RO113137B1

RO113137B1 - Sticlă fluorescentă, fotosensibilă

Info

Publication number: RO113137B1
Application number: RO97-00005A
Authority: RO
Inventors: Eugen Pavel
Original assignee: Storex Technologies S.R.L.
Priority date: 1997-01-06
Filing date: 1997-01-06
Publication date: 2000-10-30

Abstract

Invenţia se referă la o sticlă fluorescentă, fotosensibilă, cu aplicaţii în domeniul afişajelor fluorescente, constituită dintr-o sticlă silicatică sau fosfatică, având o compoziţie exprimată în procente molare, cu conţinuturi de: 10...80 SiOsau 20...80 PO, şi maximum, respectiv 54 KO, 60 NaO, 60 LiO, 57 BaO, 56 SrO, 56 CaO, 60 MgO şi, eventual 64 ZnO, compoziţie dopată cu 5 procente molare din cel puţin două elemente constând concomitent din agenţi fluorescenţi şi fotosensibili, aleşi din grupa pământurilor rare. Pământurile rare sunt elemente alese din grupa aparţinând agenţilor fluorescenţi, constând din Yb, Sm şi Eu şi din grupa agenţilor fotosensibili constând din Er, Tm, Pr, Yb, Ho, Sm, Ce, Dy, Tb şi Nd.

Description

RO 113137 Bl

Invenția se referă la sticle fluorescente fotosensibile cu aplicații în domeniul afișajelor fluorescente.

Este cunoscut faptul că sticlele fluorescente convertesc radiațiile ultraviolete în radiații vizibile, iar sticlele fotosensibile își modifică proprietățile optice în funcție de expunerea la radiațiile ultraviolete. Sticlele convenționale se obțin prin răcirea unor topituri fără cristalizare. Rezultate similare se obțin și prin metode sol-gel. Structura acestor sticle constă dintr-o rețea continuă în care lipsește ordinea la distanță mare. Cele mai folosite sticle sunt sticlele oxidice. Aceste sticle conțin oxizi formatori de rețea aleși dintre Si0₂, P₂0₅, GeO₂, AI₂O₃ B₂0₃ și Ga₂0₃ avînd caracteristici avantajoase pentru diverse aplicații [izotropie, ușurință în obținerea formei și a dimensiunii dorite, dopare uniformă, posibilitatea de a modifica unele proprietăți fizice în domenii largi). Se cunosc sticle fluorescente conținînd pămînturi rare (W.A.Weyl,”The Fluorescence of Glasses”, “Coloured Glasses”, Society of Glass Technology, Sheffield, England, 1951). Studiul fluorescenței sticlelor dopate cu pămînturi rare a cunoscut o dezvoltare considerabilă după descoperirea laserului. Citeva aspecte referitoare la aceste sticle sunt prezentate în brevete US 3549554, 3846142, 4075120, 4076541. Sticlele fotosensibile își modifică proprietățile optice în zonele expuse la radiații ultraviolete sau raze X. Fenomenul a fost observat inițial de Dalton și descris în brevetele US 2326012 și 2422472. Perfecționări ulterioare au fost aduse de Armistead în brevet US 2515936 și de Stookeyîn brevet US 2515937. Sticlele fotosensibile conțin elemente fotosensibile: Cu, Ag sau Au. în urma expunerii la radiații ultraviolete are loc o precipitare de particule metalice submicronice care modifică culoarea sticlei.

O sticlă fluorescentă fotosensibilă îmbină caracteristicile a două tipuri de sticle: sticle fluorescente și sticle fotosensibile.

Sticla fluorescentă fotosensibilă, conform invenției, este constituită dintr-o sticlă silicatică sau fosfatică avînd o compoziție exprimată în procente molare cu conținuturi de 10...80 SiC₂ sau 20...80 P₂0₅, și maximum, respectiv 54 K ₂0, 60 Na₂0, 60 Li₂0,57 BaO, 56 SrO, 56 CaO, 60 MgO și, eventual 64 ZnO, compoziția de sticlă fiind dopată cu 5 procente molare din cel puțin două elemente constînd concomitent din agenți fluorescenți și fotosensibili aleși din grupa pămînturilor rare.

Pămînturile rare sunt elemente alese din grupa aparținînd agenților fluorescenți constând din Yb, Sm și Eu și din grupa agenților fotosensibili constînd din Er, Tm, Pr, Yb, Ho, Sm, Ce, Dy, Tb și Nd.

în vederea obținerii sticlei fluorescente fotosensibile se combină caracteristicile sticlelor fluorescente cu cele ale sticlelor fotosensibile, obținîndu-se o sticlă aptă pentru noi aplicații. Doparea unor sticle silicatice sau fosfatice se realizează cu două tipuri de pămînturi rare, cu roluri diferite: agenți fluorescenți (Yb, Sm, Eu) și agenți fotosensibili (Er, Tm, Pr, Yb, Ho, Sm, Ce, Dy, Tb, Nd). Prezența agenților fotosensibili inhibă fluorescența în zonele iradiate. Iluminarea cu o radiație din domeniul vizibil va determina fluorescența selectivă numai a zonelor neiradiate cu ultraviolete. Procedeul de obținere a sticlelor fluorescente fotosensibile constă din doparea unor sticle silicatice sau fosfatice cu pămînturi rare, într-o combinație formată din elemente care aparțin atît grupei agenților fluorescenți [ Yb, Sm, Eu ) cît și grupei agenților fotosensibili [ Er, Tm, Pr, Yb, Ho, Sm, Ce, Dy, Tb, Nd ).

