CH314642A - Leuchtstoff für Leuchtschirme und Verfahren zur Herstellung dieses Leuchtstoffes - Google Patents

Description

  Leuchtstoff für Leuchtschirme und Verfahren     zur        Herstellung    dieses     Leuchtstoffes       hie Erfindung bezieht sich auf einen       Lenehtstoff    für Leuchtschirme, der gelb bis  orange leuchtet. Die Erfindung bezieht sich  ferner auf ein Verfahren zur Herstellung die  ses     Leuehtstoffes.     



  Einer der bekanntesten Leuchtstoffe ist       Willemit,    welches ein mit Mangan aktiviertes       Zinkorthosilikat    ist.. Die     Aufleuchtung    dieses  Stoffes ist grün sowohl bei Erregung durch       korpuskulare    Teilchen, z. B. Elektronen, als       aneli    bei Erregung mit elektromagnetischen  Wellen, z. B.     Ultraviolettstrahlen    oder     Rönt-          -enstrahlen.    Später wurden durch verschiedene       Kunstriffe    auch Leuchtstoffe gleicher     Zu-          saininensetzung    mit einer abweichenden Emis  sion hergestellt.

   Diese Kunstgriffe umfassen  unter anderem eine Erhitzung auf hohe Tem  peratur und darauffolgende schnelle Abküh  lung bis auf Zimmertemperatur, das     soge-          minnte        Absehrecken.    Es wurde auch festge  stellt, dass man nicht völlig durch die     stoechio-          metrisehe    Zusammensetzung des     Orthosilikats     begrenzt ist. Infolge eines     Übermasses    am  sauren oder basischen Oxyd kann ein nicht       -i#1111,    sondern gelb oder sogar rot leuchten  (ler Stoff erhalten werden.  



  Ferner ist es bekannt, dass neben der grü  nen Emission des normalen     Willemits    ein       seliwaehes        Orangeband    auftritt, wenn die       Aufleuelitung    eines Stoffes mit einem höheren         Mangangehalt    bei der Temperatur von flüs  sigem Stickstoff betrachtet wird. Dieses       Orangeband    weist bei etwa 6100 A ein Maxi  mum auf. Bei Zimmertemperatur aber ist von  dieser     Orangeemission    nichts mehr zu er  kennen.  



  Auch wurde bereits beschrieben, dass mit  Mangan aktiviertes sogenanntes     Zinkmesodi-          silikat    bei der Temperatur von flüssiger Luft  eine Emission mit einem Maximum bei 6030 A  aufweist. Auch diese Emission ist bei Zim  mertemperatur nicht mehr wahrnehmbar oder  wenigstens so schwach, dass sie für praktische  Zwecke unbrauchbar ist.  



  Die Herstellung von gelborange     leueh-.          tendem        Willemit,    welches bei Zimmertem  peratur eine so grosse Emission aufweist, dass  es praktisch verwendbar ist, ist von grösster  Bedeutung, insbesondere wenn das Maximum  der Emission zwischen 6000 und 6200 A liegt,  denn das     Willemit    kann dann an die Stelle  des bisher vielfach verwendeten, mit Man  gan aktivierten     Zinkberylliumsilikates    treten.  Mit der Verwendung des     Zinkberylliumsili-          kates    sind nämlich Nachteile verbunden, die  mit der Verwendung von Beryllium als solches  zusammenhängen.  



  Die Erfindung bezweckt, einen Leuchtstoff  mit einer praktisch brauchbaren, stabilen Emis-           sion    bei Zimmertemperatur zu schaffen, dessen       Maximum    zwischen 6000 und 6200 A liegt.  



  Der Leuchtstoff nach der Erfindung besteht.  aus einem Zink, Phosphor, Silicium,     Sauer-          stoff    und Mangan als Aktivator enthalten  den     Produkt,    in dem die Mengen dieser Ele  mente derart sind,     da.ss     1. das     Molverhältnis    von Zinkoxyd und       Silieiumdioxyd    zwischen 2,2: 1 und 1:1. liegt,  2. das     Molverhältnis    von     Manganoxy    d und  Zinkoxyd zwischen 1 :200 und 1 : 5 liegt,  3.     das'Holverhältnis    von     Phosphorpentoxy    d  und Zinkoxyd zwischen 1 :

   400 und 1 :10 liegt,  4. das Reaktionsprodukt eine bei Zimmer  temperatur stabile Lumineszenz mit einer  Höchstemission     zwischen    6000 und 6200 A auf  weist.  



