DE875251C - Leuchtstoff, insbesondere fuer elektrische Entladungslampen und Verfahren zur Herstellung des Leuchtstoffes - Google Patents

Description

• Leuchtstoff, insbesondere für elektrische Entladungslampen und Verfahren zur Herstellung des Leuchtstoffes Die Erfindung bezieht sich auf einen Leuchtstoff, der durch ultraviolette, Röntgen- oder Kathodenstrahlen anregbar ist, insbesondere für elektrische Entladungslampen, z. B. Quecksilber-Niederdruck-Leuchtstoffröhren, auf deren Innenwand eine Leuchtstoffschicht aufgebracht ist. Es ist auch möglich, die Leuchtstoffe außen auf der Gefäßwand oder auf einem der Entladungslampe vorangestellten Schirm anzubringen. Selbstverständlich muß dann die Gefäßwand der Entladungslampe für die anregende Strahlung durchlässig sein.
• Leuchtstoffe mit sehr guter Lichtausbeute und mit ausgezeichnetem Brenndauerverhalten, die sich besonders für Entladungslampen, auch im Gemisch mit anderen Leuchtstoffen, eignen, enthalten nach der Erfindung einen Leuchtstoff aus mit Blei und Mangan aktivierten Calcium-Strontium-Silicat-Verbindungen. Vorteilhaft besteht ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffes nach der Erfindung darin, daß sowohl Calcium- als auch Strontiumverbindungen, insbesondere deren Halogenide, Nitrate oder Carbonate zusammen mit Kieselsäure sowie mit Blei- und manganhaltigen Stoffen in solchem Verhältnis gemischt und einem Glühprozeß unterworfen werden, daß mit Blei und Mangan aktiviertes Calcium-Strontium-Silicat entsteht. Dem Ausgangsmaterial aus einer Calciumverbindung, einer Strontiumverbindung und Kieselsäure werden dabei noch etwa r bis 3, vorzugsweise 1,6 Gewichtsprozente Blei und >= bis 3, vorzugsweise 2,4 Gewichtsprozente Mangan zugegeben. Die angegebenen Grenzen für den Pb- und Mn-Zusatz können sowohl unterschritten als auch überschritten werden. Die günstigsten Werte liegen jedoch in den angegebenen Grenzen. Die Leuchtintensität bei Unter- bzw. Überschreiten der Grenzwerte ist geringer. Das Mangan wird zweckmäßig in Form von Mangancarbonat und das Blei in Form von Bleioxyd zugefügt. Nach inniger Vermischung wird das so erhaltene Material meist zuerst bei etwa 110o° C, dann nochmals etwa dreimal je 1l/2 Stunden bei etwa 110o bis 130o° C im Wasserdämpfstrom geglüht, beispielsweise bei einem Wasserdampfpartialdruck von einigen Zoo mm. Zwischen den einzelnen Glühungen wird das Produkt gemahlen und gesiebt. Sehr gute Leuchtstoffe werden erhalten, wenn man bei der Herstellung des Leuchtstoffes von Calciumcarbonat und Strontiumcarbonat und Kieselsäure ausgeht und diese Stoffe im Molverhältnis von etwa o,99 bis 0,85 zu 0,o1 bis 0,15 zu 0,75 bis 1,25 mischt. Zur Erzielung eines Leuchtstoffes mit einer Strahlung von besonders hohem Rotgehalt kann ein Gemisch von vorzugsweise o,95 CaO zu o, o5 Sr O zu 1,1 S'02 gewählt werden. Einen Leuchtstoff mit ebenfalls sehr guter Lichtausbeute, aber mit einer Strahlung von geringerem Rotgehalt, der also mehr gelbstichig ist, erhält man, wenn man die einzelnen Bestandteile zweckmäßig im molären Verhältnis von etwa 0,973 Mol Ca0 zu 0,o27 Mol SrO zu =,1 Mol SiO2 mischt. Die vor der Mischung je für sich hergestellten Calciumcarbonat und Strontiumcarbonat werden in der üblichen Weise, beispielsweise bei 150° C, getrocknet und danach in den angegebenen Molverhältnissen mit der Kieselsäure und den Zusätzen von Blei und Mangan bzw. deren Verbindungen innig vermischt und geglüht.
• Es hat sich gezeigt, daß mit wachsendem Gehalt an Strontium das Emissionsmaximum des -Ca-Sr-Silicats sich nach den langen ultraroten Wellenlängen hin verschiebt, d. h. der Rotanteil des Emissionsspektrums erhöht wird. Diese Abhängigkeit ergibt sich beispielsweise aus folgender Gegenüberstellung: Bei einem konstant gehaltenen Mangangehalt von 2,4 °/o und einem Bleigehalt von 1,6 °/o verschiebt sich das Emissionsmaximum

