182915. lajstromszámú szabadalom • Luminescens ernyő és eljárás az ernyőhöz felhasználható lumineszcens terner aluminát előállítására
1 182 915 2 vélhető, mert ilyen nagy Mn-tartalomnál — ugyancsak a koncentráció-elnyomás következtében - túl kicsiny lumineszcencia-flux érhető el. Úgy tűnik, hogy a találmány szerinti aluminátok Al203-jának maximálisan 10 mól %-a ekvivalens mennyiségű Si02-al és MgO-al és/vagy ZnO-al helyettesíthető: pAl203 —► pSi02 + pMgO(ZnO)-nak megfelelően. Ilyen helyettesítéssel az aluminát kristályszerkezete megmarad, és a lumineszcens tulajdonságok kevéssé változnak. A kísérletekből kitűnt továbbá, hogy az új, Gd-tartalmú, szabálytalan magnetoplumbit szerkezetű ternér aluminátok és az ismert Sr és/vagy Ca-tartalmú, magnetoplumbit szerkezetű ternér aluminátok egymásban kölcsönösen nagy mértékben oldhatók. Ezért a találmány szerinti aluminátokban A-t 98 mól%-ban SrO-val és/vagy CaO-al lehet helyettesíteni, ha ezzel egyidőben a C oxid ekvimoláris mennyiségét l/2Al203-al lehet helyettesíteni qA + qC —» qSrO(CaO) + q • 1/2A1203-nak megfelelően (például: q ■ l/2Gd203 + qMgO —► —*■ qSrO(CaO) + q • 1/2A1203). Az így előállított vegyületek magnetoplumbit vagy szabálytalan magnetoplumbit szerkezetűek, és aktiválás útján lumineszcens anyagokat eredményeznek. Ennek a helyettesítésnek esetén is az A oxid meg a SrO és CaO összes mennyiségnek legalább 1 mól %-a l/2Gd203-ból áll. A találmány szerinti aluminátok összetétele az ABC temér diagramban az [A] > 0,02, 0,55 < [B] < 0,95 és [C] > 1/2 [A] által határolt területen belül található. Ezekben a matematikai egyenlőtlenségekben [A], [B] és [C] az A, B és C oxid-tartalmat vagy móltörtet jelenti, és [A] + [B] + [C] = 1. Az 1. ábra az ABC ternér fázisdiagramot mutatja be. Minden ternér vegyületet egy pont jellemez az ABC háromszögön belül. A találmány szerinti aluminátok mindegyikének összetételét egy-egy pont jellemzi a PQRS négyszögön belül. Igen jó lumineszcens tulajdonságokat mutatnak azon, találmány szerinti lumineszcens aluminátok, melyek A-tartalma legalább 0,05, B-tartalma legalább 0,70, C-tartalma pedig legalább 2/3A, és amelyeknek összetételét az 1. ábra szerinti fázisdiagramon belül egy-egy pont jellemzi a TUV háromszögben. A legnagyobb lumineszcens fluxot azok az aluminátok adják, melyeknek A-tartalma azonos C-tartalmukkal, B-tartalma pedig legalább 0,70 és legfeljebb 0,85. Az 1. ábrán szemléltetett fázisdiagramban ezek a vegyületek az XY vonalon, vagy annak közelében helyezkednek el. A találmány szerinti aluminátokban C oxidként MgO-t és/vagy ZnO-t használunk, mert ezek adják a legjobb eredményeket. A találmány szerinti aluminátok közül azok az ólommal aktivált vegyületek a legelőnyösebbek, melyekben az A oxid 25—90 mól %-a l/2Gd203-ból áll. Az ólomtartalmat úgy választjuk meg, hogy A 1—35 mól %-a PbO legyen. Ezek az anyagok igen hatásosan mutatják a gadolinium jellemző vonalas emisszióját kb. 313 nm hullámhossznál, és az ólom a gadolinium emisszió szenzibilizátoraként hat. Ezek az aluminátok igen alkalmasak fotokémiai reakciókat serkentő és különösen orvosi besugárzásra szolgáló égők, például alacsony nyomású higanygőz égők előállítására. A találmány szerinti aluminátoknak, amelyek az eddig ismert Gd-emissziós anyagok közül a leghatásosabbak, az a nagy előnyük, hogy égőkben alkalmazva az égő élettartama folyamán csak kis mértékben változik