CS251644B1 - Směs k přípravě luminoforu pro nízkotlaké rtuťové výbojové zdroje světla - Google Patents

Abstract

Řešení se týká směsi k přípravě lurainoforu pro nízkotlaké výbojky - zářivky v červené oblasti viditelného spektra. Účelem je zvýšit světelnou účinnost. Podstata řešení spočívá v tom, ze směs luminoforu sumárního vzorce X2O3/Eu2O3, kde X je alespoň jeden z prvků lanthan, gadolinium, lutecium, yttrium a samarium, obsahuje koaktivátor obecného vzorce Z09, kde Z je křemík a/nebo zir- -4 -3 konium v množství 4.10 až 4.10 hmotnostních dílů a tavidlo je tvořeno směsí uhličitanu lithného a kyseliny trioxoborité.

Description

Vynález se týká směsi k přípravě luminoforu pro nízkotlaké rtutové výbojové zdroje světla v červené oblasti světelného spektra.

Dosud se pro nízkotlaké rtutové výbojové zdroje světla - zářivky používají halofosfátové luminofory, které nemají dostatečnou tepelnou stabilitu a nelze je použít k pokrytí zářivkových trubic o menším průměru. K těmto účelům se používají tzv. třípásmové luminofory, které svítí v pásmu modrém (λ„„„ = 452 nm), žlutozeleném (λ = 545 nm) a červeném JUClX ITlaX.

(λ - 611 nm) viditelného spektra. Modrý luminofor je chemicky hlinitan barnato-hořečnatý aktivovaný dvoumocným europiem a žlutozeleně svítícím je hlinitan horečnatý aktivovaný cerem a terbiem.

Červeně svítícím luminoforem je nejčastěji oxid ytritý aktivovaný europiem. Vyrábí se z oxidu ytritého a oxidu europitého jako aktivátoru, rozpuštěním v kyselině dusičné. Množství oxidu europitého činí cca 2,0 až 2,3 hmotnostních dílů. Po neutralizaci se provede odstranění nečistot a Čisté roztoky dusičnanů se vysrážejí kyselinou šřavelovou na štavelany. Ty se po filtraci a usušení žíhají bu3 samotný nebo za přídavku tavidel při teplotách do 1 500 °C.

Světelná účinnost těchto luminoforů se zvyšuje přídavky koaktivátorů, sloučeninami vizmutu, rtuti a tavidel na bázi halogenidu, fosforečnanů, boritanů, křemičitanů, alkálií, či žíravých zemin. Podstatného zvýšení světelné účinnosti luminoforu na bázi Y^^/Eu se dosáhne přídavkem boraxu jako tavidla.

Lepší světelné účinnosti dosahuje luminofor pro nízkotlaké rtutové výbojové zdroje světla vytvořený ze směsi sumárního vzorce X2O3/EU2O3, kde alespoň jeden z prvků lanthan, yttrium, gadolinium, lutecium, samarium nebo jejich směs, za přídavku tavidel a koaktivátorů podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že koaktivátor tvoří látka obecného vzorce ZO_o, kde Z značí zirkonium nebo křemík nebo jejich směs v množství 4.10 až — 3

4.10 hmotnostních dílů. Je účelné, jestliže luminofor podle vynálezu obsahuje organicky vázaný křemík, např. tetraetylester kyseliny tetraoxokřemičité. Dále je výhodné, je-li tavidlo tvořeno směsí uhličitanu lithného a kyseliny trioxoborité v poměru 1:(1,1 až

4,0), zejména v poměru 1:(3,0 až 3,5) v množství 1.10 až 10.10 hmotnostních dílů -2 -1 kyseliny trioxoborité a 1.10 až 6.10 hmotnostních dílu uhličitanu lithného.

Tavidlo může být tvořeno rovněž tetraboritanem dilithným. Očinek lze zvyšovat i kombinací uvedených činidel. Důsledkem složení směsi k přípravě luminoforu podle vynálezu je snížení žíhaoí teploty a vícenásobné žíhání lze nahradit jediným, což vede k energetickým úsporám. Luminofor vytvořený ze směsi podle vynálezu dosahuje o 3 až 7 % vyšší světelné účinnosti oproti dosud užívaným a rovněž je odstraněna nebezpečná práce se rtutí.

Vynález je blíže popsán pomocí pracovního postupu a několika příkladů výrobních receptur. Výchozími surovinami jsou nejčastěji co nejčistší oxidy yttria, lanthanu, gadolinia, lutecia a samaria nebo jejich směsi. Europium ve všech případech přítomné v množství cca 2 hmotnostní díly slouží jako aktivační látka. Oxidy se rozpustí v nepatrném nadbytku kyseliny dusičné, přídavkem čpavku se neutralizují a přídavkem činidel se čistí od stop železa a těžkých kovů.

Po odfiltrování vysrážených nečistot se roztok-zfiltruje a kationty vzácných zemin se vyloučí přídavkem roztoku kyseliny štavelové. Po odsátí kapalné fáze se vysrážené štavelany smísí s přídavkem malých množství sloučenin křemíku nebo zirkonia, případně jejich směsi a malého množství tavidla nejlépe na bázi tetraboritanu dilithného, směs se homogenizuje a vysuší při cca 160 °C. Pak se žíhá v elektrické peci 1 h jednostupňově do 1 300 °C nebo po vychladnutí se vzorek luminoforu po nové homogenizaci žíhá podruhé při teplotě cca 1 300 °C po dobu 1 h.

