Способ получения люминофора на основе оксидов иттрия и европия

Способ получения люминофора на основе оксидов иттрия и европия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(и> 931

Союз Соввтсикк

Социапкстичвсикк

Рескубиии

К АВТОРСКОМУ С ТИЗЬСТВУ (6I ) Дополиительиое и авт. свид-ву

3 (22) аяалеио 11 ° 07. 80 (>I) 2955759/23-26 (51) N. Кл. с присоеаииеииеет заявки М(23) ПриоритетС 09 К 11/477

9кударстеккиьй кеиатет

СССР ао дедам ааебретеккй и еткрытий

Опублкковаио 30.05.82. Ькмлетекь М 20 (3) Д1(621 ° 3.

° 032 35:546.

° 641 661(088.8) Дата опубликования овисаиия 30 05 82

П.С,Бунин, А.С.Логинов, Б.A.Àíîõèí, Г.йфщл нцв,..., С ° A,Кузнецов и С.С.Синицин (72) А вторн иэобретеиия (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛОИИНОФОРА НА ОСНОВЕ

ОКСИДОВ ИТТРИЯ И ЕВРОПИЯ

Изобретение относится к технологии получения люминофоров на основе оксидов редкоземельных элементов, и частности иттрия и европия, используемых для изготовления кинескопов цветного телевидения и катодных трубок.

Известен способ получения люминофора на основе оксида иттрия, активированного европием, заключающийся в сухом перемешивании оксидов ука1Е занных элементов с флюсом и после". дующем прокаливании полученной сме.си (1).

Недостатком способа является то, 1$ что в результате использования флюса получается порошок люминофора с размером. частиц более 12 мкм. Это требует необходимости дополнительного размола и отмывки целевого лю-. минофора от примесей.

Известен также способ получения люминофора. на основе оксидов иттрия и европия путем осаждения их азотнокислого раствора с концентрацией редкоземельных элементов (РЗЭ) 230 г/л щавелевой кислотой концентрации

200 г/л с последующей отмывкой образовавшегося оксалатного осадка от нитрат-ионов раствором щавелевой кислоты 12 (.

При повышенной концентрации ис-4 ходных растворов РЗЭ по данному способу уменьшаются потери последних и снижается расход щавелевой кислоты. Однако укаэанная отмывка осадка оксалатов не позволяет снизить в нем содержание нитрат-иона ниже 0,153.

Кроме того, полученный порошок люминофора по данному способу фракциони.руется для отсева крупных частиц через очень мелкое сито 400 мм.

Наиболее близким к предлагаемому йо технической сущности и достигаемому результату является способ по- лучения люминофора на основе оксидов иттрия и европия,путем обработки водной пульпы этих оксидов азот-, 55

3 9317 ной кислотой при кипячении, осаждения полученной жидкой смеси 10Фным раствором щавелевой кислоты при расходе ее в количестве 120-200 от. стехиометрии при повышенной темпе- 5 ратуре .порядка 50ОС и перемешивании с последующей сушкой образовавшегося при этом осадка оксалатов на воздухе при 110 С и прокаливанием о его при 1100 С в течение одного чао са (3) °

Однако целевой люминофор, полученный известным способом, имеет недостаточную химическую стойкость в хромированной суспензии поливинило- 15 вого спирта (ПВС), наносимой на экраны кинескопов, величина которой практически не более 40 ч. Кроме того, известный люминофор имеет повышенное содержание нитрат-иона до 0,043 и, соответственно, повышенное содержание в его составе фракции частиц с размером 0-4 мкм, что является нежелательным для данного люминофора при применении его в цветном телевидении. Наиболее приемлемым размером частиц люмииофо. ра на основе оксидов РЗЭ в таком случае является 6-8 мкм.

Известный люминофор поэтому имеет невысокую яркость, составляющую порядка 95-98/ от эталона для данного типа люминофоров.

Цель изобретения - увеличение химической стойкости . люминофора на

35 основе оксидов иттрия и европия в хромированной суспензии поливинилового спирта, наносимой на экраны кинескопов, при повышении его яркости и улучшении гранулометрического сос40 тава.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения люминофора на основе оксидов иттрия и европия водную пульпу оксидов готовят при Т:Я=25-50 и азотную кислоту бе-,.

45 рут в количестве 55-65 . от стехиомет- рического расхода, необходимого для полного растворения исходных оксидов, сушку осадка оксалатов осуществляют при 200-900 С до образования в нем оксидов иттрия и европия 120/.

Щавелевую кислоту для осаждения оксалатов подают в количестве 1101303 от стехиометрии.

В предлагаемом диапазоне расхода азотной кислоты 55-651 от стехиометрии при соответствующем Т:Ж происходит улучшение грансостава и устойчивости люминофора при одновременном увеличении яркости примерно на 1-34.

При снижении расхода азотной кислоты ниже 551 не достигается увеличение яркости при улучшении грансостава и устойчивости люминофора.

При Т:Ж ниже 25 ввиду высокой концентрации нитрат-иона в пульпе полученных оксалатов РЗЭ не удается достаточно полно отмыть оксалат водой от нитрат-иона.

Верхний предел Т:Ж определяется экономическим фактором с точки зрения расхода воды. Кроме того, при большом разбавлении,несмотря на лучшую отмывку осадка о r нитрат-иона, резко возрастают трудозатраты и потери РЗЭ, Уменьшение расхода азотной кислоты, в свою очередь, обуславливает возможность уменьшения расхода щавелевой кислоты до 110-1301 от стехиометрии.

