FR1464976A - Phosphores comprenant principalement des oxydes de terres rares qui sont activés àl'europium - Google Patents
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Description
Phosphores comprenant principalement des oxydes de terres rares qui sont activés à l'europium. La présente invention concerne des phosphores activés à l'europium. L'invention vise notamment à réaliser des phosphores à haute efficacité qui sont destinés à être utilisés pour la constitution des écrans des tubes à rayons cathodiques et dans la fabrication des lampes à décharge à fluorescence.
Les phosphores de ce type comme l'oxyde de gadolinium activé à l'europium ou l'oxyde d'yt- trium activé à l'europium sont en eux-mêmes connus.
En générai les phosphores doivent être calcinés à une température de l'ordre des 2/3 de leur tempé rature absolue de fusion afin d'obtenir, dans un délai de quelques heures, une cristallisation suffi- sante. C'est ainsi que les oxydes de gadolinium et d'yttrium qui ont respectivement des points de fusion de l'ordre de 2 300 OC et 2 600 OC doivent être calcinés vers<B>1</B>400-1<B>500</B> OC. On a pu confir mer expérimentalement que l'oxyde de gadolinium et l'oxyde d'yttrium activés à l'europium faisaient preuve d'une grande brillance lorsqu'ils avaient été calcinés à des températures de l'ordre de 1400 OC. Toutefois la calcination à des températures aussi élevées présente de multiples inconvénients. On peut accroître la vitesse de cristallisation en ajou tant au phosphore avant de procéder à la calcina tion un additif chimique qui sera appelé ci-après u fondant n. Un tel fondant devrait remplir les fonc tions suivantes : (1) accélérer la cristallisation de l'oxyde de gadolinium et de l'oxyde d'yttrium; (2) accélérer la diffusion de l'europium dans le cristal hôte; et enfin (3) ne pas réduire la fluorescence pro pre de l'europium.
Dans les tubes à rayons cathodiques pour la cou leur, la présence de particules trop fines de phos phores entraîne une réduction de la pureté de la couleur et une diminution de l'adhérence des points de couleur sur l'écran.
Il s'est avéré que l'on pouvait obtenir à la fois une grande efficacité lumineuse, une bonne répar tition granuiométrique et une cristallisation suf fisante des phosphores à base d'oxyde de gadoli nium activé à l'europium ou d'oxyde d'yttrium activé à l'europium, en y ajoutant, à titre de fon dant, une petite quantité de borax et en calcinant <B>le</B> mélange à une température de l'ordre de 1200 OC.
La description qui va suivre en référence au dessin annexé permettra de mieux comprendre l'invention.
La figure 1 est un diagramme montrant une courbe de répartition d'énergie d'un phosphore suivant l'invention.
La figure 2 est un diagramme montrant une courbe illustrant comment l'intensité relative de la brillance d'un phosphore suivant l'invention varie avec la quantité de borax qu'il contient.
L'oxyde de gadolinium activé à l'europium ou l'oxyde d'yttrium activé à l'europium présentent une émission de raies avec un maximum très mar qué à 6 110 Â lorsqu'ils reçoivent un rayonnement de 2 537 .A, de la façon qui est montrée par la figure 1. On augmente la brillance de ces substances en leur ajoutant une petite quantité de borax avant la calci nation comme le montre la figure 2. C'est ainsi que la brillance (toujours pour un rayonnement incident de 2 537 A) d'un oxyde de gadolinium activé à l'europium, qui contient 5 molécules-grammes de borax avant la calcination à quelques 1200 OC, représente à peu près 170 % de la brillance obtenue avec le même phosphore non additionné de borax. Des résultats du même genre sont obtenus avec des phosphores à l'oxyde d'yttrium activé à l'euro pium. En outre, la croissance des cristaux est accé lérée et la cristallisation est améliorée par l'adjonc tion de borax, adjonction qui entraîne également une réduction de la proportion des particules fines. Cela améliore la pureté de la couleur, ainsi que les propriétés d'adhérence de la poudre, pour le cas particulier de l'application aux tubes à rayons catho diques.
