PL43903B1 - - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy zródla promieniowania, skladajacego sie z kombinacji wysokocisnienio¬ wej lampy wyladowczej, wypelnionej parami rteci i warstwy lummescericyjnej zawierajacej substancja o Iuminescencji czerwonej. Warstwa la emituje swiatlo pod wplywem naswietlania promieniami nadfiolkowymi o dlugosci fali po¬ wyzej $00 m p&.Wynalazek dotyczy równiez substancji lumi- nescencyjnej, posiadajacej wyzej wspomniane wlasciwosci emisyjne, oraz sposobu produkcji tej substancji.Patent brytyjski nr 701^33 dotyczy zródla promieniowania wyzej wspomnianego rodzaju, w którym promieniowanie substancji o czerwo- nej Iuminescencji uzupelnia slaba emisje samej lampy wyladowczej w zakresie barwy czerwonej widma. Substancja ta jest mieszanina tlenku magnezu, fluorku magnezu i dwutlenku germa¬ nu, aktywowana czterowartosciowym manga¬ nem, uzyskana przez ogrzewanie i w której na jedna czasteczke dwutlenku germanu przypada lacznie 2 do 4,6 czasteczek tlenku magnezu i fluorku magnezu. Zgodnie z patentem brytyj¬ skim wyprodukowano wiele zródel swiatla, któ¬ re okazaly sie w praktyce calkowicie zadowala¬ jacymi.Powazna wada stosowanych substancji o czer¬ wonej Iuminescencji okazal sie wysoki koszt germanu, bedacego rzadko spotykanym pier¬ wiastkiem, otrzymywanym z mineralów z duzy¬ mi trudnosciami, szczególnie, ze przy wytwarza¬ niu substancji lummescencyjnej wymagana jest wysoka czystosc tego pierwiastka.Do stosowania w wyzej wymienionych zród¬ lach swiatla poszukiwano substancji, posiadaja¬ cych równie dobre wlasnosci himinescencyjne, lecz skladajacych sie prawie wylacznie z pier¬ wiastków czesto wystepujacych i z których ko¬ nieczne skladniki mozna by uzyskac malym ko¬ sztem.Stwierdzono, ze istnieje kiflika substancji liami-nescencyjnych wykazujacych wybitna"lumines- cencje w zadanych zakresach dlugosci fali swie¬ tlnej i jednoczesnie posiadajacych mala zalez¬ nosc emisji od temperatury, podobnie jak wspo¬ mniane wyzej germaniany, które nawet w tem¬ peraturze 250°C zachowuja emisje, majaca wy¬ dajnosc kwantowa przemiany fotochemicznej nie nizsza od 80%, w stosunku do wydajnosci kwantowej przy temperaturze pokojowej.Ma to duze znaczenie ze wzgledu na umiesz¬ czanie substancji luminescencyjnych w poblizu lamp wyladowawczych posiadajacych wysoka temperature.Stwierdzono na drodze doswiadczalnej, ze czesc dwutlenku germanu moze byc zastapiona przez mieszanine dwutlenku krzemu z tlenkami tytanu i cyny, stosowanymi osobno badz lacznie.Pozadane wlasciwosci pozostalych w substancji germanianów sa calkowicie zachowane, a w nie¬ których wypadkach uzyskuje sie dodatkowe ko¬ rzysci.Wedlug wynalazku, zródlo swiatla oparte jest na wspóldzialaniu wysokocisnieniowej lampy wyladowczej, wypelnionej parami rteci z