DE714271C

DE714271C - Elektrische Quecksilberdampfroehre oder -lampe mit Edelgasgrundfuellung und Silicatleuchtstoffschicht

Info

Publication number: DE714271C
Application number: DEP79581D
Authority: DE
Inventors: Dr Guenther Aschermann
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1939-08-11
Filing date: 1939-08-11
Publication date: 1941-11-25

Description

Elektrische Quecksilberdampfröhre oder -lampe mit Ed'elgasgrundfüllung und Silicatleuchtstoffschicht Bei elektrischen Quecksilberdampfröhren oder -lampen mit Edelgasgrundfüllung und Glühelektroden oder kalten Blechelektroden wird vielfach zur Steigerung der Lichtausbeute oder zur Erzielung besonderer Lichtfarben von einer im Gefäßinnern oder auf der Gefäßwand oder auf einem der Entladungsröhre oder -lampe vorangestellten Schirm angebrachten Leuchtstoffschicht aus aktivierten Silicaten, wie Zink-, Beryllium- oder Magnesiumsilicat, Gebrauch gemacht, da diese bei leichter Anregbarkeit durch die Quecksilberstrahlung chemisch sehr beständig sind. Als Nachteil wurde es bei der Verwendung derartiger Leuchtstoffschichten jedoch empfunden, daß es bisher nur gelang, die im wesentlichen grüne oder gelbgrüne Farbe des Emissionslichtes dieser Leuchtstoffe nach dem längerwelligen gelben bis gelbroten Teil des Spektrums hin zu verändern, nicht aber eine wesentliche Verschiebung der Wellenlängen des Emissionslichtes zum kurzwelligen Teil des Spektrums zu erzielen.
Es hat sich gezeigt, daß man sehr kräftig blau bis ultraviolett strahlende Silicatleuchtstoffe auf einfachem Wege erhalten kann, wenn erfindungsgemäß Ortho- oder. Metasilicate des Aluminiums, Berylliums oder Magnesiums für sich oder in Mischung mit Cer-3-oxy d (Ce2 03) aktiviert werden. Zur Herstellung solcher Leuchtstoffe wird reinste Kieselsäure mit reinsten Oxyden des Aluminiums, Berylliums oder Magnesiums oder Mischungen derselben gemischt, und zwar unter Zugabe von Cer-4-oxyd (Ce O,) oder Cersalzen oder Cersalzlösungen. Die Kieselsäure und die Oxyde des Aluminiums, Berylliums oder Magnesiums werden hierbei zweckmäßig entsprechend den Verbindungen 3 Si 02-- i Ale O;3

(Metasilicat) und 3 Si 02 - 2 Ale 0, (Ortho,#

Silicat) im Verhältnis 3 : i bzw. 3 : 2 verx 'Z

det, wobei das Verhältnis der Anteile t

stöchiometrischen Verhältnissen jedoch ni @lz

zu entsprechen braucht. Die Menge des zu= gesetzten Cer-4-oxydes bzw. der zugesetzten Cersalze kann in weiten Grenzen schwanken und bis zu 3o Gewichtsprozent betragen. \Tach inniger Vermischung der Einzelbestandteile wird das Gemisch bei einer Temperatur von etwa i ioo bis 130o° C, vorzugsweise jedoch i2503 C, in reduzierender Atmosphäre, vorzugsweise in reinstetnWasserstoff, geglüht, wodurch das zugegebene Cer-.l-oxyd oder die zugegebenen Cersalze in Cer-3-oxyd übergehen. Die Zeitdauer der Glühung beträgt in der Regel etwa 1/., Stunde und darüber: sie kann bei höherer Temperatur naturgetnäii kürzer sein. Die stark zusammengesinterte Masse wird nach dem Erkalten zerkleinert und ist dann sofort gebrauchsfertig.
Die Emission der neuen Leuchtstoffe erstreckt sich in der Hauptsache von 3000 bis 4.80o Ä, obwohl eine allerdings nur sehr schwache Emission noch im gelben Spektralbereich vorhanden ist. Der Bandenschwer-Punkt der dadurch blau strahlenden Leuchtstoffe liegt bei etwa 4ooo Ä. Sie sind außer zur Änderung der Lichtfarbe und Erhöhung der Lichtausbeute der nuecksilberentladung auch dort anwendbar, wo photochemisch wirksame Strahlen im genannten Bereich erwünscht werden. Sie können daher vorteilhaft zur Umwandlung der starken kurzwelligen Linie 253 j Ä der Quecksilberniederdruckentlaclung in längerwelliges Ultraviolett verwendet v@ erden.
Wie sich gezeigt hat, ist eine Leuchtwirkung praktisch nicht erzielbar, wenn das Cer im fertigen Leuchtstoff in der 4.wertigen Oxydationsstute vorliegt.
Daß Cer als Aktivator bei Silicatleuchtstoffen in Frage kommt, war bereits bekannt. Jedoch war nicht bekannt, daß, wenn es in dreiwertiger Form als Aktivator gerade bei den bezeichneten Silicaten verwendet wird, die vorstehend angegebenen neuen M'irkungen erzielt werden können.
Eine Verstärkung der Emission der neuen Leuchtstoffe läßt sich, wie festgestellt wurde, durch Zusatz von Blei oder Wismut als zweiter Aktivator erreichen. Blei oder Wismut sind hierbei in Form von Salzen oder Oxyden in einer Nlenge bis zu 3 % des Gesamtgemisches zuzusetzen. , Dem Gemisch können ferner auch noch Fluoride der Erdalkalimetalle Calcium. Barium oder Strontium zugesetzt werden, und zwar in Mengen bis zu etwa 50 01o. Durch einen solchen Zusatz wird nicht nur die Sinterung bzw. Schmelzung und damit die

