the To make invention luminescent well. Here the heating can either take place immediately, or only after the substance has been stored for a short or long period of time has been.

Es ist auch möglich, das Reaktionsprodukt, das durch die Erhitzung von Titanoxyd und Magnesiumoxyd mit Mangan als Aktivator oder von deren Verbindungen, z. B. von Nitraten, aus denen diese Oxyde durch Erhitzung entstehen können, erhalten wird, schnell bis auf eine Temperatur von etwa 60o ° C abzukühlen, dann während io bis 20 Stunden auf einer Temperatur zwischen 40o bis 60o ° zu halte -und darauf wieder schnell bis auf Zimmertemperatur abzukühlen (abzuschrecken). Hierbei ist das Verfahren nach der Erfindung in der Bereitungsweise des Stoffes enthalten.It is also possible to use the reaction product obtained by heating of titanium oxide and magnesium oxide with manganese as an activator or of their compounds, z. B. of nitrates, from which these oxides can be formed by heating is to cool quickly to a temperature of about 60o ° C, then during Keep at a temperature between 40o and 60o ° for 10 to 20 hours - and on it to cool down again quickly to room temperature (to deter). Here is the method according to the invention included in the preparation mode of the fabric.

Die erforderliche Erhitzung erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 50o und 58o' C, da dann die höchste Lichtausbeute erzielt wird. Die zur Aktivierung erforderliche oxydierende Atmosphäre besteht z. B. aus Sauerstoff oder aus Luft.The required heating is preferably carried out at one temperature between 50o and 58o'C, because this is when the highest light output is achieved. The for Activation required oxidizing atmosphere consists z. B. from oxygen or from air.

Das manganhaltige Magnesiumtitanat, das gemäß der Erfindung behandelt worden ist, leuchtet beim Auftreffen von Strahlen mit einer Wellenlänge zwischen 2650 und 460o A mit roter Farbe auf. Das dabei vom Titanat ausgestrahlte Licht umfaßt ein schmales Spektralgebiet im Rot mit einem Höchstwert bei einer Wellenlänge von etwa 655o A. Bekanntlich entsteht eine Strahlung zwischen 460o und 265o A in einer Hochdruckquecksilberdampfentladungsröhre, so daß das nach dem neuen Verfahren bereitete Titanat z. B. in Verbindung mit einer solchen Entladungsröhre verwendbar ist. Zur Erregung des Titanats ist die Linie mit einer Wellenlänge von 365o A besonders wichtig.The manganese-containing magnesium titanate which has been treated according to the invention lights up with a red color when incident rays with a wavelength between 2650 and 460 ° A. The light emitted by the titanate comprises a narrow spectral region in red with a maximum value at a wavelength of around 655o A. It is known that radiation between 460o and 265o A occurs in a high-pressure mercury vapor discharge tube. B. can be used in conjunction with such a discharge tube. The line with a wavelength of 365o A is particularly important for exciting the titanate.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das neue Verfahren derart durchzuführen, daß das endgültige lumineszierende Erzeugnis größtenteils aus Magnesiumorthotitanat besteht.It has proven advantageous to carry out the new process in such a way that that the final luminescent product is largely made from magnesium orthotitanate consists.

DerMangangehalt liegt zwischen o,oi und 5,oMo1. 0/00, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2,0 Mol.°/00.The manganese content is between o, oi and 5, oMo1. 0/00, preferably between 0.5 and 2.0 mol. ° / 00.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, in dem das Verfahren zur Bereitung eines leuchtenden manganhaltigen Magnesiumtitanats beschrieben wird.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment, in which the process for the preparation of a luminous manganese-containing magnesium titanate is described.

Beispiel 8o g reines Mg O wird in Teilen in 66o ccm einer gereinigten salzsauren Titanlösung gelöst, die 1213 g Ti 02 pro Liter enthält. Nach dem Zusetzen von o,7 ccm einer Manganlösung, die 20o g MnO pro Liter enthält, wird die Lösung ammoniakalisch gemacht, eingedampft und die erhaltene Masse auf etwa 500° C erhitzt zwecks Austreibung von Ammoniumchlorid. Darauf wird die Temperatur bis zum schwachen Glühen allmählich gesteigert, wobei Chlor entweicht. Wenn diese Chlorentwicklung aufgehört hat, wird die Temperatur bis auf 1200' C erhöht, bei welcher Temperatur während i bis 2 Stunden eine Erhitzung in Luft stattfindet. Die erhaltene Masse wird nach erfolgter Abkühlung bis auf Zimmertemperatur bis zu einer für die Bedeckung einer Wand geeigneten Korngröße gemahlen. Darauf wird der erhaltene Stoff während 15 Stunden auf 56o' C in einer Sauerstoffatmosphäre erhitzt.Example 80 g of pure Mg O is purified in parts in 66o ccm of a Dissolved hydrochloric acid titanium solution, which contains 1213 g Ti 02 per liter. After adding 0.7 ccm of a manganese solution containing 20o g of MnO per liter is the solution Made ammoniacal, evaporated and the resulting mass heated to about 500 ° C for the purpose of expelling ammonium chloride. Thereupon the temperature becomes weak Glowing gradually increased, with chlorine escaping. When this chlorine development has stopped, the temperature is increased to 1200 ° C, at which temperature heating in air takes place for 1 to 2 hours. The mass obtained becomes after cooling down to room temperature up to one for the covering a wall suitable grain size ground. Thereupon the obtained substance is during Heated for 15 hours at 56o'C in an oxygen atmosphere.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the preparation of a luminous manganese-containing magnesium titanate, in particular for electrical discharge tubes, characterized in that this material is heated for 10 to 20 hours at a temperature of 40 to 60 ° C in an oxidizing atmosphere.

2. Procedure according to claim i, characterized in that the reaction product obtained by heating a mixture of magnesium oxide, titanium oxide and a manganese activator or of Substances from which these components are created by heating is obtained quickly cooled to room temperature and then for 10 to 20 hours at a Temperature from 40o to 60o ° is heated in an oxidizing atmosphere.

3. Procedure according to claim i, characterized in that the reaction product obtained by heating a mixture of magnesium oxide, titanium oxide and a manganese activator or of Substances from which these components are created by heating is obtained quickly is cooled down to about 60o ° C, then for 10 to 20 hours down to one Temperature from 40o to 60o ° C heated in an oxidizing atmosphere and placed on it is cooled again quickly to room temperature.

4. The method according to the claims 1, 2 or 3, characterized in that the heating of the phosphor in one In an oxygen atmosphere or in air.

5. The method according to claims 1, 2, 3 or 4, characterized in that the heating takes place at a temperature which is between 50o and 58o'C.