La phosphorescence du phosphore est normale ment prolongée par l'adjonction d'un fondant. Toutefois, le borax conduit à une réduction de la durée de cette phosphorescence. Cela constitue un autre avantage essentiel pour l'utilisation du borax comme fondant pour les phosphores destinés aux écrans des tubes à rayons cathodiques pour la couleur.
Les phosphores à base d'oxyde de gadolinium activé à l'europium ou d'oxyde d'yttrium activé à l'europium peuvent être calcinés entre 1100 et 1250<B>OC</B> s'il elles ont été additionnés d'une petite quantité de borax, à titre de fondant, et cela conduit à un phosphore d'une grande efficacité.
En vue d'obtenir une bonne brillance, il. y a lieu de choisir un rapport du nombre des atomes- grammes d'europium au nombre des molécules- grammes d'oxyde de gadolinium ou d'oxyde d'yt- trium qui est compris entre 0,002/1 et 0,3/1, de préférence entre O,Oa/1 et 0,15/l. Afin: d'obtenir la plus grande amélioration possible de la brillance, le rapport du nombre des molécules-grammes de borax au nombre des molécules-grammes d'oxyde .de gadolinium ou d'oxyde d'yttrium devrait être compris entre 0;001/1 et 0,211, de préférence entre 0,01/1 et 0,1/1 (fig. 2).
On donnera, ci-après, quelques exemples spéci fiques de procédés pratiques de préparations de phosphores à base d'oxyde de gadolinium activé à l'europium, ou d'oxyde d'yttrium activé à l'euro pium, dans lesquelles on utilise du borax à titre de fondant.
Constituants <SEP> de <SEP> départ <SEP> Quantités
<tb> molécules-grammes
<tb> <B>Gd2O3.............. <SEP> ... <SEP> 1</B>
<tb> Eu203.................. <SEP> 0,03
<tb> Borag<B>...................</B> <SEP> 0,05 Les composants indiqués ci-dessus sont mélangés intimement et calcinés pendant deux heures dans l'air à la température de<B>1150 OC.</B> Les phosphores ainsi préparés fournissent une vive émission dans 3.e rouge lorsqu'ils sont excités par des rayons ultra- violets de 2 537 A, le spectre d'émission est repré senté à la figure 1 ou par des rayons cathodiques. <I>(Voir</I> tableau <I>2 colonne ci-contre)</I> Les composants indiqués ci-après sont mélangés intimement et calcinés pendant trois heures dans l'air, à la température de 1150<B>OC.</B> Les phosphores <I>Exemple 2</I>
<tb> molécules-grammes
<tb> <B>Gd2O3.............. <SEP> ... <SEP> 1</B>
<tb> Eu203.................. <SEP> 0,03
<tb> Borag<B>...................</B> <SEP> 0,05 Les composants indiqués ci-dessus sont mélangés intimement et calcinés pendant deux heures dans l'air à la température de<B>1150 OC.</B> Les phosphores ainsi préparés fournissent une vive émission dans 3.e rouge lorsqu'ils sont excités par des rayons ultra- violets de 2 537 A, le spectre d'émission est repré senté à la figure 1 ou par des rayons cathodiques. <I>(Voir</I> tableau <I>2 colonne ci-contre)</I> Les composants indiqués ci-après sont mélangés intimement et calcinés pendant trois heures dans l'air, à la température de 1150<B>OC.</B> Les phosphores <I>Exemple 2</I>
Constituants <SEP> de <SEP> départ <SEP> Quantités
<tb> molécules-grammes
<tb> Y203.................. <SEP> 1
<tb> <B>EU203.................. <SEP> 0,05</B>
<tb> Bora......:........... <SEP> 0,05 ainsi préparés fournissent une vive émission dans le rouge lorsqu'ils sont excités par des rayons ultra- violets de 2 537 A, le spectre d'émission est repré senté à la figure 1 ou par des rayons cathodiques. <I>Exemple 3</I>
<tb> molécules-grammes
<tb> Y203.................. <SEP> 1
<tb> <B>EU203.................. <SEP> 0,05</B>
<tb> Bora......:........... <SEP> 0,05 ainsi préparés fournissent une vive émission dans le rouge lorsqu'ils sont excités par des rayons ultra- violets de 2 537 A, le spectre d'émission est repré senté à la figure 1 ou par des rayons cathodiques. <I>Exemple 3</I>
