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"Perfectionnements aux tubes à décharge électrique"
On sait que les substances luminescentes utili- sées dans les tubes à décharge électrique sont généralement à base de composés fluorescents tels que tungstates, molybdates, silicates, sulfures: ces matières peuvent éventuellement con- tenir des doses habituelles (généralement inférieures à un centième) de métaux lourds communs luminogènes tels que cuivre, manganèse, bismuth etc..
Dans tous les cas chaque substance de base possède une émission comportant un ou plusieurs maxima qui lui sont propres dans des régions bien déterminées du spectre visible; l'addition de luminogènes ne détermine pas, en général, l'apparition dans la composition spectrale de l'émission résultante, d'un autre maximum comparable comme intensité au premier etpar suite capable d'influencer sen- siblement l'oeil. Par exemple, le tungstate de calcium donne sous l'excitation de la lumière ultra-violette une émission comportant un fort maximum d'intensité dans le bleu,
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quel que soit pratiquement le métal lourd commun utilisé avec lui comme luminogène.
Or, on a constaté, suivant la présente invention, que si, au lieu d'un métal lourd commun ou en plus de lui, on utilise comme luminogène un métal des terres rares dont l'émission est différente de l'émission fondamen- tale du corps de base, la matière luminescente résultante possède la propriété de comporter un autre maximum, 'dû au luminogène, d'intensité comparable aux maxima du corps de base. Il en résulte, dans le cas où la matière luminescente est constituée par du tungstate de calcium additionné de samarium, une lumière qui peut varier suivant les proportions de samarium employé.
Par conséquent, suivant le présente invention, pour le fonctionnement de tubes à décharge électrique lumi- nescente dans les gaz, on utilise la propriété précédente en opérant la décharge au contactdirect d'une solution solide des terres rares dans les sels en eux-mêmes fluorescents des acides tungstique ou molybdique (par exemple solution solide de samarium dans du tungstate ou du molybdate de calcium).
La matière luminescente employée conformé- mentà la présente invention peut être .préparée par calcina- tion. On part par exemple du tungstate de calcium dit "chimi- quement pur pour analyses", c'est-à-dire débarrassé de métaux lourds communs (par exemple la teneur'en fer ou en plomb doitêtre inférieure à 1/10.000), ou autres substances nui- sibles à la luminescence, carbone par exemple, le samarium , dont le nitrate en solution a servià humecter le tungstate, étant incorporé de la façon usuelle par calcination au tungs- tate de calcium.
La proportion de samarium peut varier de 2 parties
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pour 100 parties de tungstate à 1 partie pour 1000, ce qui produit, bien entendu, une variation correspondante de l'in- tensité rouge de l'émission et, par suite, une variation en sens inverse de l'intensité relative du bleu du tungstate.
On pourra par conséquent, par la variation de la dose de samarium, obtenir, compte étant évidemment tenu de l'émission luminescente propre de la décharge-, une composition spec- trale comportant un maximum rouge etun maximum bleu dont les valeurs relatives pourront être choisies de manière à fournir une lumière sensiblement blanche par l'emploi simultané d'un moyen fournissant une quantité convenable de lumière verte, notamment d'une quantité convenable de substance ayant une luminescente verte, silicàte de zinc par exemple, mélangée avec la solution solide envisagée, ou d'un verre fluorescent, par exemple verre à l'urane approprié.
Mais on a remarqué que si au lieu de calciner (à environ 800 C) comme d'habitude le mélange, on va jusqu'à la fusion complète de la masse,. l'émission de la terre rare est beaucoup augmentée ; par exemple, on obtient une couleur rouge vif aveo 1% de samarium dans du tungstate de calcium par fusion complète, alors qu'une simple calcination vers 800 pendant un quart d'heure donne dans les mêmes conditions; une matière à luminescence simplement violette (rouge + bleu).
Il en résulte que la quantité de métal rare nécessaire à la production d'une couleur donnée est diminuée par l'emploi de la fusion totale.
De plus, la présente invention fournit un autre moyen de faire varier la couleur émise par une substance de composition donnée en métal rare, et cela pendant le fonction- nement même du tube; ce moyen utilise la sensibilité à la chaleur des différentes parties de l'émission, dont il est parlé plus haut. On a reconnu, suivant la présente inven tion que, dans une pareille substance, l'émission propre à la
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terrerare reste sensiblement constante sous l'influence de la chaleur, malgré l'affaiblissement (le l'émission propre du corps de base; c'est là une propriété absolument caractéris- tique des terres rares.
