184020. lajstromszámú szabadalom • Tökéletesített fénycső
5 184020 6 (Y, Eu)203 általános képletű, háromértékű európiummal aktivált ittrium-oxidos foszfort tartalmaz, és 2. a fenti foszfortartalmú membrán 1—38 súly%ban kék fényt emittáló foszfort, 13—73 súly%-ban zöld fényt emittáló foszfort és 15—65 súly%-ban vörös fényt emittáló foszfort tartalmaz, a fenti foszforok összes mennyiségét 100 súly%-nak véve, A fenti foszfortartalmú membránnal készült, 20 W teljesítményű, 100 V hálózati feszültségre szánt fénycső gyújtófeszültsége 21 °C-on legfeljebb 88 V, szemben a hagyományos fénycső — amelyben kék fényt emittáló foszforként kétértékű európiummal aktivált stroncium, kalcium-klór-foszfátot, zöld fényt emittáló foszforként cériummal és terbiummal aktivált ittriumszilikátos foszfort és vörös fényt emittáló foszforként európiummal aktivált ittrium-oxidos foszfort használnak — 95 V gyújtófeszültségével. Az 1. ábrán a találmány szerinti fénycsőben használt kék fényt emittáló foszfor fényemissziós spektruma látható. A 2. ábra a találmány szerinti fénycsőben használt, zöld fényt emittáló foszfor emissziós spektrumát mutatja. A 3. ábrán a találmány szerinti fénycső fényemiszsziós spektruma látható. A találmány szerinti kék fényt emittáló foszfor I-et különböző nyersanyagokból — például stroncium, kalcium és bárium szekunder foszfátjaiból karbonátjaiból, kloridjaiból, fluoridjaiból, bromidjaiból és oxidjaiból, európium-oxidból, -karbonátból és -fluoridból, bórsavból, bór-oxidból stb. — állíthatjuk elő. A fenti vegyületek helyett bármely olyan vegyületet használhatunk nyersanyagként, amely magas hőmérsékleten elegyedni képes a foszforral. A nyersanyagokat összekeverjük, majd redukáló atmoszférában — például 95 tf% nitrogént és 5 tf% hidrogént tartalmazó gázelegyben — 900—1200 °C hőmérsékleten — előnyösen 1000—1150 °C-on — 1—4 óra alatt kiégetjük. A kiégetett anyagot pori tjük, hideg vagy meleg vízzel öblítjük a változatlanul maradt anyag eltávolítása céljából, majd szárítjuk. A művelet teljesebbé tételére a kapott port ismét kiégethetjük 900—1200 °C-on, előnyösen 1000— 1150 °C-on. A kapott foszfor I — amelynek képlete például 3(Sr0,98Eu0,02O) • 0,92P205 ■ 0,33CaCl2 ■ 0,08B203 — fényemissziós spektruma az 1. ábrán látható. A maximum 452 nm hullámhossz közelében található, a félértékszélesség kicsi, és a színtisztaság jó. A fenti tulajdonságok következtében a foszfor I három emissziós csúccsal rendelkező fénycsőben használva jó csőkarakterisztikát biztosít. A találmány szerinti zöld fényt emittáló foszfor II előállítására is különböző nyersanyagokat — például ittrium-, lantán-, gadolinium-, terbium- és cériumoxidot, -kloridot, -karbonátot és -foszfátot, alkálifémhalogenideket és -foszfátokat, szilícium-oxidokat, -karbonátokat, -hidroxidokat és -foszfátokat, foszforpentoxidot, diammonium-foszfátos stb. — használhatunk. A fenti nyersanyagok helyett más vegyületeket is használhatunk, amelyek képesek magas hőmérsékleten elegyedni a foszforral. A nyersanyagokat összekeverjük és a keverékre megfelelő mennyiségű szénport helyezünk. A kiégetést 1100—1500 °C-on, előnyösen 1200—1350 °C-on végezzük, 2—5 órán keresztül, nitrogénatmoszférában. A szénport eltávolítjuk, és az anyagot újra kiégetjük 1200—1350 °C-on, 2—5 órán keresztül, redukáló atmoszférában, például 95 tf% nitrogént és 5 tf% hidrogént tartalmazó gáz- « elegyben. A kiégetett anyagot porítjuk. A kapott foszfor II — amelynek képlete például .l^o, 2^eo, 697^0, oo3)203-0>9P205-0,2Si02 spekt- » rumeloszlása a 2. ábrán látható. A foszfor emissziós csúcsa 543 nm közelében van, és vonalszerű spektrumot mutat, ennek következtében zöld fényt emittáló foszforként a három emissziós csúccsal rendelkező fénycsőben alkalmazható. A három emissziós csúccsal rendelkező fénycsövekben az emittált fény színhőmérséklete 2800—-7000 K. A nagy színvisszaadó képességgel rendelkező fénycsövek kivitelezésénél fontos, hogy az átlagos színvisszaadási index (Ra) legalább 80 és a fényhasznosítás legalább 80 lm/W legyen. A fenti tulajdonságokkal rendelkező fénycsövek előállítására a kék, zöld és vörös fényt emittáló foszforokat 1—38:13—73:15—65 súly% arányban kell összekeverni, ha a foszfor teljes mennyiségét 100 súly%-nak vesszük. A találmány szerinti megoldást részleteiben az alábbi példákkal kívánjuk megvilágítani. 1. példa 5000 K színhőmérsékletű, 19 W teljesítményű fehér fénycsövet készítünk a szokásos módon, 19 súly% 3(Srgj9gEug(g20) •0,9P2Og*0,33CaCl2*0,08R2Og képletű kék fényt emittáló foszfor I-ből, 44 súly% (La0>1Tb0f2Ce0 697Li0^O3)2O3-0,9P2O5-0,2SiO2 képletű zöld fényt emittáló foszforból és 37 súly% (Yo^sÉu^gj^Og képletű vörös fényt emittáló európiummal aktivált ittrium-oxidos foszforból. A kapott fénycsőnek mérjük a gyújtófeszültségét. összehasonlításképpen 5000 K színhőmérsékletű, 19 W teljesítményű, fehér fénycsövet készítünk kék < fényt emittáló, kétértékű európiummal aktivált stroncium, kalcium-klór-foszfátos foszforból, zöld fényt emittáló cériummal és terbiummal aktivált ittriumszilikátos foszforból és vörös fényt emittáló, európiummal aktivált ittriumoxidos foszforból. A 3. ábrán látható az 1. példa szerinti fénycső emiszsziós spektrumának eloszlása az üzemelés kezdeti szakaszában. Az összehasonlításként készített fénycső gyújtófeszültsége 95 V, míg az 1. példa szerinti fénycsőé 85 V, ami 10,5% javulást jelent. Az átlagos színvisszaadási index (Ra) 85 és a fénycső fényhasznosítása 92 lm/W az üzemelés kezdeti szakaszában. Ha olyan fénycsövet készítünk, amelyben csak a példa szerinti zöld fényt emittáló foszfort használjuk, a fénycső gyújtófeszültsége 96 V. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
