AT164023B - Lumineszierender Stoff und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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  Lumineszierender Stoff und Verfahren zu seiner Herstellung 
Die Erfindung bezieht sich auf einen lumines- zierenden Stoff, welcher die Energie von Elek- tronen oder kurzwelligen Ultraviolettstrahlen in ein blaues bis grünes Licht umzusetzen vermag und auf ein Verfahren zu seiner Herstellung. 



   Obgleich solche Stoffe schon bekannt sind, ist es erwünscht, ihre Zahl zu vergrössern, damit man für jeden besonderen Verwendungszweck eine Auswahl aus einer grösseren Anzahl von
Stoffen treffen kann und auch Mischungen verschiedener Leuchtstoffe vornehmen kann, ohne dass man gezwungen ist, mehr oder weniger unerwünschte Lumineszenz in Kauf zu nehmen. 



   Der Leuchtstoff nach der Erfindung enthält einen oder mehrere lumineszierende Stoffe, die aus Titandioxyd, einem oder mehreren der
Oxyde von Zirkonium, Hafnium, Thorium, Germanium oder Zinn, gegebenenfalls zusammen mit sauren und/oder basischen Oxyden aufgebaut sind. 



   Die basischen Oxyde, die in den lumineszierenden Stoffen enthalten sein können, können aus den Oxyden von Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium, Lithium, Barium, Calcium, Strontium, Magnesium, Beryllium und Zink bestehen. Die sauren Oxyde bestehen z. B. aus den Gruppen   SOg, B. Og, POg   und   Si02.   



   Die Menge Titanoxyd wird zweckmässig derart gewählt, dass sie wenigstens 0-001 Mol% und höchstens 50 Mol% der Summe der Menge der Oxyde von Titan, Zirkonium, Hafnium, Thorium, Silizium, Germanium und Zinn beträgt. Die Stoffe, in denen diese Oxyde in diesen Verhältnissen vorkommen, haben nämlich die grösste Ausbeute bei Umsetzung der Energie der auftreffenden Strahlen oder Elektronen in Licht. 



   Der   erfindungsgemässe   Leuchtstoff eignet sich beispielsweise zur Verwendung in Braun'schen Röhren und Quecksilberdampfentladungsröhren. 



  In Röhren der erstgenannten Gruppe wird die Lumineszenz von Elektronen und in Röhren der zweiten Gruppe von Ultraviolettstrahlen hervorgerufen. 



   Im Gitter der erfindungsgemässen Leuchtstoffe befindet sich das Titan in vierwertiger Form und ersetzt dort einen Teil der erwähnten Elemente Zirkonium, Hafnium, Thorium, Silizium, Germanium oder Zinn. Die auf diese 
Weise im Stoff vorhandene Menge Titan kann viel grösser sein als dies sonst bei Aktivatoren lumineszierender Stoffe der Fall ist. 



   Im folgenden sollen einige Beispiele erfindunggemässer Leuchtstoffe angeführt werden :
1. Zirkoniumoxyd, mit 0-001 bis 10% Ti02 aktiviert. Emission mattgrün mit einem Maximum bei 4700 A. Günstige Erregung durch Ultraviolettstrahlen mit einer Wellenlänge bis zu 3650 A und durch Kathodenstrahlen. 



   2. Magnesiumstannat mit Magnesiumtitanat   (MgSnO-MgTiO)   aktiviert. Emission blau (Maximum 4480 A) bei Erregung mit Kathodenstrahlen oder Ultraviolettstrahlen mit einer Wellenlänge unterhalb 2800A. 



   3. Calciumzirkonat (CaZr03) mit Calciumtitanat aktiviert. Emission blau. Erregung durch Ultraviolettstrahlen mit Wellenlängen bis zu 2700 A und durch Kathodenstrahlen. 



   4. Zirkoniumphosphat (ZrP207) mit Titanphosphat aktiviert. Emission blau. Erregung durch Ultraviolettstrahlen mit einer Wellenlänge unterhalb 2537   A   und durch Kathodenstrahlen. 



   Gegenüber den bereits bekannten Stoffen haben die nach der Erfindung den Vorteil, dass man die spektrale Verteilung der Emission innerhalb bestimmter Grenzen beliebig ändern kann, wodurch es möglich ist, einen Stoff zu wählen, der zu einem bestimmten Zweck am besten geeignet ist. Wenn man die Stoffe in Entladungsröhren verwendet, in denen eine ultraviolette Strahlung erzeugt wird, so wird die Lumineszenz im wesentlichen durch Strahlung mit einer Wellenlänge kleiner als 3000 A hervorgerufen. 