Or, l'on sait que la température de la paroi du tube et, par suite, de la substance luminescante conforme à la présente invention, varie suivant le régime électrique auquel le tube est soumis; si bien qu'en faisant varier la densité de courant dans le tube, on produit une variation correspondante en valeur relative de l'intensité de l'émission de luminescence propre des terres rares par rapport à celle du corps de base.
C'est ainsi que, pour la solution solide de samarium dans le tungstate de calcium, lorsque le tube est alimenté sous de fortes intensités de courant, la température-dû tube devient telle que l'émission du tungstate faiblit consi- dérablement, ce qui amène le .rougissement de la couleur de luminescence visible. On voit que cette élévation de tempé- rature pendant le fonctionnement du tube a bien produit un effet relatif analogue à celui qui résulterait, en l'absence de la chaleur dégagée, d'une augmentation de la dose de sama- rium dans le tungstate.
De cette façon, on trouve là un moyen de tirer profit d'une forme de l'énergie, la chaleur, produite dan:- les tubes, énergie qui, normalement avec toutes les subs- tances antérieurement connues, était nuisible et, dans tous les cas, perdue.
Si, au lieu de samarium, on emploie l'erbium, on obtiendra pour ce corps un jaune vert à la place du rouge et son emploi avec les tungstates ou les molybdates fournira des effets de superposition analogues à ceux expliqués ci-dessus à titre d'exemple avec le samarium; il en sera de môme pour le dysprosium dont la luminescence propre est jaune, pour le gadolinium à luminescence ultra-violette etc,.
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On pourra ajouter dans des proportions, convena- bles des fondants, par exemple des sels alcalins comme le chlo- rure de sodium. D'autre part, siles substances finales sont trop altérables, c'est-à-dire si le rendement baisse trop ra pidement eu égard à leur durée normale d'utilisation, on les stabilisera par l'addition des corps indiqués dans la demande de brevet déposée ce jour par la demanderesse, pour "Perfec- tionnements aux matières luminescentes minérales", c'esteé- dire de phosphate tricalcique ou de borate de calcium, ou d'un mélange de ces deux corps.
A titre d'exemple, on indiquera la composition ci-dessous qui donne une lumière sensiblement blanche, dans un tube à vapeur de mercure dans lequel la densité de courant et par suite la couleur de l'émission lumineuse de la décharger, est- choisie convenablement en vue de cet effet, sans d1 reste qu'il y ait alors lieu d'ajouter de substance à luminescence verte, ou d'employer un verre fluorescent convenable; - Molybdate de calcium 50 partie s, - Oxyde de samarium 1/20 Partie - Borate de sodium 5 parties - Orthophosphate tricalcique 50 parties.
Pour la production de la lumière blanche, 1'in- térêt de l'amploi du samarium que vise spécialement la présente invention réside en ce qu'il permet notamment d'obtenir;dans un mélange donné, une proportion suffisante de rouge et cela, avec des tubes alimentés sous une forte intensité de courant, donc ayant un rendement lumineux très élevé.
Les tubes à décharge conformes à la présente in- vention fonctionnent comme ceux usuels jusqu'ici, dep,uis une pression de l'ordre de 1 mm de mercure jusqu'aux fortes pres- sions de dizaines d'atmosphères.. Mais on a reconnu, suivant la présente invention, qu'on pouvait également utiliser ces tubes sous de faibles pressions nféries à 1/10 de mm.de
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mur(;Ù1'Üj pur rx,,mphrt, on oht.1'1n1. (lonl'1 unn ntmof1ph?lrn (lA xr.non à la pression de 1/100 de millimètre de mercure, une lumines- cence particulièrement intense.
REVENDICATIONS 1. Procédé de fonctionnement de tubes à décharge électrique luminescente dans les gaz etles vapeurs, dans lequel on opère cette décharge au contact direct d'une solution solide des on terres rares dans les sels/eux-mêmes luminescents des acides tungstique ou molybdique, cette solution solide étant éventuel- lement mélangée à d'autres substances luminescentes.