<B>Constituants <SEP> de <SEP> départ <SEP> Quantités</B>
<tb> molécules-grammes
<tb> Y203.................. <SEP> 0,5
<tb> Gd203<B>.................. <SEP> 0,5</B>
<tb> EU203<B>.........</B> <SEP> .<B>........</B> <SEP> 0,04
<tb> Bora.. <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,05 Les composants indiqués ci-dessus sont mélangés intimement et calcinés pendant deux heures dans l'air; à la température de<B>1150 OC.</B> Les phosphores ainsi préparés fournissent une vive émission dans le rouge lorsqu'ils sont excités par des rayons ultra- violets de 2 537 Â, le spectre d'émission est repré senté à la figure 1 ou par des rayons cathodiques. <I>Exemple</I>
<tb> molécules-grammes
<tb> Y203.................. <SEP> 0,5
<tb> Gd203<B>.................. <SEP> 0,5</B>
<tb> EU203<B>.........</B> <SEP> .<B>........</B> <SEP> 0,04
<tb> Bora.. <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,05 Les composants indiqués ci-dessus sont mélangés intimement et calcinés pendant deux heures dans l'air; à la température de<B>1150 OC.</B> Les phosphores ainsi préparés fournissent une vive émission dans le rouge lorsqu'ils sont excités par des rayons ultra- violets de 2 537 Â, le spectre d'émission est repré senté à la figure 1 ou par des rayons cathodiques. <I>Exemple</I>
Constituants <SEP> de <SEP> départ <SEP> Quantités
<tb> molécules-grammes
<tb> <B>Gd2O3..................</B> <SEP> 1,8
<tb> EuF3................... <SEP> 0,08
<tb> Bora.. <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,05 Les composants indiqués ci-dessus sont mélangés intimement et calcinés pendant deux heures dans l'air, à la température de<B>1150 OC.</B> Les phosphores ainsi préparés fournissent une vive émission dans <B>le</B> rouge lorsqu'ils sont excités par des rayons ultra violets de 2 537 .A., le spectre d'émission est repré senté à la figure 1 ou par des rayons cathodiques.
<tb> molécules-grammes
<tb> <B>Gd2O3..................</B> <SEP> 1,8
<tb> EuF3................... <SEP> 0,08
<tb> Bora.. <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,05 Les composants indiqués ci-dessus sont mélangés intimement et calcinés pendant deux heures dans l'air, à la température de<B>1150 OC.</B> Les phosphores ainsi préparés fournissent une vive émission dans <B>le</B> rouge lorsqu'ils sont excités par des rayons ultra violets de 2 537 .A., le spectre d'émission est repré senté à la figure 1 ou par des rayons cathodiques.
Même si dans les exemples indiqués ci-dessus, on a utilisé de l'oxyde d'yttrium ou de l'oxyde de gado- linium comme matières premières, on pourrait aussi utiliser au départ d'autres composés d'yttrium ou de gadolinium comme le carbonate ou i'oxaiate qui donnent de l'oxyde au cours de la calcination.
Claims (4)
1. Ce phosphore comprenant principalement un oxyde de terres rares qui est activé à l'europium, ledit oxyde étant choisi dans un groupe comprenant l'oxyde de gadolinium, l'oxyde d'yttrium et l'oxyde d'yttrium-gadolinium contenant du borax est ca ractérisé par un rapport du nombre des atomes- grammes d'europium au nombre des molécules- grammes des oxydes de terres rares qui est compris entre 0,002/1 et 0,3/1 et un rapport du nombre des molécules-grammes de borax au nombre des molé- cules-grammes de l'oxyde qui est compris entre 0,001/l et 0,2/l.
2. On utilise de l'oxyde de gadolinium activé à l'europium et contenant du borax.
3. On utilise de l'oxyde d'yttrium activé à l'euro pium et contenant du borax.
4. On utilise de l'oxyde d'yttrium et de gadoli nium activé à l'europium et contenant du borax.
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