war¬ stwa luminescencyjna zawierajaca czerwono lu- minizujaca substancje, emitujaca pod wplywem naswietlania promieniami nadfiolkowymi pro¬ mieniowanie o dlugosci fali swietlnej ponad 600 m |jl i znamienna tym, ze czerwono-luminizu- jaca substancja ma sklad czasteczkowy spelnia¬ jacy wzór: a.Mg O b.Mg F2. c.Ge 02. p.Si 02. q.Ti 02. v.Sn 02. z.Mn02 gdzie: a — ma wartosc zawrta pomiedzy 3,0 i 9,9 a + b = 4 c+p+q+v=l p + q + v — ma wartosc zawarta pomiedzy 0,10 i 0,40 p — ma wartosc zawarta pomiedzy 0,01 i 0,36 q — ma wartosc zawarta pomiedzy 0 i 0,36 p j_ — ma wartosc zawarta pomiedzy 0,1 i 9 z — ma wartosc zawarta pomiedzy 0,005 i 0,020.Jak wynika z powyzszych wzorów i warun¬ ków, substancja wedlug wynalazku rózni sie od opisanych poprzednio jedynie tym, ze czesc dwutlenku germanu zostala zastapiona dwutlen¬ kiem krzemu, stosowanym w polaczeniu z dwu¬ tlenkiem cyny, dwutlenkiem tytanu badz oby¬ dwoma tlenkami lacznie.Poniewaz zwiazki krzemu, tytanu i cyny sa znacznie tansze od zwiazków germanu, oplaci sie zastepowac dwutlenek germanu wspomnianymi trzema tlenkami, w mozliwie szerokim zakresie.Stwierdzono istnienie granicy tego zastepstwa wynikajacej z faktu silnego zmniejszania sie wydajnosci swietlnej przy zbyt duzym procencie stosowania dwutlenku krzemu, tlenku tytanu i tlenku Cyny.Maly spadek wydajnosci swietlnej jest do¬ puszczalny ze wzgledu na istotna obnizke kosz¬ tów, poniewaz jednak przy okreslonych stosun¬ kach procentowych zastepowania uzyskuje sie wieksze wydajnosci swietlne (co jest blizej wy¬ jasnione na nizej podanych tabelach) stosunki te traktuje sie jako uprzywilejowane.Stwierdzono, ze zastepowanie tak duzej czesci dwutlenku germanu jedynie przez jeden z tlen¬ ków krzemu, tytanu lub cyny albo przez mie¬ szanine tlenków cyny i tytanu,..,.by dawalo to dobry efekt ekonomiczny, prowadzi zawsze do znacznego Obnizenia wydajnosci swietlnej i dla¬ tego substancja, która nalezy zgodnie z wynalaz¬ kiem zastosowac do zródla swiatla, zawiera zawsze dwutlenek krzemu w polaczeniu z co najmniej jednym z pozostalych dwóch tlenków.Wytwarzanie substancji o czerwonej lumines- cencji zgodnie z wyzej wzmiankowanym wzo¬ rem jest takie same jak wytwarzanie znanych germanianów. W celu wyjasnienia podaje sie trzy przyklady.Przyklad I. Przygotowana zostaje mie¬ szanina skladajaca sie z: 124 g Mg O 56 g Mg F2 84 g Ge 02 6,0 g Si 02 8,0 g Ti 02 7,0 g Mn 02 Mieszanina ta jest ogrzewana w atmosferze utleniajacej np. w powietrzu w temperaturze 1100°C przez 4 godziny.Uzyskany produkt jest nastepnie mielony, przesiewany i jest wówczas gotowy do naloze¬ nia na ekran luminescencyjny zródla swiatla wedlug wynalazku. Ten luminescencyjny ekran moze byc nalozony np. na reflektor lub wewne¬ trzna scianke banki, otaczajaca wysokocisnie¬ niowa lampe wyladowcza wypelniona parami rteci.Przyklad II. Przygotowana zostaje mie¬ szanina z: 140 g Mg O 31 g Mg F2 24 g Ge 02 12 g Si Q2 - 2 -:. 