<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne un procédé de fabrication de matiè- res luminescentes, et constitue un perfectionnement ou une modification du procédé de fabrication de matières luminescentes décrit dans le Brevet prin- cipal n .529.327. L'invention concerne aussi la fabrication d'appareils à décharge électrique utilisait des matières luminescentes fabriquées suivant le dit procédé perfectionné.
Le Brevet principal décrit un procédé de fabrication d'une matière luminescente caractérisé en ce qu'on chauffe, dans une atmosphère réductrice, un mélange d'oxyde de baryum et/ou d'oxyde de strontium, d'oxyde de lithium, et de silice ou des composés donnant ces oxydes par décomposition pendant le chauffage, les proprotions relatives de ces oxydes et/ou composés utilisés étant telles que la proportion molaire (BaO + SrO) : Li2O soit dans la gamme 5:1 à 1 :5 que la proportion molaire (BaO + SrO + Li2O): SiO2 soit dan.; la gamme 3 :1 à1:1, avec un composé de cérium, de manière à produire un silicate de lithium -(baryum, strontium) activé au cérium, pouvant être exci- té à luminescence par des radiations ultra-violettes de 3.560 A.
Le mélange de départ peut aussi contenir un composé de manganèse, le manganèse servant d'activant supplémentaire de la matière luminescente obtenue.
Les matières luminescentes suivant le Brevet principal y sont dé- nommées silicate de lithium (baryum, strontium) et sont dénommées de même dans le présent mémoire; elles sont excitées à luminescence par les radia- tions ultra-violettes à longueurs d'ondes courtes et.longues, par exemple les radiations à longueurs d'onde de 2537 A et 3650 A émises par une déchar- ge électrique se produisant dans une atmosphère de vapeur de mercure.
Ces matières conviennent donc dans les lampes à décharge électrique dans de la vapeur de mercure sous haute pression, dans lesquelles la décharge est pro- duite dans une ampoule intérieure en verre ou en quarts et la matière lumi- nescente est placée à l'extérieur de cette ampoule, dans une enveloppe ex- térieure entourant celle-ci, pour modifier ou corriger la couleur de la lu- mière émise par la décharge dans la vapeur de mercure. Comme ces matières sont excitées par les radiations ultra-violettes à courtes et à grandes longueurs d'onde, elles sont particulièrement utiles dans les lampes à vapeur de mercure sous haute pression {dû. la décharge se produit dans une enveloppe de quartz qui transmet les radiations ultra-violettes à courtes et grandes longueurs d'onde.
La plupart de ces matières luminescentes ont encore d'au- tres applications, par exemple, comme elles sont excitées à luminescence par les radiations ultra-violettes à courtes longueurs d'onde, elles peuvent être utilisées dans les lampes fluorescentes à vapeur de mercure sous faible pression. Beaucoup de ces matières sont aussi excitées par les rayons catho- diques et peuvent donc être u lisées dans la fabrication d'écrans de tubes à rayons cathodique s.
Il a été constaté que, dans certains cas, les silicates de lithium (baryum, stront um) ont une tendance à être un peu instables, surtout en pré- sence d'humidité. C'est-à-dire que si ces matières sont exposées à une at- mosphère contenant de l'humidité, elles peuvent prendre une couleur indési- rable à l'état non excité. Cette couleur a pour résultant une réduction du débit lumineux d'un appareil utilisant une matière ce ce genre, due en par- tie à une perte de pouvoir de transmission de la lumière par la matière et en partie à la réduction du rendement lumineux de la matière.
Par exemple, quand une matière de ce genre est utilisée dans une lampe à vapeur de mer- cure à haute pression, le débit lumineux de la lampe peut diminuer consi- dérablement, surtout durant les premières heures de vie, principalement à cause de la diminution du pouvoir de transmission de la lumière de la decharge au mercure par la matière, et moins à cause de la réduction de la lumi- nescenpe de la matière.
La présente invention a pour but de procurer un procédé de àbri-- cation des silicates de lithium (baryum, strontium) donnant (les matières
<Desc/Clms Page number 2>
ayant une meilleure stabilité et par conséquent des appareils utilisant ces matières qui ont un rendement luminescent et un débit lumineux total plus durables.
Suivant la présente invention, un procédé de fabrication d'une ma- tière luminescente qui consiste en un perfectionnement ou une modification du procédé décrit dans le Brevet'principal n .529.327 prévoit de soumettre le produit obtenu par chauffage, dans une atmosphère réductrice, du mélange de composés de baryum et/ou de st ontium, lithium et silice avec un composé de cérium et éventuellement aussi un composé de manganèse, à un chauffage supplémentaire dans une atmosphère anhydride carbonique exempte d'oxygène, à une température ne dépassant pas 350 C, le produit étant ensuite ramené à la température du local dans l'atmosphère d'anhydride carbonique.
L'expérience montre que les meilleurs résultats sont généralement obtenue quand le traitement thermique dans l'atmosphère d'anhydride carbo- nique est d'assez longue durée, de l'ordre d'une heure par exemple, quoiqu' un temps plus court suffise dans certains cas. Il a été constaté qu'une amélioration considérable de la durabilité du rendement lumineux est obtenue dans les lampes à vapeur de mercure à haute pression utilisant, par exemple; des silicates de lithium (baryum, strontium, quand ces matières ont subi ce traitement thermique. L'anhydride carbonique doit contenir le moins possible d'impuretés, et surtout pas d'oxygène, car ces impuretés et l'oxy- gène en particulier ont un effet nocif sur la matière luminescente. De pré- férence aussi, l'anhydride carbonique doit être sec en substance.