   Die neuen Leuchtstoffe können zusammen mit lumineszierenden Stoffen verwendet, z. B. gemischt werden, deren Emission in einem anderen Teil des Spektrums liegt und die z. B. rotes Licht aussenden. 



   Die erfindungsgemässen Leuchtstoffe können dadurch hergestellt werden, dass man ein Gemisch von einem oder mehreren der Oxyde von Zirkonium, Hafnium, Thorium, Germanium oder Zinn mit sauren Oxyden und/oder basischen Oxyden, zusammen mit Titanoxyd in einer nicht reduzierenden Umgebung auf eine solche Temperatur erhitzt, dass die Bestandteile durcheinander diffun- 

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 dieren und/oder miteinander reagieren. Statt der Oxyde selbst kann man auch Verbindungen verwenden, aus denen diese Oxyde durch Erhitzung entstehen. Solche Verbindungen sind z. B. Karbonate, Nitrate und Acetate. 



   Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemässen Verfahrens erläutern die Gewinnung einiger lumineszierender Stoffe. 



   Ausführungsbeispiel I : 40g Zirkoniumoxychlorid wird in verdünnter Salzsäure zur Lösung gebracht. Der erhaltenen Lösung wird 1-5 cm3 Titantetrachloridlösung zugesetzt, die den Gegenwert von 10 mg   TiO   je   cm3   enthält. Der Lösung wird dann ein Übermass Ammoniak zugesetzt, wodurch ein Niederschlag entsteht. Dieser wird abfiltriert, getrocknet und während einer'Stunde in einer oxydierenden Atmosphäre auf   13000 C   erhitzt. Es entsteht ein Erzeugnis, das bei Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlen oder durch Elektronenbeschuss luminesziert. 



   Ausführungsbeispiel II : In verdünnter Salzsäure werden   31. 9 g   Zirkoniumoxychlorid und 10. 0 Calciumcarbonat zur Lösung gebracht. Der Lösung wird   8 cm3   Titantetrachloridlösung zugesetzt   (10     TiO   je cm3). 



  Durch Hinzufügung eines Übermasses an Ammoniak entsteht ein Niederschlag, der nach Abfiltrieren, Trocknen und zweistündiger Erhitzung in einer oxydierenden Atmosphäre auf 1300  C ein Erzeugnis ergibt, das unter Einwirkung von Ultraviolettstrahlen und Elektronen tiefblau luminesziert. 



   Ausführungsbeispiel III : 40g Magnesiumoxyd wird in verdünnter Salzsäure zur Lösung gebracht. Dieser Lösung wird eine Lösung von 170   SnCI   und 800 cm3 einer Titantetrachloridlösung (10 mg   TiO   je cm3) zugesetzt. Bei einem Überschuss an Ammoniak entsteht ein Niederschlag, der abfiltriert und getrocknet wird. Der trockene Stoff wird auf   600 0 C   vorerhitzt und dann 1 bis 2 Stunden in einer oxydierenden Atmosphäre bei   12500 C geglüht.   Das entstandene Erzeugnis luminesziert weissblau beim Aufprall von kurzwelligen Ultraviolettstrahlen oder Elektronen. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Lumineszierender Stoff, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Titandioxyd, einem oder mehreren der Oxyde von Zirkonium, Hafnium, Thorium, Germanium oder Zinn, gegebenenfalls zusammen mit sauren und/oder basischen Oxyden aufgebaut ist.

Claims (1)

1. 2. Lumineszierender Stoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sauren Oxyde aus Schwefeltrioxyd, Bortrioxyd, Phosphorpentoxyd oder Siliziumdioxyd bestehen.

   3. Lumineszierender Stoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die basischen Oxyde aus einem oder mehreren Oxyden von Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium, Lithium, Barium, Calcium, Strontium, Magnesium, Beryllium oder Zink bestehen.

   4. Lumineszierender Stoff nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge Titandioxyd wenigstens 0-001 Mol% und höchstens 50 Mol% der Summe der Mengen der Oxyde von Titan, Zirkonium, Hafnium, Thorium, Silizium, Germanium oder Zinn beträgt.

   5. Verfahren zur Herstellung eines lumineszierenden Stoffes nach Anspruch 1, 2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch von Titandioxyd, einem oder mehreren der Oxyde von Zirkonium, Hafnium, Thorium, Germanium oder Zinn und einem oder mehreren der sauren und/oder basischen Oxyde, oder Verbindungen, aus denen diese Oxyde durch Erhitzung entstehen können, in einer nicht reduzierenden Atmosphäre erhitzt wird.