CH207019A - Tube à décharge électrique à rayonnement ultraviolet comportant une matière luminescente placée au contact direct de la décharge. - Google Patents

Description

  Tube à décharge électrique à rayonnement ultraviolet comportant une matière  luminescente placée au contact direct de la décharge.    On sait que les substances luminescentes       utilisées    dans les     tubes.    à décharge     électrique     sont généralement à base     @de        composés        fluo-          iescents    tels que     tungstate        -,        molybdates,    sili  cates, sulfures:

   ces     matières:    peuvent éven  tuellement contenir des do es     habituelles        (gé-          n-éralement    inférieures à un     centième)    de mé  taux lourds     com@nuns        lumino@gènes,    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       luminogène    ne détermine     pari.,    en général,  l'apparition dans, la     composition        spectrale    de       l'-émissian        résultante,    d'un autre maximum  comparable     comme        intensité    au premier et par  suite capable     .d'influencer    sensiblement     l'oeil.     Par exemple,

       l.0        tungstate    de calcium     donne          sous        l'excitation    de la     lumière        ultraviolette     une émission     comportant    un fort     maximum          d'intensité    dans le bleu, quel que soit prati-         quement    le métal lourd commun     utilisé    avec  lui comme     luminogène.     



  Or,     il    a été     constatéque    si     onutilise    des sub  stances     luminescentes    contenant comme     lumi-          nogène,    au lieu d'un métal lourd commun ou,  en plus de celui-ci, un métal des terres rares,  ces substances     comportent,        en'dehors    du maxi  mum correspondant à l'émission -du corps de  base, un autre maximum d'intensité compa  rable au     premier,    dû au     luminogène.     



  La présente invention     vise    la disposition  de     ces    substances au     contact    direct de la dé  charge d'un     tube    à décharge à rayonnement  ultraviolet.     Elle    est relative à un tube à dé  charge dans     lequel        lesdites        substances    sont       constituées    par une solution solide d'un métal  des     terre    rares     dans,

  des        sels    luminescents d'un  acide contenant un     corps        appartenant    au pre  mier sous-groupe du sixième groupe de     la     classification périodique des     éléments,    et de  numéro     atomique    au moins -égal à 42 et au  plus égal à 74. Les, acides en question sont les      acides     tungstique    et molybdique, et comme  exemple de substance luminescente, on peut  citer une     solution    solide de samarium clans le       tungstate    ou le     moly        bdate    de calcium.

   La co  loration de la lumière obtenue varie suivant;  la     teneur    de la     solution    solide en métal des       terres    rares.  



  La matière luminescente employée dans le  tube à décharge conforme à la présente inven  tion peut être préparée par calcination. On  part, par exemple, du     tungstate    de     caleium    dit       "chimiquement    pur pour analyses",     e'est-à-          dire    débarrassé de métaux lourds communs  (par exemple la teneur en fer ou en plomb  doit être inférieure à,     1/loaoo),    ou autres sub  stances nuisibles à la     luminescence,    carbone  par exemple, le samarium dont le nitrate en  solution a servi à humecter le     tungstate,    étant  incorporé de la.

   façon usuelle par     calcination          au        tungstate    de calcium.  



  La     proportion    de     samarium    peut varier de  deux parties pour 100 parties de     tungstate    à  1 partie pour 1000,     ee    qui produit, bien en  tendu, une variation correspondante de l'in  tensité du 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     spectrale        eompor-          esnt    un maximum rouge et un maximum bleu  dont les valeurs relatives pourront être choi  sies de manière à fournir une lumière     sensi-          blement    blanche par l'emploi simultané d'un  moyen fournissant une quantité convenable  de lumière verte, notamment d'une quantité  convenable de substance ayant une lumines  cence verte,     silicate    de zinc par exemple, mé  langée avec la     solution    solide envisagée, ou  d'un verre fluorescent, par exemple verre à  urane approprié.  



