185729. lajstromszámú szabadalom • Eljárás zöld fényt emittáló fénypor előállítására
1 185 729 2 A találmány tárgya eljárás zöld fényt emittáló fénypor előállítására. A színvisszaadó képesség tökéletesítésére és a sugárzott teljesítmény egyidejű növelésére ismert megoldás az a három emissziós csúccsal rendelkező rendszer, amely kék, zöld és vörös fényt emittáló, viszonylag keskeny emissziós spektrummal rendelkező fényporokat tartalmaz, meghatározott arányban összekeverve. A fenti megoldáson alapuló fénycsövekben azonban — amelyekben három, teljesen eltérő színű fényt kibocsátó fényporból álló keveréket használnak — idővel megváltozik a kibocsátott fény színe, mivel a különböző színű fényt emittáló fényporok sugárzott teljesítménye különböző mértékben csökken az üzemelés során. A fenti színváltozás kedvezőtlenül befolyásolja a fényforrás minőségi jellemzőit. Az irodai berendezések fejlesztésével egyre nő a másológépek száma. Energiatárolási szempontból különösen előnyösek a fényforrásként fénycsővel dolgozó másológépek. Ezeknek a gépeknek azonban üzemelésük közben egyre csökken a másolási sebessége, mivel a fénycsövek teljesítménye is csökken a használat során. A sugárzott teljesítmény csökkenése ezért nagyobb hátrányt jelent, mint amennyi előnyt a kezdeti nagyobb teljesítmény jelentett. Figyelembe kell venni azonban azt is, hogy a nagy terhelés mellett folytatott kísérletekben sokkal nagyobb mértékben csökken a fénycsövek teljesítménye, mint a rendes körülmények közötti üzemelés során. A cériumma1 és terbiummal aktivált ittrium-szilikátos fénypor [(Y,Ce,Tb)203 * Si02 ] zöld fényt emittál és nagy sugárzó teljesítménnyel rendelkezik, ezért a három emissziós csúccsal rendelkező fénycsövekben vagy a másológépek fényforrásaként használt fénycsövekben egyaránt alkalmazható. Annak ellenére, hogy az ittriumszilikátos fénypor sugárzó teljesítménye nagy, a sugárzott teljesítmény bizonyos üzemidő elteltével viszonylag nagy mértékben csökken. Találmányunk célja a fenti ismert megoldások hiányosságainak kiküszöbölésével olyan új, zöld fényt emittáló fénypov előállításának kidolgozása volt, amelynek sugárzott teljesítménye a lehető legkisebb mértékben csökken az üzemelés során. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy ha az ismert ittrium-szilikátos fényporhoz a szilícium-dioxid mennyiségét meghaladó mennyiségű foszfor-pentoxidot és kis mennyiségű alkálifémet adunk, olyan fényporhoz jutunk, amelynek sugárzott teljesítménye nagy, viszont az üzemelés során a teljesítmény kisebb mértékben csökken, mint az ismert fényporé. A foszfor-pentoxid kulcsfontosságú összetevője a találmány szerinti eljárással előállított fénypornak. A találmány tárgya tehát eljárás cériummal és terbiummal aktivált, zöld fényt emittáló, fénycsövekben alkalmazható fénypor előállítására. A fénypor összetétele az alábbi (1) általános képlettel jellemezhető. (Re1_a_b_3CTbaCebA3c)203mP205 • nSi02 (1) A fenti képletben Re jelentése illrium, lantán és gadolinium elemek közül legalább egy elem, A jelentése lítium, nátrium, kálium, rubidium és cézium elemek közül legalább egy elem, aí 0, b > 0, c> 3, 0<a+b + 3c<l, Î * 30~5 < c < 5 • 1(T2, m > 0,70 és 6 • 10 4 < n < 0,60. A (Rei_.a_c_3cTbaCebA3c)203 • mP205 *nSi02 általános képletben c az A-val jelölt alkálifém moláris koncentrációját jelenti. Ha a c moláris koncentráció 1 • 10~s alatti értékre csökken, az alkálifém hozzáadásának hatását nem észleljük. Ha viszont a c moláris koncentráció túllépi az 5 * 10"2 értéket, az alkálifém szilárd fázisú reakciója túlságosan felgyorsul, ami megnehezíti annak kézbentartását. Az 1. ábrán a találmány szerinti fénypor spektruma látható. Az alábbiakban egy találmány szerinti előnyös megoldást ismertetünk. 38 W teljesitményű fénycsövet (FL40.G/38) készítünk a találmány szerinti fényporból, a hagyományos módon. A kapott fénycsövet nagy — az átlagos terhelést 30 %-kal meghaladó — terhelés mellett üzemeltetjük, majd 1000 óra üzemidő után mérjük a sugárzott teljesítmény csökkenését. A mérési eredmények szerint a fénypor sugárzott teljesítménye csak 5-12 %-kal csökkent, míg a hagyományos, cériummal és terbiummal aktivált ittrium-szilikátos fénypor [képlete (Y,Ce,Tb)2 03 *Si02>] teljesítménye 15 %-kal csökkent. A találmány szerinti fénypor tehát ebből a szempontból felülmúlja az ismert megoldást. A találmány szerinti fénypor sugárzott teljesítménye 1000 óra üzemidő után 107 % a maximumnál, lia a hagyományos, cériummal és terbiummal aktivált ittrium-szilikát fénypor teljesítményét 100%-nak tekintjük. Mivel a találmány szerinti fénypor zöld fényt emittál, megvan az az előnye, hogy minden olyan fénycsőben használható, amelyben zöld fényt kibocsátó anyagra van szükség. A találmányt az alábbi példákkal kívánjuk részleteiben ismertetni. 1. példa Golyósmalomba vagy egyéb hasonló berendezésbe 12,37 g lantán-oxidot (La203), 100,6 g cérium-oxidot (Ce02), 31,21 g terbium-oxidot (Tb<,07), 99,21 g diammónium-hidrogén-foszfátot [(NH4HP04], 5,00 g szilícium-dioxidot (Si02) és 0,1210 g lítium-fluoridot (LiF) mérünk be. A nyersanyagot pontjuk és alaposan összekeverjük. A kapott keveréket olvasztótégelybe helyezzük és nitrogénatmoszférában 1000°C-on, 1,5 órán keresztül kiégetjük. A kapott kiégetett anyagot pontjuk és egy másik olvasztótégelybe tesszük. A kiégetett anyagra 30 g szénport hintünk, a tégelyt lezárjuk es a tartalmát nitrogénatmoszférában 1350 C-on 5 órán át kiégetjük. A kiégetés befejeztével a szénport eltávolítjuk, a kapott kiégetett anyagot porítjuk, 70-90 °C-os meleg vízzel alaposan átöblítjük. A kapott port leszűrjük és szárítjuk. A száraz port újra olvasztótégelybe helyez-5 1C 15 20 25 30 25 40 45 50 55 60 2
