Люминесцентный материал

Г 13 ъпят:,., :1 -.:ОПИСАНИЕ рц 64594 Союз Советских Социалистических Республикпо делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 30.01.79(72) Автор изобретения Иностранец Игал Шидловски(Израиль) Иностранная фирма РКА Корпорейшн(54) Л ЮМИ Н ЕСЦЕ НТН Ы Й МАТЕРИАЛ 1Изобретение относится к составу люминесцентного материала, излучающего в ультрафиолетовой области спектра, который может быть использован в различных приборах в качестве катодо-, фото- или рентгено люминофора,Известен люминесцентны й материал, представляющий собой самоактивированный пирофосфат циркония 11. Пик излучения этого материала расположен в области 3000 А.Цель изобретения - создание люминесцентного материала со спектральным диапазоном излучения в более коротковолно вой области спектра.Для достижения этой цели люминесцентный материал на основе пирофосфата элемента 1 Ч группы периодической системы содержит в качестве этого элемента гаф ний.С целью повышения эффективности излучения он дополнительно может содержать по меньшей мере один элемент,выбранный из группы, состоящей из циркония, герма ния и кремния, при следующем соотноше.нии компонентов моль. %:Элемент из группы, состоящей из циркония, германияи кремния 0,1 - 8Пирофосфат гафния ОстальноеПирофосфат гафния имеет кубическуюкристаллическую структуру. Он обладаетрентгено-, фото- и катодолюминесценцией спиками излучения в диапазоне длин волно оот 2950 А до 2660 А в зависимости от соотношения компонентов в исходной шихте.При возбуждении электронным пучкоммаксимальная эффективность его можетдостигать 8 - 9,6%. Отклонение соотношения компонентов в исходной шихте от стехиометрического ведет к уменьшению его эффективности,Введение в пирофосфат гафния циркония,германия или кремния в количестве от 0,1до 8 моль, % повышает эффективность егокатодолюминесценции. Наибольшей эффективностью (-11%) обладает пирофосфатгафния, содержащий 0,5 моль. % циркония,с пиком излучения на длине волныо2910 А. Пирофосфат гафния, содержащий 1 моль. % кремния или германия привозбуждении электронным пучком имеетэффективность 10%. Пик излучения егоонаходится на длине волны 2910 А,Предложенный люминесцентный материал может быть получен двумя способами,11 о первому способу любое соединение гафния, например окись или оксихлорид гарния, прокаливают с любым фосфатным сосдинением. ь качестве последнего можно использоваь осфат аммония, первичныи кислыи рос(рат аммония, пирофосрат натрия или первичный кислый фосфат калия.редпо ггичельными являются водорастворимые фосфаты легких катионов. 1 тсходныс соединения перемешивают, подвергаю г предварительному, затем основному прокаливанию. Основное прокаливание ведут на воздухе при 1000 в 13 С, предпочтительно при 1150 в 12"С, более 30 мин. 11 родукт можно перепрокаливать один или оолее раз для повышения его однородности. 11 олученный таким способом люминесцентныи материал содержит некоторое количество остаточной окиси гафния в виде второй фазы совместно с пирофосфатами,По второму способу получают чистый пирофосфат гафния, практически не содержащий остаточнои окиси. Согласно этому спосооу смесь оксихлорида гафния с фосфорнои кислотои или с раствором пятиокиси фосфора в воде при перемешивании нагревают при 400-С, затем при 800 С и при 1000 С с выдержкой при каждой из указанных температур в течение нескольких часов. 11 родукт охлаждают, измельчают и нагревают на воздухе при 1200"С.Далее приведено несколько конкретных примеров получения предложенного люминесцентного материала.П р и и е р 1. Смешивают 1 г моль гидратированного оксихлорида гафния с 2 г моль первичного кислого фосфата аммония. Полученную смесь помещают в алюминиевый контейнер и нагревают на воздухе при 800 С в течение 4 ч с последующим охлаждением до комнатной температуры. Продукт измельчают и вновь прокаливают в алюминиевом контейнере на воздухе при 1200"С в течение -4 ч. После охлаждения продукта прокаливание можно повторить для улучшения его однородности.