Vynález blíže vysvětlují příklady:

Příklad 1

Ze směsi 38,2 hmotnostních dílů oxidu yttritého a 2,0 hmotnostních dílů oxidu europitého je připravena shora popsaným způsobem směs štavelanů. Přidá se roztok tetraetylesteru kyseliny tetraoxokřemičité v etanolu, obsahující 3,643.10 hmotnostní díly tetraetylesteru kyseliny tetraoxokřemičité a 3,156 hmotnostní díly tetraetylesteru kyseliny tetraoxokřemičité a 3,156 hmotnostní díly etanolu, dále 6,6.10 ¹ hmotnostních dílů kyseliny trioxoborité

-1 ^K a 1,97.10 hmotnostní díl uhličitanu lithného. Směs se zhomogenizuje a vysuší. Po vysušení se dvakrát žíhá při výše uvedených teplotách. Po vyžíhání se vzniklý luminofor vyvaří třikrát se 400 ml destilované vody a vysuší se. Zvýšení jasu luminoforu je o 5 % ve srovnání s luminoforem vyrobeným za stejných podmínek bez tohoto koaktivátoru.

Příklad 2

Ze směsi 26,7 hmotnostních dílů oxidu yttritého, 16,5 hmotnostních dílů oxidu lanthanitého a 2,0 hmotnostních dílů oxidu europitého se opět připraví směs štavelanů. Přidá se vodný roztok dusičnanu zirkoničitého složený ze 4,4.lO^-^ hmotnostních dílů dusičnanu zirkoničitého a 19,5 hmotnostních dílů destilované vody. Směs se zhomogenizuje, vysuší a jedenkrát žíhá při teplotě 1 000 °C. Vyžíhaná látka se smísí s 6,6.10 ¹ hmotnostními díly kyseliny trioxoborité a 1,973.10^-1 hmotnostním dílem uhličitanu lithného. Po vysušení se opět žíhá 1 h při teplotě 1 300 °C. Pak se tavidlo opět vyluhuje trojnásobným vyvařením v destilované vodě. Zvýšení jasu je o 7 % vyšší oproti luminoforu bez tohoto koaktivátoru .

Příklad 3

Ze směsi 34,3 hmotnostních dílů oxidu yttritého, 6,1 hmotnostních dílů oxidu gadolinitého a 2,0 hmotnostních dílů oxidu eurooitého se připraví směs šfavelanů. Přidá se vodný _3 roztok dusičnanu zirkoničitého složený ze 4,4.10 hmotnostních dílů dusičnanu zirkoničitého a 3,9 hmotnostních dílů destilované vody. Po homogenizaci se vysuší a žíhá při teplotě 1 000 °C. Dále se zpracuje podle příkladu 2. Zvýšení jasu je o 4 % vyšší oproti luminoforu bez tohoto koaktivátoru.

Příklad 4

Ze směsi 30,5 hmotnostních dílů oxidu yttritého, 6,1 hmotnostních dílů oxidu gadolinitého, 5,5 hmotnostních dílů oxidu lanthanitého a 2,0 hmotnostních dílů oxidu europitého se připraví směs štavelanů. Přidá se vodný roztok dusičnanu zirkoničitého složený ze

4,4.10 hmotnostních dílů dusičnanu zirkoničitého a 19,5 hmotnostních dílů destilované vody, 6,6.10 ¹ hmotnostních dílů kyseliny trioxoborité a 1,973.10 ¹ hmotnostních dílů uhličitanu lithného. Žíhá se při teplotě 1 100 °C. Pak se tavidlo trojnásobným vyvařením v destilované vodě odstraní. Zvýšení jasu je 6 % ve srovnání s luminoforem bez tohoto koaktivátoru.

Koaktivaci zirkoniem nebo křemíkem či jejich směsí v uvedených mezích lze kromě uvede— ného uskutečnit dusičnanem zirkonylu, orthokřemičitanem zirkoničitým nebo štavelanem či octanem zirkoničitým a podobně.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Směs k přípravě luminoforu pro nízkotlaké rtutové výbojové zdroje světla sumárního vzorce X₂Oj/Eu₂O₂, kde X je alespoň jeden z prvků lanthan, yttrium, gadolinium, lutecium, samarium, obsahující koaktivátor a/nebo tavidlo, vyznačující se tím, že sestává z 36,2 až 43,2 hmotnostních dílů ^2^3' X je alespoň jeden z prvků lanthan, yttrium, gadolinium, lutecium, samarium, 2,0 až 2,3 hmotnostních dílů oxidu europitého, 4,10 ⁴ až

   4.10 3 hmotnostních dílů koaktivátoru, vybraného ze skupiny sloučenin, kterou tvoří sloučeniny obecného vzorce Z0₂, kde Z značí zirkonium nebo křemík nebo jejich směs nebo dusičnan zirkoničitý a tetraetylester kyseliny tetraoxokřemičité a/nebo tavidla tvořeného směsí uhličitanu lithného a kyseliny trioxoborité v poměru 1:(1,1 až 4,0), zejména v poměru

   1:(3,0 až 3,5) v množství 1.10 ¹ až 10.10 ¹ hmotnostních dílů kyseliny trioxoborité a -2 -1

   1.10 až 6.10 hmotnostních dílů uhličitanu lithného.
2. 2. Směs podle bodu 1, vyznačující se tím, že koaktivátor je tvořen tetraetylesterem kyseliny tetraoxokřemičité.
3. 3. Směs podle bodu 1, vyznačující se tím, že koaktivátor je tvořen dusičnanem zirkoničitým.