15,1 g Sn Qj 0,9 g Mn 02 Mieszanina ta jest ogrzewana w powietrzu w temperaturze 1000°C przez 8 godzin. Produkt reakcji jest mielony i po przesianiu jest gotowy do uzytku.Przyklad III. Przygotowana zostaje mie¬ szanina z: 140 g Mg O 31 g MgF2 v 84 g Ge 02 8,4 g Si 02 2.4 g Ti 02 4.5 g Sn 02 1,3 g Mn 02 Mieszanina ta jest ogrzewana w powietrzu w temperaturze 1200°C przez 3 godziny. Po ogrzaniu produkt reakcji jest mielony, w miare potrzeby przesiewany, po czym jest gotów do nalozenia warstwy luminescencyjnej zródla pro¬ mieniowania wedlug wynalazku.Nizej podana tablica przedstawia wydajnosc swietlna warstw luminescencyjnych o skladach odpowiadajacych wzorowi: 3,5 Mg O. 0,5 Mg F2. 1 (Ge 02 + Si O2 + Ti O). 0.01 Mn O2, w sto¬ sunku do warstw, w których nie zastepowano germanianów i których wydajnosc swietla okreslono jako 100.Wartosci zostaly podane przy naswietlaniu fala swietlna o dlugosci 253,7 m jjl Pierwszy rzad poziomy rozdzielony pozioma linia wskazuje odpowiednio stosunek Ge 02 Si 02 + Ti 02' ostatnia kolumna pionowa natomiast — stosunek Si Q2 : Ti Q2 Ge 02 Si O, + Ti G2 0,8 0,2 97 100 98 101 101 100 96 0,7 0,3 89 97 99 98 98 94 89 0,6 0,4 83 90 95 95 93 89 80 Si 02 Ti 02 3 : 7 4 : 6 5 : 5 6 : 4 7 : 3 8:2 9:1 Tablica podana ponizej wskazuje w sposób identyczny jak poprzednio, wydajnosc swietlna przy uzyciu dwutlenku cyny zamiast dwutlenku tytanu.Ge Oj Si 02 + Sn G2 0,8 0,2 93 95 96 98 98 94 93 0,7 0,3 90 89 93 95 94 92 84 0,6 0,4 85 89 89 83 77 75 75 Si 02 SnO, 3 : 7 4:6 5 : 5 6:4' 7:3" 8 : 2 9:1 W celu przeanalizowania wydajnosci swietlnej substancji zawierajacych oprócz dwutlenku krzemu równiez i tlenki tytanu i cyny, wypro¬ dukowano mieszanki, skladajace sie z 0,8 mola Ge 02, 0,14 mola Si 02 i dopelniajacej stalej ilosci, tj. 0,06 mola Ti 02 i Sn G2.Ponizsza tablica wskazuje wydajnosci swietlne tych substancji, w porównaniu z wydajnoscia swietlna substancji, zawierajacych wylacznie 1 mol Ge 02, która okreslono jako 100.Sklad mieszaniny 3,5 MgO; 0,5 MgF2; 0,01 Ml)02; 0,8 Ge02; 0,14 Si02; 0,04 Ti02; 0,02 Sn02 „ ., 0,03 Ti02; 0,03 Sn02 0,2Ti02; 0,03 Sn02 Wydajnosc swietlna. 106 104 99 Jak wynika z przytoczonych tablic, wydaj¬ nosc swietlna nie jest stala, przy czym istnieje zakres, w którym jest ona najwieksza.Jest to powodem, dla którego dla substancji o czerwonej luminescencji o podanym powyzej wzorze dobiera sie najchetniej wspólczynniki tak aby: a — mialo wartosc, zawarta miedzy 3,0 i 3,9, a + b = 4, c + P + q + v = 1, - 3 -p + Q A- v ~ mialo wartosc, zawarta miedzy 0,10 i 0,40, p — mialo wartosc, zawarta miedzy 0,03 i 0,28, q — mialo wartosc, zawarta miedzy 0 i 0,28, v — mialo