  bei 1,5 Molprozent SrO nach 6o8 mu,

  - 2,5 - Sr0 - 6,0 mit,

  - 3,5 - Sr0 - 615 mu,

  - 5 , - Sr0 - 625 mu,

  - 1o - 5r0 - 650 mu.

  Bei dem Verfahren nach der Erfindung läßt sich ein Leüchtstoffpulver mit sehr kleinen und gleichmäßigen Korngrößen erreichen, was für die Zwecke der Leuchtstofflampenherstellung wichtig ist. Beispielsweise ergibt sich eine Kornverteilung mit einem Kornschwer-Punkt bei 4y, bei der 58 % eine Korngröße kleiner als q.,u aufweisen, während kein Korn größer als 10,u ist.
• Da einerseits das aktivierte Calciumsilicat (Pb-Mn) für sich allein gelb leuchtet und andererseits das ebenso aktivierte Strontiumsilicat für sich allein ultrarot strahlt, kann bei dem nach der Erfindung hergestellten neuen Leuchtstoff von einem mechanischen Gemisch keine Rede sein, da dieser neue Leuchtstoff jetzt eine breite rote Bande zeigt. Offenbar liegt auch keine atomar-homogene Verteilung vor. Röntgenspektrographische Untersuchungen der nach dem neuen Verfahren hergestellten Leuchtstoffe ergaben Interferenzen, die der Wollastonitstruktur zugeordnet sind. Da zusätzliche Interferenzlinien auftreten, besteht hier die Möglichkeit; daß für die neben den Wollastonithnien vorhandenen besonderen Interferenzlinien teilweise. eine Mosaikstruktur verantwortlich zu machen ist.
• Die Entladungslampen, durch deren Strahlung der Leuchtstoff zum Leuchten angeregt wird, können eine beliebige geeignete Gas- und/oder Metalldampffüllung besitzen und in bekannter Weise entweder mit Glühelektroden oder mit sogenannten kalten Elektroden ausgestattet sein.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Leuchtstoff, der durch ultraviolette, Röntgen-oder Kathodenstrahlen anregbar ist, insbesondere für elektrische Entladungslampen, z.B. Quecksilber-Niederdruck-Leuchtstoffröhren, mit auf der Röhreninnenwand aufgebrachter Leuchtstoffschicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff mit Blei und Mangan aktivierte Calcium-Strontium-Silicat-Verbindungen enthält.
2. 2. Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Calcium- als auch Strontiumverbindungen, insbesondere deren Halogenide, Nitrate oder Carbonate zusammen mit Kieselsäure sowie mit blei- und manganhaltigen Stoffen in solchem Verhältnis gemischt und einem Glühprozeß unterworfen werden, daß mit Blei und Mangan aktiviertes Calcium-Strontium-Silicat entsteht.
3. 3. Verfahren zur Herstellung-eines Leuchtstoffes nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangsmaterial aus einer Calciumverbindung, einer Strontiumverbindung und Kieselsäure noch etwa 1 bis 3, vorzugsweise 1,6 Gewichtsprozente Blei, z. B. in Form von Bleioxyd, und 1 bis 3, vorzugsweise 2,4 Gewichtsprozente Mangan, z. B. in Form von Mangancarbonat, zugegeben und das Gemisch mehrmals bei etwa 110o bis 130o° C im Wasserdampfstrom mit einem Partialdruck von- einigen Zoo mm geglüht wird. ¢. Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffes nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Calciumcarbonat, Strontiumcarbonat und Kieselsäure im Molverhältnis von etwa o,99 bis o,85 zu 0,o1 bis 0,15 zu o,75- bis 1,25, vorzugsweise von etwa 0,95 zu 0,05 zu 1,1, zur Erzielung eines Leuchtstoffes mit hohem Rotgehalt oder von etwa 0,973 zu 0,027 zu 1,1 zur Erzielung eines Leuchtstoffes mit geringerem Rotgehalt gemischt werden.