otnogenisierung des Leuchtstoffgemisch--s

@ichtert, sondern gleichzeitig durch Ände-

g der Absorption eine starke Verschiebung

W-l' Bandenschwerpunktes nach der kurzwel-

l CY i-,#en Seite des Spektrums hervorgerufen, so daß dieser dann, je nach dein verwendeten zusätzlichen Fluorid, bei etwa 3500 bis 360o .l£ liegt. Die Farbe des Emissionslichte: ist dann nicht blau, sondern violett. Wird neben einer solchen Bandenverschiebung auch gleichzeitig eine Verstärkung der Etnission gewünscht. so ist außer dein Fluoridzusatz auch ein Zusatz von Blei oder Wismut zu verwenden. E: genügt unter Umständen auch, wenn nicht aiialvtisch reine Fluoride, sondern solche verwendet werden, die eine gewisse Menge Blei oder Verunreinigungen enthalten.

Nachstehend sind einige zur Herstellung von Alutniniutnsilicatleuchtstoffen mit Cer-3-oxydzusatz geeignete Gemische nebst Emissionsgebiet und Intensität des fertiggeglühten und -zerkleinerten Leuchtstoffes aufgeführt:

Zusammen- gmi;sionsgebiet Intensität

Setzung 'u-illk. Einh.

ioo g A120" ,

180 9 8i02 @.... 3340 bis 4800 _1 134

,£ g Ce02

I00 g :1I203

ISO g 8i02 .

3 g Pb O f ... 340o bis 4800Ä - 214

28 g Ce 02

roo g Ä120,

180 g si O;

3 g PbO ... 303o bis 4800:1 254

z8gCe02

155 g CaF-

Claims

hATI:NTANSPRÜCHÜ: i. Elektrische Quecksilberdampfröhre oder -lampe mit Edelgasgrundfüllunr. Glühelektroden oder kalten Blechelektroden sowie einer im Gefäßinnern oder auf der Gefäßwand oder auf einem der Röhre oder Lampe vorangestellten Schirm angebrachten Silicatleuchtstofischicht, dadurch gekennzeichnet, daß clie Leuchtstoffschicht aus mit Cer-3-oxyd aktivierten Ortho- oder -Nletasilicateti des Aluminiums, Berylliums, Magnesiums oder Mischungen derselben besteht. =. Elektrische Ouecksilberdampfröhre oder -lampe nach Anspruch i,. dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium-, Beryllium- oder.- Magnesiumsilicat Cer-3-oxyd in einem Gewichtsanteil bis -zt@.@ 30 % enthält. s@f: 3. Elektrische Quecksilberdampfröhre: oder -lampe nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leuchtstoff als zweiter Aktivator Blei oder Wismut in Form von Salzen oder Oxyden his zu 3 °/o zugesetzt ist. q.. Elektrische Ouecksilberdampfröhre oder -lampe nach.Anspruch i bis' 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leuchtstoffgemisch noch Calcium-, Barium- oder Strontiumfluorid zugesetzt ist. 5. Verfahren zur Herstellung von Leuchtstoffschichten nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß reinste Kieselsäure mit den reinsten Oxyden des Aluminiums, Berylliums oder Magnesiums oder Mischungen derselben sowie mit Cer-4-oxyd oder mit Cersalzen und gegebenenfalls auch noch mit Salzen oder Oxyden des Bleis oder Wismuts und Fluöriden der Erdalkalimetalle gemischt und darauf@bei einer Temperatur von i ioo bis 1300° C in reduzierender Atmosphäre geglüht werden.