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MATIERE LUMINESCENTE.
L'invention concerne une matière luminescente contenant, comme substance-mère, un sulfure, ainsi que des procédés de préparation de cette matière. Elle concerne en outre une source de rayons constitués par un-tu- be à décharge dans le gaz ou dans la vapeur, combiné avec une telle matière.
Les sulfures, en particulier ceux de zinc et ceux de cadmium, sont des substances-mères très connues pour la préparation de matières lu- minescentes.. Les publications existantes fournissent en outre de nombreuses données sur l'activation de ces matières à l'aide de certains éléments. Par- mi les activants fréquemment utilisés, on trouve l'argent et le cuivre, employés séparément ou simultanément.
Bien qu'on connaisse donc déjà un grand nombre de matières lu- 'minescentes contenant ces substances-mères et plusieurs activants, il est désirable d'augmenter ce nombre, car chaque matière luminescente présente des particularités qui l'approprient à une application déterminée pour la- quelle d'autres matières luminescentes pourraient ne pas convenir. De plus, les avantages qu'offrent ces matières ne résident pas toujours dans leurs propriétés chimiques ou physiques, mais bien souvent dans leur mode de pré- paration suivant que celui-ci est particulièrement simple et/ou bon marché.
Une matière luminescente conforme à l'invention est constituée par un sulfure de zinc ou de cadmium ou par un sulfure de ces deux éléments; elle est caractérisée par le fait qu'elle contient, comme activant, de l'ar- senic.
Une matière luminescente conforme à l'invention excitée par des rayons de 3650 fournit une luminescence rouge ; elleoffre donc un avanta- ge particulièrement intéressant, car le hombre de matières qui, excitées
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par des rayons de 3650 , fournissent une luminescence rouge, est assez restreint. Comme on le sait, les rayons de 3650 s'obtiennent entre au- tres à l'aide d'un tube à décharge dans la vapeur de mercure à haute pres- sion. Une matière luminescente conforme à l'invention se prête donc parti- culièrement bien à l'emploi en combinaison avec un tel tube ; ellecomplète alors la couleur de la lumière émise par le tube, lumière qui est très pau- vre en rouge.
De plus, une augmentation de la température jusqu'à 300 C environ n'influence guère l'efficacité lumineuse de la matière.
La teneur en arsenic peut varier entre de très larges limites.
Toutefois, l'efficacité lumineuse est maximum lorsque la matière contient 1 à 20 atomes d'arsenic par 10. 000 molécules de sulfure.
On peut modifier notablement le rayonnement d'une matière con- forme à l'invention en y incorporant, outre l'arsenic, de l'argent ou du cuivre, voire les deux. On obtient alors non seulement le rayonnement rou- ge, mais aussi le rayonnement de ces deux éléments. De ce fait, la matière luminescente émet dans une plus grande partie du spectre ce qui est par- fois très avantageux pour la correction de la couleur. Les teneurs en ar- gent et en cuivre sont choisies égales à celles utilisées pour les sulfures exempts d'arsenic. Une matière conforme à l'invention contenant comme acti- vants de l'arsenic et de l'argent est particulièrement intéressante en com- binaison avec une lampe à décharge dans la vapeur de mercure à haute pres- sion, car elle fait office de filtre pour une partie de la lumière bleue.
Les sulfures utilisés comme substances-mères pour les matières luminescentes conformes à l'invention, peuvent se présenter sous deux for- mes, à savoir sous forme de wurtzite, obtenue, pendant la préparation, à une température élevée (110 C environ) et sous forme de sphalérite, ob- tenue à une température plus basse (900 G environ). Le maximum de rayonne- ment rouge émis par la sphalérite se trouve à environ 300 au-delà de la lumière émise par la wurtzite, ce qui fournit un moyen additionnel pour influencer l'émission.
La figure montre deux courbes d'émission du sulfure de zinc ac- tivé par de l'arsenic ; lacourbe 1 se rapporte à la sphalérite et la cour- be 2, à la wurtzite. Sur le dessin, l'intensité du rayonnement est portée en unités arbitraires.
L'invention concerne en outre un procédé de préparation de sul- fures activés par de l'arsenic, dans lequel les sulfures sont chauffés à une température de 700-1200 C, dans une atmosphère réductrice contenant de la vapeur d'arsenic ou de composés d'arsenic. On peut utiliser ce procédé très simple en soi, car l'arsenic est l'un des rares éléments qui sont vola- tils aux températures généralement requises pour la préparation des matiè- res luminescentes et qui fournissent certains composés qui, eux aussi, sont volatils auxdits températures. On peut, par exemple, amener de l'hydrogène sur de l'arsenic porté à une température de 400 C environ, de façon à obte- nir de l'hydrogène arsénié que l'on amène ensuite sur le sulfure chauffé.
On peut aussi chauffer un mélange constitué par le sulfure men- tionné et par un arséniure des éléments que comporte la substance-mère de la matière. C'est ainsi que l'on peut préparer un sulfure de zinc activé par de l'arsenic, en chauffant du ZnS ensemble avec du Zn3As2 dans une at- mosphère réductrice, à une température de 950 C environ..
L'atmosphère réductrice requise pour les procédés décrits ci- dessus peut s'obtenir, par exemple, en utilisant un mélange d'azote et d'hy- drogène, contenant au maximum 25% d'hydrogène.
Pour calculer la quantité d'arsenic nécessaire pour la prépara- tion, on doit évidemment tenir compte du fait que l'arsenic se vaporise fa- cilement. Ceci est très important, surtout pour la dernière méthode décrite, car l'arsenic de l'arséniure ne s"incorpore alors pas entièrement dans la matière luminescente.
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Comme il a déjà été mentionné, on peut utiliser une matière luminescente conforme à l'invention dans une source de rayons formée par la combinaison d'un écran luminescent et d'un tube à décharge, par exemple, un tube à décharge dans la vapeur de mercure à haute pression. La matière luminescente peut alors se trouver à l'extérieur du tube à décharge, sur un réflecteur par exemple, ou bien à l'intérieur de ce tube. Dans une for- me de réalisation fréquemment utilisée, la combinaison du tube à décharge dans la vapeur de mercure à haute pression et de l'écran luminescent est réalisée sous forme d'un tube de quartz (dans lequel se produit la déchar= ge dans la vapeur de mercure) entouré d'une ampoule en verre. Dans ce cas, la matière luminescente est appliquée sur la paroi intérieure de l'ampou- le.
Une matière luminescente conforme à l'invention peut s'utili- ser en combinaison avec une autre matière luminescente, dont le maximum d'é- mission se trouve dans la même partie du spectre ou dans une autre.