sugárzási fluxusuk. Meg kell jegyeznünk, hogy Gd emisszió Sb-al aktivált Gd-tartalmú aluminátokkal is elérhető. Úgy tűnik azonban, hogy ezek az Sb-al szenzibilizált vegyületek általában kevésbé hatékonyak, mint a Pb-al szenzibilizáltak. A találmány szerinti lumineszcens aluminátok egy másik csoportját azok az anyagok képezik, amelyekben az A oxid legalább 25 mól%-át l/2Gd203 képezi, és amelyeket nemcsak ólom, hanem a Tb, Dy, Mn vagy Cr elemek legalább egyike is aktivál. Ezek az aluminátok igen hatásosan adják a Tb, Dy, Mn, ill. Cr jellegzetes emisszióját. Ezekben az anyagokban a gerjesztési energiát az ólom nyeli el, majd azt egy vagy több Gd-ion útján a fent nevezett Tb, Dy, Mn vagy Cr aktivátorhoz továbbítja. Különösen a Tb-aktivált aluminátoknak vannak nagy előnyeik. Rövidhullámú ultraibolya sugárzással — például egy kisnyomású higanygőzlámpa 254 nm hullámhosszú sugárzásával — végzett gerjesztés esetén ezek az aluminátok lényegében az eddig ismert leghatásosabb Tb-emissziójú anyagoknak megfelelő kvantumhatásfokot mutatják. Előnyük, hogy lényegében nem figyelhető meg ólom és gadolinium emisszió, és hogy ezen aluminátok égőkben történő felhasználásánál a lumineszcens fluxusnak csak igen kis csökkenése következik be. A találmány szerinti aluminátok egy harmadik, előnyös csoportját a cériummal aktivált vegyületek képezik. Ennél az aktiválásnál jóformán egyáltalában nincs koncentráció elnyomás, úgyhogy az A oxid 1—99 mól %-a l/2Ce203-ból állhat. A Ce-emisszió igen hatásos lehet, és az ultraibolya spektrum nagy hullámhosszú sávjából áll (az emissziós sáv maximuma (Xmax) az aluminát összetételétől függően 305—360 nm, és az emissziós sáv félszélessége (Xi/2) körülbelül 65 jam). Ezek az anyagok a fotokémiai folyamatok serkentésére szolgáló égőkben alkalmazhatók előnyösen. A találmány szerinti aluminátok egy további előnyös csoportja Ce mellett a Tb, Dy, Mn vagy Cr aktivátor elemek legalább egyikét is tartalmazza. Ezekben a vegyületekben a gerjesztési energiát a Ce, mint szenzibilizátor továbbítja a második aktivátorhoz, és a második aktivátor elem jellegzetes emissziója lép fel. Kétértékű ónnal történő aktiválásnál olyan aluminátokat kapunk, amelyek például 254 nm hullámhosszú sugárzással gerjesztve ón-emissziót mutatnak. Ez az emisszió az ultraibolya spektrum közeli tartományában (Xraax = 355—375 nm, X]^ = ~ 60 nm) lép fel. Meg kell jegyeznünk, hogy lehetséges a gerjesztési energia átvitele az ónról a fentiekben említett Tb, Dy, Mn és Cr elemekre is, de az ónnal szenzibilizált aluminátok általában kevésbé hatékonyak, mint a fentebb leírt Ce-al szenzibilizált vegyületek. A találmány szerinti lumineszcens aluminátok szilárdfázisú reakcióval állíthatók elő a kiindulási anyagok elegyének magas hőmérsékleten végzett kezelésével. A lumineszcens aluminátokat előnyösen úgy állítjuk elő, hogy A-, B- és C-oxidokból és/vagy ezen oxidokat hevítés hatására szolgáltató vegyületekből keveréket készítünk, mimellett B oxid fémjének 0,1-10 mól%-át és/vagy A- és/vagy C-oxid fémjének 1 — 100 mól%-át fluorid alakjában adjuk a keverékhez, majd azt 1200— 1500 °C-on hőkezeljük. Azt találtuk, hogyha az alkotó elemek egyikét fluorid alakjában alkalmazzuk, úgy ez nagy mértékben segíti elő a képzési reakció sebességét és teljessé tételét. Előnyös az eljárás azon foganatosítási módja, melyre 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
