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Source de rayons lumineux constituée par la combinaison d'un tube à décharge dans le gaz et de pyrophosphate de magnésium luminescent.
L'invention concerne une source de rayons lumineux consti- tuée par la combinaison d'un tube à décharge dans le gaz qui émet des rayons ultra-violets à ondes courtes et d'une substance lumi- nescente qui, excitée par ces rayons, émet des rayons de plus grande longueur d'onde.
Il est connu d'activer le phosphate de magnésium à l'aide de certains métaux, par exemple à l'aide de cérium. Dans ce phos- phate de magnésium, le rapport de la teneur en phosphate de ma- gnésium à la teneur en oxyde de phosphore peut être tel que l'on satisfasse soit à la formule d'orthophosphate, soit à la formule de pyrophosphate. Excitéespar des rayons de 2537 , ces deux sub-
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stances s'illuminent. Le rayonnement émis par l'orthophosphate présente un maximum qui se trouve à une plus grande longueur d'onde, à savoir à environ 3600 , que le maximum d'émission du pyrophosphate qui se trouve à environ 34001.
La source de rayons conforme à l'invention est consti- tuée par la combinaison d'un tube à décharge émettant des rayons ultra-violets à ondes courtes et d'une substance luminescente constituée par du pyrophosphate de magnésium activé par du cérium trivalent et du thorium.
Comparativement au pyrophosphate de magnésium unique- ment activé par du cérium, l'addition d'un second activant, le thorium, assure une notable augmentation de l'intensité des rayons émis. En même temps, le maximum de l'émission se déplace légèrement vers les plus grandes longueurs d'onde et ce déplace- ment augmente avec la quantité de thorium.
La quantité d'oxyde de thorium à utiliser peut être comprise entre 0,001% et 15%. Dans certains cas, la quantité d'oxyde de thorium peut même dépasser 15%. La quantité d'oxyde de cérium peut être comprise entre 0,001% et 25%. Bien que ces pour- centages concernent des oxydes, ce fait n'implique nullement que les oxydes se rencontrent tels quels dans la substance luminescente.
Une substance luminescente qui contient, en poids, 12% d'oxyde de thorium, excitée par des rayons, par exemple d'une lampe à vapeur de mercure, de 2537 1 présente un maximum d'émis- sion à environ 3550 A.
Du pyrophosphate de magnésium, uniquement activé par du thorium, ne s'illumine que très faiblement lorsqu'on @ l'excite par des rayons de 2537 A. Ce rayonnement comporte deux maxima, l'un à environ 3500 A, et l'autre à environ 4300 A.
Lorsqu'on compare l'intensité d'une source de rayons conforme à l'invention à celle du rayonnement de pyrophosphate
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de magnésium uniquement activé à l'aide de thorium, on constate que l'intensité de la source conforme à l'invention dépasse no- tablement la somme des intensités des substances activées séparé- ment.
Lorsqu'on compare une source lumineuse conforme à l'in- vention dont la substance luminescente est activée par 13% de Ce203 et 12% de Th02 avec une source lumineuse connue, dont la substance luminescente est constituée par du phosphate de calcium activé par du cérium, on constate que son efficacité luminescente est égale à 1,35 fois celle de la source connue.
Une substance luminescente utilisable conformément à l'invention peut se préparer en précipitant, à la température ambiante normale, du phosphate de magnésium avec du cérium et du thorium de solutions de phosphates de magnésium, de cérium et de thorium. On sèche le précipité obtenu, et on le chauffe ensuite dans une atmosphère d'hydrogène humide, à une température d'environ 900 à 1200 C.
EXEMPLE:
Dans 2 litres' d'eau distillée, on dissout :
EMI3.1
<tb> 510 <SEP> g. <SEP> de <SEP> Mg <SEP> (N03)2 <SEP> 6 <SEP> H2O
<tb>
<tb> 118 <SEP> g. <SEP> de <SEP> Ce <SEP> (N03)3 <SEP> 6 <SEP> H2O
<tb> 90 <SEP> g. <SEP> de <SEP> Th <SEP> (N03)4 <SEP> 4 <SEP> H2O
<tb>
A cette solution on ajoute, tout en agitant, une solution froide de 400 g. de biphosphate d'ammonium (NH4)2HOP4 dans 2 litres d'eau distillée, puis environ 400 cm3 d'ammoniaque concentrée.
La quantité de phosphate que le phosphate d'ammonium amène dans la solution dépasse quelque peu la quantité théorique nécessaire.
Dans le récipient utilisé pour la réaction, se forme un fin pré- cipité cristallisé. On filtre ce précipité, on le lave, on le sèche et on le chauffe ensuite pendant 1 heure, à 1050 C dans une atmosphère d'hydrogène humide. Après refroidissement dans n @
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l'hydrogène, la substance luminescente est prête à l'emploi. En cas de besoin, on la broie et on la tamise.
La substance luminescente peut évidemment se préparer par d'autres procédés que celui décrit ci-dessus. La temperature de chauffage qui, en général, doit être comprise entre 900 et 1200 C, exerce une certaine influence sur le rendement, la dureté, la densité et l'état de frittage de la substance luminescente.
Un chauffage à 1050 C, fournit une substance satisfaisante à tout point de vue. La Demanderesse a constaté que la durée du chauffage n'est pas très critique.
On peut encore améliorer la qualité de la poudre lu- minescente en y ajoutant une petite quantité de bioxyde de sili- cium. Ce bioxyde de silicium peut être précipité en même temps que les phosphates ou être ajouté à ceux-ci par la suite sous forme de silicate d'éthyle. Cette addition peut aussi s'effectuer d'une autre manière.
La quantité de bioxyde de silicium à ajouter peut varier en poids de 0,001 à 5%.
L'influence de-l'addition de bioxyde de silicium ne s'explique pas; la Demanderesse a constaté que cette addition améliore la friabilité de la poudre luminescente, mais qu'elle ne modifie pas le rendement du pyrophosphate de magnésium dou- blement activé.