Claims

RO 113137 Bl

Invenția prezintă avantajul obținerii unui nou mediu fluorescent fotosensibil cu aplicații în domeniul afișajelor fluorescente.

Se dau, în continuare, trei exemple de realizare a sticlei fluorescente fotosensibile conform invenției.

Exemplul 1. Substanțele folosite sunt de puritate p.a., iar oxizii pămînturilor 50 rare au o puritate de 99%. Se prepară o sticlă silicatică din Na₂C0₃, Si0₂, CeO₂ și Eu₂O₃. După omogenizare, amestecul se topește, la temperatura de 1500° C, fiind menținut la această temperatură, timp de 1 h. Pentru topirea sticlei se utilizează un creuzet de platină. Compoziția obținută, exprimată în procente masice este următoarea: 74% SiO₂, 25% Na₂0, 1% Eu₂0g și 0,06% CeC^. Drept sursă de radiații ultra- 55 violete se folosește o lampă cu plasmă de mercur. Iluminarea probei se efectuează la o lungime de undă Â=314nm cu o intensitate a radiației fluorescente de 2D0mJ/cm^e. Măsurătorile de fluorescență se realizează la excitare cu o lungime de undă A=535nm. Probele iradiate cu radiații ultraviolete au intensitatea radiației fluorescente la o lungime de undă λ=615nm mai mică de 5% din intensitatea radiației 6o fluorescente a probelor neiradiate.

Exemplul 2. Substanțele folosite sunt de puritate p.a., iar oxizii pămînturilor rare au o puritate de 99%. Pentru prepararea unei sticle fosfatice se utilizează NaH₂P0₄.2H₂0, Eu ₂0 ₃ și CeO ₂. Amestecul se omogenizeeză și se topește la temperatura de 1000° C într-un creuzet de alumină. Sticla conține 50% Na₂0, 49% 65

P₂0₅ 0,5% Eu ₂0 g și D,5% CeO₂. După iluminare cu radiații ultraviolete la o lungime de undă Ă=314nm cu o intensitate a radiației fluorescente de 200mJ/cm³, fluorescență liniei A=612nm la excitație cu Ă=535nm este mai mică de 1% din intensitatea liniei fluorescente a probei neiradiate.

Exemplul 3. Substanțele folosite sunt de puritate p.a., iar oxizii pămînturilor rare 70 au o puritate de 99%. Cantități stoichiometrice de Na₂HP0₄.2H₂0, Y_eOg, (NHjkHPQi > P^O^ și Eu₂C13 se utilizează într-un amestec care se omogenizează pentru e se obține o sticlă cu compoziția chimică 2Na_a.(Y_Qg4Eu_{0 05}Pr₀₀₁)₂0_g.5P₂0₅. Amestecul se încălzește încet, pînă la o temperatură de 600 °C. După degajarea gazelor se încălzește rapid, la temperatura de 1300 °C. După 3 h de tratament la această temperatură, 75 topitura se toarnă într-o formă de grafit. Tratamentul de detensionare se realizează la temperatura de 500 °C. Iluminarea cu ultraviolete se efectuează la o lungime de undă Ă=365nm cu o intensitate a radiației fluorescente de 200mJ/cm². Intensitatea liniei de fluorescență de la o lungime de undă Â=612nm la excitație cu o lungime de undă Â=535nm este mai mică de 1% din intensitatea liniei de fluorescență a probei so neiradiate cu ultraviolete.

Revendicări

1. Sticlă fluorescentă fotosensibilă, pe bază, în principal, de Si0₂ sau P₂0₅, oxizi 8 5 alcalini și alcalino- pămîntoși, dopată cu elemente din grupa pămînturilor rare, caracterizată prin aceea că este constituită dintr-o sticlă silicatică sau fosfatică avînd o compoziție exprimată în procente molare cu conținuturi de 10...80 Si0₂ sau 20...80 P₂0₅, și maximum, respectiv 54 K ₂0, 60 Na₂0, 60 Li₂0,57 BaO, 56 SrO,

RO 113137 Bl

90 56 CaO, 60 MgO și, eventual 64 ZnO, compoziția de sticlă fiind dopată cu 5 procente molare din cel puțin două elemente constînd concomitent din agenți fluorescenți și fotosensibili aleși din grupa pămînturilor rare.
2. Sticlă fluorescentă fotosensibilă, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că pămînturile rare sunt elemente alese din grupa aparținînd agenților 95 fluorescenți constînd din Yb, Sm și Eu și din grupa agenților fotosensibili constînd din Er, Tm, Pr, Yb, Ho, Sm, Ce, Dy, Tb și Nd.

Președintele comisiei de examinare: chim. Hăulică Mariela

Examinator: ing. Florea Stela

Editare și tehnoredactare computerizată - OSIM

Tipărit la: Oficiul de Stat pentru Invenții și Mărci