Пониженный расход а предлагаемом способе как азотной, так и щавелевой кислот по сравнению с известным обеспечивает получение люминофора улучшенного гранулометрического состава за счет снижения в нем фракции частиц 0-4 мкм до 27-304 при повышении яркости до 2-3Ф.

Предлагаемые пределы температуры сушки осадка оксалатов до вышеописанного содержания в-нем оксидов иттрия и европия обеспечивают наилучшие условия для увеличения химической стойкости люминофора на основе оксидов иттрия и европия в хромированной суспензии ПВС. При этом происходит более полная очистка оксалатов РЗЭ от нитрат-иона вместе с водой, содержащейся во влажном осадке, чем; например, при сушке при 100 С. Верхний предел температуры сушки нормирован требованиями техники безопасности., так как сушить влажные оксалаты при более высокой температуре опасно.

Увеличение температуры сушки оксалатов с 200 до 900 С снижает содерО жание фракции частиц размером 0-4 MKM и увеличивает яркость люминофора.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает увеличение химической стойкости люминофора до рН 7 в суспензии 6 :.-ного поливинилового

5 9317 спирта до 48-60 ч, т.е. примерно в

1,2-1,5 раз по сравнению с известным способом.

Кроме того, при увеличенной стойкости полученный предлагаемым способом люминофор имеет повышенную яркость за счет его укрупнения на 2-53 при улучшенном гранулометрическом составе за счет уменьшения в нем фракции частиц 0-4 мкм до величины, не 10 превышающей 27 30

Пример 1. Заливают в четырехлитровыи фарфоровый стакан 1500 мл дистиллированной воды и засыпают в него при перемешивании 27,69 г окиси 15 иттрия и 2,31 г окиси европия. Приливают к смеси в течение 5-10 мин

35 мл 60 -ой азотной кислоты (65 от стехиометрии). Пульпу перемецивают и нагревают до 30 С. В другом двухлит- 20

0 ровом стакане растворяют в 1500 мл воды 59 г щавелевой кислоты (1203 от стехиометрии) . Раствор щавелевой кислоты нагревают до 90 С. Приливают раствор щавелевой кислоты к 25 . пульпе иттрия с европием в течение 5-15 мин, Полученные оксала- ты перемешивают при 90-100оС в течение

5-10 мин. Затем оксалаты отмывают водой до рН 5. Осадок оксалата высушивают до пылящего состояния при

200 С и прокаливают при 1350 С в те чение 3,5 ч. Конечный продукт .просеивают через сито 150 меш. Получают люминофор, имеющий гранулометричес35 кий состав: 25 фракции частиц

0-4 мкм и 943 фракции частиц

0-12 мкм, яркость его 1033 эталона, содержание нитрат-иона 0,02/ и устойчивость его в суспензии ПВС 48 ч.

Пример. 2.0саждение оксала-. тов осуществляют аналогично примеру

1, после чего осадок их высушивают при 400 С до перехода оксалатов в оксиды не более, чем на 13.

Высушенный осадок прокаливают при

1350 С в течение 3,5 ч.

Полученный продукт содержит нитрат-иона 0,014 и в своем составе частиц. фракции 0-4 мкм 18, а частиц фрак 1ии 0- 12 мкм 963. Яркость его

1034, устойчивость в суспензии ПВС52 ч.

Пример 3. Влажный осадок оксалатов, полученный по примеру 1, высушивают при 900 С, допуская пере0 ход оксалатов в оксиды приме рно на

37 6

51. Высушенные оксалаты прокаливают при 1350 С в течение 3 5 ч.

Устойчивость полученного люминофора в суспенэии ПВС 56 ч, яркость

105, гранулометрический cocгав 13i частиц фракции 0-4 мкм и 94 частиц фракции 0-12 мкм.

Повышение химической устойчивости редкоземельного люминофора, полученного по предлагаемому способу, в хромированной суспензии ПВС, наносимой на экраны кинескопов, повышает срок службы последних и, таким образом, экономичность.

Пониженный расход азотной и щавелевой кислот в процессе приготовления люминофора снижает себестоимость целевого люминофора при повышении его извлечения порядка на 0,9 ;.

Формула изобретения

1. Способ получения люминофора на основе оксидов иттрия и европия, включающий обработку водной пульпы их азотной кислотой, осаждение полученной жидкой смеси раствором щавелевой кислоты при повышенной температуре и перемешивании, сушку и прокаливание образовавшегося при этом осадка оксалатов иттрия и европия, отличающийся гем, что, с целью увеличения химической стойкос ти люминофора B хромированной суспензии поливинилового спирта, наносимой на экраны кинескопов, при повышении его яркости и улучшения гранулометрического состава, водную пульпу оксидов готовят при T:Æ=25-50 и азотную кислоту берут в количестве

55-654 от стехиометрического расхода, необходимого для полного растворения исходных оксидов, а сушку осадка оксалатов осуществляют при 200-900 С до образования в нем оксидов иттрия и европия 1-203.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что щавелевую кислоту для осаждения используют в количестве 110-1304 от стехиометрии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3544478, кл. 252-301.4, опублик 1970.

2. Патент CUA и 3870650, кл. 252-301.4, опублик. 1975.

3. Патент С 1А и 3647707, кл. 252=301.4, опублик. 1972.

ВПИИПИ Заказ 3661/31 Тираж 658 Подписное

Филиал ППП "Патент", r

Ужгород, ул. Проектная,