La pres- sion de l'anhydride carbonique utilisée peut avantageusement être la pres- sion atmosphérique.
Dans un procédé préféré de mise en applicatonde l'invention, le produit obtenu par chauffage du dit mélange dans une atmosphère réductrice est broyé et tamisé de manière à obtenir une fine poudre qui est ensuite chauffée, comme précité, dans une atmosphère d'anhydride carbonique. Le produit ainsi traité peut alors être appliqué, par des procédés connus, à une surface ou une partie de l'enveloppe d'un appareil à décharge électri- que.
Habituellement, dans la fabrication d'un appareil à décharge élec- trique comme une lampe à décharge ou un tube à rayons cathodiques, l'appa- reil est soumis à cuisson pour enlever les gaz occlus de l'enveloppe, des électrodes et d'autres parties, après introduction de la matière lumines- cente. Quand la matière luminescente est une de celles fabriquées suivant la présente invention, on la maintient, de préférence, en contact avec une atmosphère d'anhydride carbonique sec exempt d'oxygène pendant la cuisson, de manière que la matière garde sa meilleure stabilité due au traitement thermique dans l'anhydride carbonique.
En outre, quand cela est possible, la matière luminescente est maintenue en contact avec de l'anhydride car- bonique sec exempt d'oxygène à l'intérieur de l'appareil fini, par exemple quand la matière luminescente se trouve dans l'enveloppe extérieure d'une lampe à décharge électrique fluorescente dans une atmosphère de vapeur de mercure à haute pression. Dans ce cas, immédiatement avant scellement de l'enveloppe extérieure qui contient la matière luminescente, cette partie de la lampe est remplie d'anhydride carbonique.
Un procédé de fabrication d'une matière luminescente suivant l'invention, et la fabrication d'une lampe à décharge électrique contenant la matière sont décrits ci-après à titre d'exemple.
La matière luminescente de l'exemple est un silicate de lithium (baryum, strontium dont la composition est représentée par la formule 1,2 Ba0 - 1,2 SrO - 0,6 Li2O- 1,9 SiO2, activé par 10 % en poids de cérium et 1,2 % en poids de manganèse. Cette matière présente une lumines- cence rouge et convient spécialement dans une lampe à décharge électrique dans une atmosphère de vapeur de mercure à haute pression, pour corriger la couleur de la lumière de la décharge dans la vapeur de mercure.
<Desc/Clms Page number 3>
La matière est préparée en mélangeant les constituants suivants dans les proportions données : Carbonate de baryum (BaCO3) 268 gr.
Carbonate de strontium SrCO2) 202 gr.
Carbonate de lithium Li2CO3)2 50,5 gr.
Silice (Si02) 130 gr.
EMI3.1
Nitrate de cériumCe(NOg) )3 .6H20 154 gr.
Cilorure de manganèse (MnC124H20) 21,6 gr.
(en solution aqueuse)
Ce mélange constitue une pâte que l'on sèche à 200 C dans un ré- cipient ouvert. La matière séchée est broyée et chauffée dans un tube de silice, dans une atmosphère d'hydrogène à 850 C, pendant une .heure, puis refroidie dans l'hydrogène, ce processus étant encore répété deux fois.
Le produit obtenu après le dernier traitement thermique à l'hy- drogène,est broyé et tamisé de manière à obtenir une fine poudre dont on place 100 grammes dans un tube de silice traversé par un courant d'anhydride carbonique pur. Le tube est porté à 250 C et maintenu à cette température pendant une heure, sans interrompre le courant d'anhydride carbonique. La poudre est ensuite refroidie dans le tube dans l'atmosphère d'anhydride car- bonique.
Dans la fabrication d'une lampe à décharge électrique dans une atmosphère à vapeur de mercure sous haute pression comprenant un tube à décharge en quartz scellé disposé à l'intérieur d'une enveloppe extérieure en verre, la paroi intérieure de l'enveloppe extérieure est recouverte d'une couche de poudre luminescente fabriquée comme décrit ci-dessus, le dépôt de la couche de poudre se faisant par un des procédés connus, par exemple en recouvrant la dite paroi intérieure de l'enveloppe extérieure d'une pellicule d'un liant liquide qu'on saupoudre de la couche poudreuse.
A un stade suivant de la fabrication de la lampe, celle-ci est soumise à ¯ne cuisson de cinq minutes dans une atmosphère d'anhydride carbonique sec exempt d'oxygène sous une pression de 25 mm, à une température de 300 C, et avant de sceller l'enveloppe extérieure on remplit l'espace compris entre celle-ci et le tube à décharge intérieur d'anhydride carbonique sec exempt d'oxygène, sous une pression de 25 mm.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de fabrication d'une matière luminescente suivant le Brevet principal n 529.327, caractérisé en ce que le produit obtenu en chauffant, dans une atmosphère réductrice, un mélange de composés de baryum et/ou strontium, lithium et silice avec un composé de cérium et éventuellement ausi un composé de manganèse, est soumis à un chauffage supplémentaire dans une atmosphère d'anhydride carbonique exempte d'oxygène, à une température ne dépassant pas 350 C, le produit étant ensuite ramené à la température ordinaire dans l'atmosphère d'anhydride carbonique.