Люминесцентный материал

Люминесцентный материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

- 1 . 3ъ ( и т -н:,.,:, -.:„, ОПИСАНИЕ

1i Ц 645594

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 03.02.75 (21) 2104683/23-26 (51) М. Кл.

С 09К 11/42 (23) Приоритет (32) 04.02.74

13,01.75 (33) США

Государственный комитет (31) 439541

539906 (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.3.032. . 35: 546.832.

185 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (72) Автор изобретения

Иностранец

Игал Шидловски (Израиль) Иностранная фирма

«РКА Корпорейшн» (США) (71) Заявитель (54) Л ЮМИ Н ЕСЦЕ НТН Ы Й МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к составу люминесцентного материала, излучающего в ультрафиолетовой области спектра, который может быть использован в различных приборах в качестве катодо-, фото- или рентгено- 5 люминофора, Известен люминесцентны и материал, представляющий собой самоактивированный пирофосфат циркония (1). Пик излучения этого материала расположен в области

3000 А.

Цель изобретения — создание люминесцентного материала со спектральным диапазоном излучения в более коротковолно- 15 вой области спектра.

Для достижения этой цели люминесцентный материал на основе пирофосфата элемента IV группы периодической системы содержит в качестве этого элемента гаф- 20 ний.

С целью повышения эффективности излучения он дополнительно может содержать по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из циркония, герма- 25 ния и кремния, при следующем соотношении компонентов моль. %:

Элемент из группы, состоящей из циркония, германия и кремния 0,1 — 8

Пирофосфат гафния . Остальное

Пирофосфат гафния имеет кубическую кристаллическую структуру. Он обладает рентгено-, фото- и катодолюминесценцией с пиками излучения в диапазоне длин волн о о от 2950 А до 2660 А в зависимости от соотношения компонентов в исходной шихте.

При возбуждении электронным пучком максимальная эффективность его может достигать 8 — 9,6%. Отклонение соотношения компонентов в исходной шихте от стехиометрического ведет к уменьшению его эффективности.

Введение в пирофосфат гафния циркония, германия или кремния в количестве от 0,1 до 8 моль. % повышает эффективность его катодолюминесценции. Наибольшей эффективностью (-11%) обладает пирофосфат гафния, содержащий 0,5 моль. % циркония, с пиком излучения на длине волны о

2910 А. Пирофосфат гафния, содержащий 1 моль. % кремния или германия при возбуждении электронным пучком имеет эффективность 10%. Пик излучения его о находится на длине волны 2910 А, 645594

Предложенный люминесцентный материал может быть получен двумя способами, 11о первому спосооу любое соединение гафния, например окись или оксихлорид гафния, прокаливают с любым фосфатным сосдинением. ь качестве последнего можно использовагь фосфат аммония, первичны,i кислыи фосфат аммония, пирофосфат натрия или первичный кислый фосфат калия.

i редпо ггичельиыми являются водорастворимые фосфаты легких катионов. J. loõoäíû . соединения перемешивают, подвергаю г предварительному, затем основному прокаливанию. Основное прокаливание ведут на воздухе при 1000 †13 С, предпочтительно при ll50 †12"С, более 30 мин. 11родукт можно перепрокаливать один или оолее раз для повышения его однородности. lioлученный таким способом люминесцентныи материал содержит некоторое количество остаточной окиси гафния в виде второй фазы совместно с пирофосфатами, llo второму способу получают чистый пирофосфат гафния, практически не содержащий остаточнои окиси. Согласно этому спосооу смесь оксихлорида гафния с фосфорнои кислотои или с раствором пятиокиси фосфора в воде при перемешивании нагревают при 400 С, затем при 800 С и при

1000 С с выдержкой при каждой из указанных температур в течение нескольких часов. 11родукт охлаждают, измельчают и нагревают на воздухе при 1200" С.

ji,àëåå приведено несколько конкретных примеров получения предложенного люминесцентного материала.

П р и и е р 1. Смешивают 1 r моль гидратированного оксихлорида гафния с 2 г. моль первичного кислого фосфата аммония. Полученную смесь помещают в алюминиевый контейнер и нагревают на воздухе при

800"С в течение 4 ч с последующим охлаждением до комнатной температуры.