  Mais on a remarqué que si, au lieu de cal  ciner ( à environ 800   C) comme d'habitude  le mélange, on va, jusqu'à la fusion complète  de ce dernier, l'émission du métal des terres  rares est beaucoup augmentée. Il en ré  sulte que la quantité de métal des terres rares    nécessaire pour la production d'une émission  de     composition    donnée est diminuée     pa.r    l'em  ploi de la fusion totale;

   en outre, pour une  teneur     convenable    de la solution solide en  métal des terres rares     @,    on arrive même, ainsi,  à obtenir une émission de luminescence cons  tituée en     substance    par     l'émission    propre du  métal des terres rares, résultat qui n'est pas  fourni par utilisation d'une matière     préparée     par les procédés usuels de calcination, quelle  que soit la teneur de ces dernières en métal  des terres rares.

   Par exemple, on obtient une  couleur     rouge    vif avec 1 % de samarium dans       dit        turigstate    de     calcium    par fusion     complète,     alors qu'une simple calcination vers<B>800'</B>  pendant     ?.    d'heure     donne    dans .les mêmes con  ditions une matière à     ,luminescence    ,simple  ment violette (rouge     -i-    bleu).  



  De plus, si ou     soumet    les     substances    envi  sagées à l'action de la, chaleur dans     le    tube, on  constate     que,    tandis que l'émission propre du  corps de base s'affaiblit, l'émission propre du  métal des terres rares reste sensiblement cons  tante,     contrairement    à     ce    qui a. lieu pour les  substances     luminescentes    en général, où l'ac  tion de la chaleur diminue l'émission de     lumi-          nescence    dans son ensemble;

   on a. ainsi un  nouveau moyen de doser l'intensité     relative     de l'émission de     luminescence    propre de terre  rare par rapport à celle du     corps    de base et,  par     suite,    la     composition    du rayonnement  émis.

   Ce moyen     permet    encore de diminuer la       quantité    de     terres    rares correspondant à l'ob  tention d'un effet     relatif    donné et     d'obtenir,     pour un     teneur    convenable de la solution so  lide en métal de terres rares, une émission de       luminescence    constituée en     substance    par l'é  mission propre du métal des     terres    rares.

   L'ac  tion calorifique peut être exercée par le cou  rant de     décharge    dans le tube; le     tube    est  alors dimensionné de     façon    qu'en fonctionne  ment la densité de     courant    qui le parcourt  soit suffisante pour élever dans la mesure  désirée, eu égard à la teneur en métal des       terres        :

  rares    de la solution     solide    considérée,  la     température    de la paroi     intérieure    du     tube     et par     suite    celle de la substance     luminescente     dont on revêt     cette    paroi.

        C'est     ainsi    que,     pour    la     .solution    solide de  samarium dans le     tungstate    de     calcium,    lors  que le tube est alimenté sous de     fortes    inten  sités -de     courant,    la     température    du     tube    de  vient telle que l'émission du     tungstate    faiblit  considérablement, ce qui amène le rougisse  ment de la couleur de     luminescence    visible.

    On voit que     cette    élévation de     température     pendant le fonctionnement du tube a bien       produit    un effet relatif analogue à celui qui  résulterait, en     l'absence    de la     chaleur    déga  gée, 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 dans  les tubes, énergie qui,     normalement    avec  toutes les substances     antérieurement    connues,  était nuisible     et,,dans    tous les cas, perdue.  



  Si au     dieu    du     samarium,    on emploie  comme métal de     terre    rare l'erbium, on ob  tient des effets de     superposition    analogues à  ceux     expliqués        oi-dessus,    à     titre        ?d'exemple,     avec le samarium,

   mais     l'émission    de     lumi-          nescence    propre du     sanaxium    de couleur       rouge    est remplacée par     -l'émission    de     lumi-          rescence        propre,de    l'erbium de couleur     jaune-          verte;        i11    en est de même pour le     disp.rosium     dont la     luminescence    propre est jaune, pour  le gadolinium à luminescence ultraviolette,  etc.  



  On     pourra,    ajouter dans des proportions  convenables des fondants, par exemple des,       gels    alcalins -comme le     chlorure    de sodium.  D'autre part, si     sles    substances finales sont  trop     altérables,,    c'est-à-dire si le .rendement  baisse     trop    rapidement eu égard à leur durée  normale d'utilisation, on les stabilisera par       l'addition    des     corps    indiqués dans le brevet       suisse    ne<B>206030,</B> c'est-à-dire de phosphate       tricalcique    ou de borate ,de calcium, ou d'un       mélange    de ces. deux corps.  