  Naturgemäss sind die Oxyde im Reaktions  produkt nicht also solche vorhanden. Bei der  Berechnung werden aber die Mengen der Ele  mente so kombiniert.  



  Wie es sich aus dem Vorstehenden     ergibt,          weicht.    ein derartiger Leuchtstoff vor allem  darin von normalem     Willemit    ab,     da.ss    auch  Phosphor vorhanden ist. Es ist sehr wahr  scheinlieh, dass es auf das Vorhandensein von  Phosphor im     Leuchtstoff    zurückzuführen ist,  dass die gelborange     Aufleuchtung    zwischen  6000 und 6200 A, welche, wie oben angegeben,  bereits erkennbar, aber bei Zimmertemperatur  nicht stabil war, sodann bei Zimmertemperatur  stabil und von solcher Intensität ist, dass  der Stoff in der Praxis z. B. in Elektronen  strahlröhren,     Gasentladungsröhren    und der  gleichen verwendbar ist.  



  Die Herstellung eines Stoffes nach der  Erfindung erfolgt vorzugsweise durch den  Zusatz von     Ammoniumphosphat    zu einem Ge  misch von Zinkoxyd,     Siliciumdioxy    d und     Man-          (Y    d oder von Verbindungen, aus denen  diese Oxyde durch Erhitzung leicht ent  stehen, z. B. Karbonaten und Nitraten, und  durch     Erhitzung    dieses ganzen Gemisches in  einer Wasserdampf enthaltenden reduzieren  den Atmosphäre bis auf eine zwischen 700 und  875  C liegende Temperatur.

      Eine Verbindung mit einer besonders  guten Lichtausbeute hat die Formel  2     7.n0    . 1     SiO.        .0,03        P.,05    :0,05     Mn0.     Dieser Stoff kann auf die im nachfolgenden  angegebene weise     hergestellt    werden. ,  <I>Beispiel:</I>  2,03 g     Zn0    wird mit 0,75 g     SiO.,    0,15     g          MnSi0?,    und 0,15 g     (NH1)2HPO,1    in Wasser       gemischt;    die so erhaltene Suspension wird in  einer Kugelmühle gemahlen und bei einer  Temperatur von etwa     1.00     C trockengedampft.

    Der erhaltene trockene Stoff wird innig ge  mischt und während etwa     1i/2    Stunden bis auf  etwa 800  C in einer Atmosphäre von Dampf  und Wasserstoff erhitzt. Das erhaltene Pro  dukt hat. eine Emissionskurve bei Erregung  durch Elektronen, wie sie in der beiliegen  den Zeichnung dargestellt ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Leuchtstoff für Leuchtsehirme, da durch gekennzeichnet, dass er aus einem Zink, Phosphor, Silicium, Sauerstoff und Mangan als Aktivator enthaltenden Produkt besteht, in dem die Mengen dieser Elemente derart sind, da.ss das Molverhältnis von Zinkoxyd und Siliciumdioxy d zwischen 2,2: 1 und 1 :1, das Molverhältnis von Manganoxyd und Zink= oxy d zwischen 1 : 200 und 1 :

   5, das Molver- hältnis von Phosphorpentoxy d und Zinkoxy d zwischen 1 :400 und 1 :10 liegt, und dass er eine bei Zimmertemperatur stabile Lumines zenz mit einer Höehstemission zwischen 6000 und 6200 A aufweist.

   1I. Verfahren zur Herstellung des Leuclit- Stoffes nach Patentanspruch I, dadurch ge- kennzeiehnet, dass ein Zinkoxyd, Silicium dioxyd und Manganoxy d enthaltendes oder beim Erhitzen diese Oxyde bildendes Stoff gemiseh mit Ammoniumphosphat in einer ;

   \V#'asserdampf enthaltenden reduzierenden Atmosphäre bis auf eine zwischen 700 und 87.5 C liegende Temperatur erhitzt wird, wo bei die Ausgangsstoffe in einem solchen Ver hältnis gewählt werden, dal;') das entstehende Reaktionsprodukt die im Patentanspruch I ,-exiannten Molverhältnisse aufweist.

   UNTERANSPRUCH Lenehtstoff nach Patentanspruch I, da- dureli "elzeiinzeiehnet, dass derselbe 2 Zn0 . 1 Si02 . 0,03 P205: 0,05 Mn0 enthält.