Продукт измельчают и вновь прокаливают в алюминиевом контейнере на воздухе при

1200"С в течение -4 ч. После охлаждения продукта прокаливание можно повторить для улучшения его однородности.

Полученный люминесцентный материал представляет собой пирофосфат гафния с кубической кристаллической структурой (а=8,216 А), содержащий небольшое количество двуокиси гафния. Он имеет пик изо лучения на длине волны 2940 А и эффективность катодолюминесценции - 8%.

Известный люминесцентный материал, состоящий из пирофосфата циркония, имео ет пик излучения на длине волны 3040 А и эффективность 4% (при аналогичных условиях возбуждения и измерения).

Прим ер 2, Смешивают 1 г моль двуокиси гафния с 2,2 г-мол. первичного фос60

1. Люминесцентный материал на основе пирофосфата элемента IV группы периодической системы элементов, отл и ч а ющи и с я тем, что, с целью смещения спектрального диапазона излучения в короткофата аммония. Далее повторяют весь процесс аналогично при vlcp) 1.

11родукт представляет собой пирофосфат гафния с кубической кристаллической и струк гурой (и =- 8,2105 А), содержащии иримссi двуокиси гафния. UH имеет пик излучения на длине волны 2740 A. и эффективность катодолюминесценции Zip.

il р и м с р 3. Смешивают 1 г моль гндратированного оксихлорида гафния с

1,8 г моль первичного фосфата аммония.

Далее весь процесс повторяют аналогично примеру l. 1 родукт представляет сооои пирофосфат гафния с кубическои кристал;шческой решеткой (а=8,213 А), содержащии небольшое количество двуокиси гафпня. Он ооладает катодолюминесценциеи с пиком на длине волны 2660 .ч. ll эффекгив20 постыл - l,o jp, ll р и мер k. 10 г порошкообразного гидра ированного оксихлорида

1Ll,dloT в тефлоновыи стакан, в которыи добавляют концентрированную фосфорную

- . кислоту в количестве, достаточном для сма25 чпвания всего порошка. 11олученную смесь нагревают при перемешивании в течение

Ь ч, затем переносят в кварцевыи сосуд и нагревают на воздухе при sOU"С в течение

З0 4 ч, при b00 С вЂ” в течение b i и при

1000 С вЂ” в течение 4 ч, 11родукт охлаждают, измельчают и прокаливают на воздухе при 1200" С в течение б ч.

11олученный люминесцентный материал представляет собой чистый пирофосфат гафния стехиометрического состава и с пиком излучения на длине волны 2920 А и эффективностью катодолюмипесценции

40 - 9,6%.

П р и м ер 5. Смесь, содержащую

99,5 моль. % оксихлорида гафния и

0,5 моль. % оксихлорида циркония, помещают в сосуд, добавляют в нее фосфорную кислоту и повторяют весь процесс аналогично примеру 4. Продукт представляет собой пирофосфат гафния, содержащий

0,5 моль. % циркония, с пиком излучения о на длине волны 2910 A и эффективностью

50 катодолюминесценции 11 %.

Пр имер 6. Двуокись кремния вводят в горячую концентрированную серную кислоту и после завершения реакции к смеси добавляют оксихлорид гафния. Далее весь процесс повторяют по примеру 4.

Аналогично получают люминесцентный материал, содержащий добавку германия.

Формула изобретения

645594

Составитель И. Нсдолужко

Те: ред Л. Камышникова! сд ктор Т. Ку:ьмина

Корректор Р. Беркович

Заказ 2705/17 Цзд. „ Чо 125 Тираж 779 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскан наб., д. 4 5

Типографии, пр. Сапунова, 2 волновую область спектра, он содержит в качестве элемента IV группы гафний.

2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности излучения, он дополнительно содержит 5 по меньшей мере один элемент, выбранный пз группы, состоящей из циркония, германия и кремния, при следующем соотношении компонентов, моль. о в:

Элемент из группы, состоя- 10 щей из циркония, германия и кремния 0,1 — 8

Пирофосфат гафния Остальное

Приоритет по пунктам:

04.02.74 по п. 1;

13.01.75 по п. 2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 2770749, кл. 313 — 92, опублпк. 1956.