142422. lajstromszámú szabadalom • Cériummal és mangánnal aktivált szilikátot tartalmazó sugárforrás, valamint eljárás ilyen szilikát előállítására
Megjelent 1954. évi november hó 1-én. ORSZÁGOS TMÄLMANYI HIVATAL-142.422., SZÁM; 21. f. 82-87. .OSZTÁLY. PI~2í ALAPSZÁM. Cériumiifal é« mangánnalaktivált szilikátot {ártaltttgizó sugárforrás, * •>•• valamint eljárás ilyenWilikát előnllílásár« ••••:,;•••.-. •; _• •': .>0:j»r*>;. V*r ."•:"..".'-.' -H ' '.•.•"'*•'.' ' '•".*.: '\^ ' • ;J Ä bejelentés nápjjavilWiiaugusztus 2. •'•>• "Ä .találmány* c^jan torniía^szkáló, anyagót tártai-/ mázó sügarforrajl .amelyét meghatározott hullámhosszúságii sugarakkal • .gerjeszthetünk és' amely' fennek következtében más hullámhosszúságú sugarakat emittál. A ^talájmány továbbá eljárás ilyen • lumines^káló anyag előállítására. Az ismertetendő találmány helyes megértésére szükségeá, hogy ' utaljunk arra az ismert tényre, * hogft' a kalcium-metaszilikát két modifikációban kristályosodik, mégpedig a wollasztonit- és az álwollasztonanyagszerkezet szerint. Ha a szilikátot kalciumoxid és sziliciumoxid vagy pedig kalciumkarbonát és sziliciumoxid 1200 C° hőmérsékletet meghaladó hevítésével állítjuk elő, az ál-wollasztonitsztruktura keletkezik; 1200 C°-on alul pedig a wollasztonit anyagszerkezet adódik. Ismeretes már, hogy a wollasztonit-sztruktúrájú mangánnal és ólommal aktivált kalcium-metaszilio kátot rövidhullámú (2537 A) ibolyántúli sugarakkal gerjeszthetjük, amely ez esetben olyan sugárzást emittál, amely részint a színkép narancs-piros és részint annak ibolyántúli, 2800 és 4000 A közötti részében fekszik. Az ál-wollasztonit-anyagszerkezetű anyag ugyanennél a gerjesztésnél ugyan szintén lumineszcenciát idéz elő, ennek intenzitása azonban olyan csekély, hogy ezt az anyagot gyakorlatilag hasznavehetetlennek tekinthetjük. Ezzel kapcsolatosan még megemlítjük, hogy a wollasz'tonit-anyagszerkezetű, ólommal és mangánnal aktivált kalcium-metaszilikát előállítási eljárásánál a hevítőhőmérsékletet 1000—1250 C°-nak választják. Annak a körülménynek, hogy ebben az esetben az említett, 1200 C°-ot kitevő átmeneti hőmérsékletnél magasabb hőmérséklettel hevíthetünk, az az oka, hogy a mangán a wolasztonit- és álw'őllasztonit-anyagszerkezetek közötti átmenetihőmérsékletet némileg felemeli (az ólom-adaléknak gyakorlatilag nincsen befolyása az átmeneti pont fekvésére). A találmány. szerinti sugárforrás villamos gázkisütőcsőnek, kiváltképpen higanygőzkisütőcsőnek és lumineszkáló, mangánnal és cériummal aktivált álwollasztonit-anyagszerkezetű kaleium-metaszilikátnak kombinációjából áll. A találmányra vezető kísérletekből kitűnt,., hogy ez a. kalcium-metaszilikát jól használható lumineszcenciát eredményezhet. Az ismert, mangánnal' és ólommal aktivált' kalcium-metaszilikáttal' ellentétben, a mangánnal és cériummal aktivált kalcium-metaszilikátnak az ál-wollasztonit anyagszerkezetben kell lennie. A wollasztonit-anyagszerkezet nem létesít gyakorlatilag használható lumineszcenciát. A találmány szerinti sugárforrásban alkalmazandó anyag két sávot emittál, mégpedig egyet a színkép kék és egyet annak sárga részében. E sávok intenzitása azonos nagyságú. Az egymáshoz való arányt a mangántartalom és a cériumtartalom közötti arány változtatásával némileg módosíthatjuk. Általában arra fogunk törekedni, hogy fehér fényt kapjunk; erre a célra a mol. százalékokban kifejezett mangántartalomnak kb. ugyanakkorának, azaz legfeljebb — 3%-kal eltérőnek kell lennie, mint a cériumtartalomnak; e két százaléktétel mindegyike a teljes kalciumoxidmennyiségre átszámítva, célszerűen 2—10 molszázalékot tehet ki. A magnánnal és cériummal aktivált kalciummetaszilikát egyik igen nagy előnye az, hogy a o gerjesztése akár 2537 A hullámhosszúságú sugár-O zással, akár pedig 3650 A hullámhosszúságú sugárzással is végbemehet. Az anyagot tehát akár nagynyomású, akár pedig kisnyomású higanygőzkisütőcsővel is kombinálhatjuk. A 2537 A sugárzással való gerjesztésekor a kvantumhatásfok olyan nagy, hogy a fény előállításának hatásfoka gyakorlatilag ugyanakkora, mint az eddig használt, ugyanazt a színt adó, szilikát-wolframát-ke ver ékeké. Ezekkel a keverékekkel szemben azonban az az igen nagy előny adódik, hogy a fehér fényt egyetlen lumineszkáló anyag alkalmazásával létesíthetjük. A lumineszkáló anyagnak a jelen találmány egy részét alkotó előálítási eljárása szerint a kalcium, szilícium, cérium és mangán oxidjainak keverékét vagy pedig olyan anyagok keverékét, amelyekből ezek az oxidok hevítés következtében keletkeznek, nem-oxidáló, célszerűen redukáló közegben olyan hőmérsékletre hevítjük, amelyen ál-wollasztonit keletkezik. A helyes hőmérséklet némileg függ a SZABADALMI LEÍRÁS STéhieüilföldí «ísSbsJísége: 1948vmgusztu% 5.