Полученный люминесцентный материал представляет собой пирофосфат гафния с кубической кристаллической структурой (а=8,216 А), содержащий небольшое количество двуокиси гафния. Он имеет пик изолучения на длине волны 2940 А и эффективность катодолюминесценции - 8%.Известный люминесцентный материал, состоящий из пирофосфата циркония, имео ет пик излучения на длине волны 3040 А и эффективность 4% (при аналогичных условиях возбуждения и измерения).П р и м е р 2, Смешивают 1 г моль двуокиси гафния с 2,2 г-мол. первичного фосфата аммония. Далее повторяют весь процесс аналогично примеру 1.11 родукт представляет собой пирофосфатгафния с кубической кристаллическойострукгурой (и=-8,2105 А), содержащий примесь дву окиси гафния. Он имеет пик излучения на длине волны 2740 Л и эффективность катодол 1 оминесценции 2 цо.П р и м с р 3. Смешивают 1 г моль гидратированного оксихлорида гафния с 1,Ь г моль первичного фосфата аммония.Далее весь процесс повторяют аналогично примеру 1. 1 родукт представляет сооои пироросфат гафния с кубическои кристал;шческой решеткой (а=8,213 А), содержащии небольшое количество двуокиси гафпня. Он ооладает катодолюминесценциеи с пиком на длине волны 2660 ч. и эфрекгивпостыл -1,о "/о,11 р имер ч. 10 г порошкообразного гидратированного оксихлорида гарния помещают в терлоновыи стакан, в которыи добавляют концентрированную роарорную - . кислоту в количестве, достаточном для смачпвания всего порошка. Полученную смесь нагревают при перемешивании в течение Ь ч, затем переносят в кварцевыи сосуд и нагревают на воздухе при ч 00"С в течение Зо 4 ч, при ЬОО С - в течение Ь ч и при1000 С - в течение 4 ч, 11 родукт охлаждают, измельчают и прокаливают на воздухе при 1200" С в течение 6 ч.11 олученный люминесцентный материалпредставляет собой чистый пирофосфат гафния стехиометрического состава и с пииком излучения на длине волны 2920 А и эффективностью катодолюмипесценции 40 - 9,6%.П р и м ер 5. Смесь, содержащую99,5 моль. % оксихлорида гафния и 0,5 моль. % оксихлорида циркония, помещают в сосуд, добавляют в нее фосфорную кислоту и повторяют весь процесс аналогично примеру 4. Продукт представляет собой пирофосфат гафния, содержащий 0,5 моль. % циркония, с пиком излученияона длине волны 2910 А и эффективностью 50 катодолюминесценции11%.Пр имер 6. Двуокись кремния вводят вгорячую концентрированную серную кислоту и после завершения реакции к смеси добавляют оксихлорид гафния. Далее весь 55 процесс повторяют по примеру 4.Аналогично получают люминесцентныйматериал, содержащий добавку германия.Формула изобретения1. Люминесцентный материал на основепирофосфата элемента 17 группы периодической системы элементов, отл и ч а ющи й с я тем, что, с целью смещения спектрального диапазона излучения в коротко645594 Составитель И. НсдолужкоТекред Л, Камынникова Рсд кзор Т, Куивина Корректор Р. Беркович Заказ 2705/17 Цзд о 125 Тираж 779 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскан наб., д. 4(5Типографии, пр. Сапунова, 2 волновую область спектра, он содержит в качестве элемента 117 группы гафний.2, Материал по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности излучения, он дополнительно содержит 5 по меньшей мере один элемент, выбранный пз группы, состоящей из циркония, германия и кремния, при следующем соотношении компонентов, моль. %:.=,лсмснт из группы, состоя О щей из циркония, германияи кремния 0,1 - 8Пирофосфат гафния ОстальноеПриоритет по пунктам:04.02.74 по п. 1;13,01.75 по п. 2.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США2770749, кл. 313 - 92,опублпк, 1956.