  A titre d'exemple, on indiquera la com  position ci-dessous qui donne une lumière sen  siblement blanche,     -dans    un     tube    à vapeur de  mercure dans lequel la densité de courant et  par     suite    la couleur d e     l'émission        lumineuse     de la décharge, est choisie convenablement en       vue    de     cet    effet,

   sans du     reste    qu'il y ait         alors    lieu     d'ajouter    de     substance    à     lumines-          cence        verte    ou d'employer un verre     fluores-          cent    convenable:  
EMI0003.0075     
  
    Molybdate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 50 <SEP> parties
<tb>  Oxyde <SEP> de <SEP> samarium <SEP> 1120 <SEP> partie
<tb>  Borate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 5 <SEP> parties,
<tb>  Orthophosphate <SEP> tricalcique <SEP> 50 <SEP> parties.

         Pour la production de la lumière blanche,       l'intérêt    de l'emploi -du samarium 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 décharges conformes à la pré  sente     invention    fonctionnent     comme    ceux  usuels jusqu'ici.     -depuis        une        pression        @de    l'or  dre de 1 mm de mercure     jusqu'aux    fortes  pressions de     diazaines    d'atmosphères.

   Mais on  a reconnu, qu'on pouvait également     utiliser     ces tubes, sous de faibles pressions inférieures  à     '/,"    de millimètre     .de    mercure; par     exem-          ple,    on obtient ,dans une     atmosphère    de xénon  à     îla    Ares     ision    ,de     @@loo    -de     millimètre    de mercure,  une     luminescence        particulièrement    intense.

Claims (1)

1. REVENDICATION Tube à décharge électrique à rayonnement ultra-violet comportant une matière lumi nescente disposée au contact direct ,de la dé charge, caractérisé en -ce que la matière lu- minescente est constituée, par une solution siolide d'un métal des terres rares dans des sels: luminescents:

   d'un acide contenant un corps appartenant au premier sous-groupe du sixième groupe de la classification périodique des .éléments et de numéro atomique au mains <B><I>égal</I></B> à 42 et au plus égal à 74.

   SOUS-REVENDICATIONS 1 Tube à ,décharge suivant la revendication, caractérisé en .ce que la matière lumines- cente est constituée par une solution solide d'un métal des: terres rares: dans des sels luminescents de l'acide tungstique.

   2 Tube à décharge suivant la revendication, caractérisé en ce que la matière lumines- cente est constituée par une solution so lide d'un métal des terres rares dans des sels luminescents de l'acide molybdique. 3 Tube à décharge suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la matière luminescente est constituée par une solution solide de samarium dans du tungstate de calcium luminescent. 4 Tube à décharge suivant la revendication,

   caractérisé en ce que la solution solide est obtenue par fusion totale de la masse cons- tituée par ses éléments. 5 Tube à, décharge suivant la revendication, caractérisé en ce que la solution solide est mélangée avec des matières stabilisantes. 6 Tube- à décharge suivant la revendication et la sous-revendication 4, caractérisé en ce que la teneur en métal des. terres rares de la solution solide est choisie de façon à pro duire une émission de luminescence cons tituée principalement par l'émission propre de ce métal des terres rares.

   7 Tube à décharge suivant la revendication et les sous-revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la solution solide est additionnée d'une certaine quantité de substance à :lu minescence verte et que la, teneur en sama rium de la solution solide est choisie de façon à, produire l'émission d'une lumière sensiblement blanche.

   8 Tube à décharge suivant la revendication, dans lequel la solution solide n'est pas obtenue par fusion totale, caractérisé en ce que ;la teneur en métal des terres rares de la solution solide est telle qu'il se pro duit une émission de luminescence consti tuée principalement par l'émission propre du métal des terres rares, le tube étant di- miensionné de façon à être parcouru, en cours de fonctionnement, par un courant exerçant une action calorifique suffisante sur la solution solide.

   9 Tube à, décharge suivant la revendication et la. sous-revendication 3, dans lequel la solution solide n'est pas obtenue par fusion totale, caractérisé en ce que la solution so lide étant additionnée d'une certaine quan- titué de substances à, luminescence verre, la teneur en samarium de cette solution est telle que le tube émet une lumière sensible ment blanche, le tube étant dimensionné de façon à. être parcouru en cours de fonction nement par un courant exerçant une action calorifique suffisante .sur la solution so lide.