wartosc, zawarta miedzy 0 i 0,28, p — mialo wartosc, zawarta miedzy q +v 0,4 i 2,5, z — mialo wartosc, zawarta miedzy 0,003 i 0,020, W celu wykazania efektów ekonomicznych, które mozna uzyskac przy zastosowaniu wyna¬ lazku, nalezy zauwazyc, ze zródlo swiatla, za¬ wierajace lampe wyladowcza normalnych roz¬ miarów wypelniona parami rteci pod wysokim cisnieniem i otoczona banka o ksztalcie zasadni¬ czo kulistym majaca 5 cm srednicy wymaga 2 g germanianów.Jezeli nie korzysta sie z wynalazku, wówczas germanian ten zawiera 0,8 g dwutlenku ger¬ manu. Jesli na 1 mol dwutlenku germanu, 0,2 mola zostanie zastapione mieszanka dwutlenku krzemu i dwutlenku tytanu w stosunku 1:1, wówczas koszt pokrycia banki zmniejsza sie o 8%. PL

Claims (3)

1. zastrzezenia patentowe 1. Zródlo promieniowania skladajace sie z kom¬ binacji wysokocisnieniowej lampy wylado- wawczej wypelnionej rtecia i warstwy lumi- nescencyjnej, zawierajacej substancje o lumi- nescencji czerwonej, emitujaca pod wplywem naswietlania promieniami nadfiolkowymi promieniowania o dlugosci fali swietlnej po¬ wyzej 600 m |ju, znamienne tym, ze czerwono luminizujaca substancja ma sklad czasteczko¬ wy spelniajacy wzór: a. MgO. b. MgF^. c. Ge02. p. SiO^. q. Ti02. v. SnO*. z. MnO*, w którym: a — ma wartosc, zawarta miedzy 3,0 i 3,9, a -f b =*. 4, c + p + q + v = i, P +" q + v — ma wartosc, zawarta miedzy 0,10 i 0,40, p — ma wartosc, zawarta miedzy 0,01 i 0,36, q — ma wartosc, zawarta miedzy 0 i 0,36, v — ma wartosc, zawarta miedzy 0 i 0,36, p — ma wartosc, zawarta miedzy q +v 0,01 i 9,0 z — ma wartosc, zawarta miedzy 0,005 i 0,020.

2. Zródlo promieniowania wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze czerwono luminizujaca substancja ma sklad, który spelnia wzór: a. MgO. b. MgF2. c. Ge02. p. Si02. q. Ti02. v. Sn02. z. Mn02, w którym: a — ma wartosc, zawarta miedzy 3,0 i 3,9, a + b - 4, c + P + q + v = l, P + q + v — ma wartosc, zawarta miedzy 0,10 i 0,40, p — ma wartosc, zawarta miedzy 0,03 i 0,28, q — ma wartosc, zawarta miedzy 0 i 0,28) v — ma wartosc, zawarta miedzy 0 1 0,28, p — ma wartosc, zawarta miedzy q +v 0,4 12,5, z — ma wartosc, zawarta miedzy 0,005 i 0,020.

3. Sposób wytwarzania substaneji luminiscen- cyjnej do zródla promieniowania wedlug zastrz, 1 — 2, znamienny tym, ze mieszanina tlenku magnezu, fluorku magnezu, dwutlen¬ ku germanu, dwutlenku krzemu, dwutlenku tytanu, dwutlenku cyny i dwutlenku manga¬ nu lub tez zwiazków, z których mozna wy¬ mienione zwiazki otrzymac, jest ogrzewana w atmosferze utleniajacej w temperaturze zawartej pomiedzy 1000°C i 1200°C w czasie od jednej do dziesieciu godzin. N. V. Philips'Gloei lampe nfabrieken Zastepca: mgr Józef Kaminski rzecznik patentowy 1988. ESW „Prasa", Kelce. (biblioteka [Urzedc Patentoweg N%j ;JC2RlK|}0lftrf l PL