Способ получения люминофора на основе оксидов иттрия и европия

сц 931 Соеэ СоввтсинкСоцнапистнчвсникРесяубнин ТИЗЬСТВУ СКОМ К(ы)м. Кл,С 09 К 1 759/23-26 прнсоеднненнеет занвкн Ркуд есккык кем 23) Прнорите СССР в делан азебретеккй и еткрыткй) УДК 621. 3 032 35:5 М 6 . 6 Й 1 661 (08 икованнв ов ив 30. 05 2) А вторн изобретен ин, А.С.Логинов, Б.А.Анохин, Г С.А,Кузнецов и С.С,Синицин(7 ) Заявитель ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛОИИНОФОРА НА ОСНОВЕ ОКСИДОВ ИТТРИЙ И ЕВРОПИЯ ру Изобретение относится к технологии получения люминофоров на основе оксидов редкоземельных элементов, в частности иттрия и европия, исполь" зуемых для изготовления кинескопов цветного телевидения и катодных т бок.Известен способ получения люминофора на основе оксида иттрия, активированного европиен, заключающийся в сухом перемешивании оксидов указанных элементов с флюсом и после". дующем прокаливании полученнойсмеси 11.Недостатком способа является то:, что в результате использования флюса получается порошок люминофора с размером частиц более 12 мкм. Это требует необходимости дополнительного размола и отмывки целевого люминофора от примесей.Известен также способ получения люминофора. на основе оксидов иттрия и европия путем осаждения их азотно" кислого раствора с кон циеи ред коземельных элементовРЗЭ) 230 г/л щавелевой кислотой концентрации 200 г/л с последующей отмывкой образовавшегося оксалатного осадка от ф нитрат-ионов раствором щавелевойкислоты 2 .При повышенной концентрации ис-ходных растворов РЗЭ по данному способу уменьшаются потери последних и снижается расход щавелевой кислоты. Однако укаэанная отмывка осадка оксалатов не позволяет снизить в нем содержание нитрат-иона ниже 0,153.Кроме того, полученный порошок люминофора пов данному способу фракциони.руется для отсева крупных частиц через очень мелкое сито 100 мм.Наиболее близким к предлагаемомуйо технической сущности и достигаемому результату является способ по- лучения люминофора на основе оксидов иттрия и европия,путем обработ-ки водной пульпы этих оксидов азот-,55 3 9317ной кислотой при кипячении, осаждения полученной жидкой смеси 10 ным раствором щавелевой кислоты прирасходе ее в количестве 120-2003от. стехиометрии при повышенной температуре .порядка 50 ОС и перемешиваниис последующей сушкой образовавшегося при этом осадка оксалатов навоздухе при л 110 С и прокаливаниемоего при 1100 С в течение одного чаОса 31,Однако целевой люминофор, полученный известным способом, имеет недостаточную химическую стойкость вхромированной суспензии поливинилового спирта ПВС), наносимой наэкраны кинескопов, величина которойпрактически не более 40 ч. Кроме того, известный люминофор имеет повышенное содержание нитрат-ионадо 0,043 и, соответственно, повышенное содержание в его составеФракции частиц с размером 0-4 мкм,что является нежелательным дляданного люминофора при примененииего в цветном телевидении, Наиболееприемлемым размером частиц люмииофора на основе оксидов РЗЭ в такомслучае является 6-8 мкм.Известный люминофор поэтому имеетневысокую яркость, составляю 1 цую порядка 95-98 от эталона для данноготипа люминофоров,Цель изобретения - увеличение химической стойкости . люминофора наЭ 5основе оксидов иттрия и европия вхромированной суспензии поливинилового спирта, наносимой на экраны кинескопов, при повышении его яркостии улучшении гранулометрического сос 40тава.Поставленная цель достигаетсятем, что в способе получения люминофора на основе оксидов иттрия и европия водную пульпу оксидов готовятпри Т:Я=25-50 и азотную кислоту бе-,.45рут в количестве 55-65 от стехиомет-рического расхода, необходимого дляполного растворения исходных оксидов, сушку осадка оксалатов осуществляют при 200-900 ОС до образованияв нем оксидов иттрия и европия 120/.Щавелевую кислоту для осажденияоксалатов подают в количестве 110130 от стехиометрии.В предлагаемом диапазоне расходаазотной кислоты 55-65 Ф от стехиометрии при соответствующем Т:Ж происходит улучшение грансоставаи устойчивости люминофора при одновременном увеличении яркости примерно на 1-34.При снижении расхода азотнойкислоты ниже 55/ не достигаетсяувеличение яркости при улучшениигрансостава и устойчивости люминофора.При Т:Ж ниже 25 ввиду высокойконцентрации нитрат-иона в пульпеполученных оксалатов РЗЭ не удается достаточно полно отмыть оксалатводой от нитрат-иона.Верхний предел Т:Ж определяетсяэкономическим фактором с точки зрениярасхода воды. Кроме того, при большом разбавлении,несмотря на лучшуюотмывку осадка от нитрат-иона, резко возрастают трудозатраты и потери РЗЭ,Уменьшение расхода азотной кислоты, в свою очередь, обуславливаетвозможность уменьшения расхода щавелевой кислоты до 110-130/ от стехиометрии.Пониженный расход в предлагаемомспособе как азотной, так и щавелевой кислот по сравнению с известнымобеспечивает получение люминофораулучшенного гранулометрического состава за счет снижения в нем фракциичастиц 0-4 мкм до 27-30; при повышении яркости до 2-3.Предлагаемые пределы температурысушки осадка оксалатов до вышеописанного содержания в.нем оксидов иттрияи европия обеспечивают наилучшие условия для увеличения химической стойкости люминофора на основе оксидовиттрия и европия в хромированнойсуспензии ПВС, При этом происходитболее полная очистка оксалатов РЗЭот нитрат-иона вместе с водой содержащейся во влажном осадке, чем;например, при сушке при 100 С. Верхний предел температуры сушки нормирован требованиями техники безопасности так как сушить влажные оксалаты при более высокой температуреопасно,Увеличение температуры сушки оксалатов с 200 до 900 С снижает содерОжание фракции частиц размером 0-4 мкми увеличивает яркость люминофора.Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает увеличение химической стойкости люминофора до рН 7 всуспензии 6:-ного поливинилового5 9317спирта до 48-60 ч, т,е. примерно в1,2-1,5 раз по сравнению с известнымспособом,Кроме того, при увеличенной стойкости полученный предлагаемым способом люминофор имеет повышенную яркость за счет его укрупнения на 2-54при улучшенном гранулометрическомсоставе за счет уменьшения в нем Фракции частиц 0-4 мкм до величины, не 10превышающей 27 30 о.П р и м е р 1, Заливают в четырехлитровый Фарфоровый стакан 1500 млдистиллированной воды и засыпают внего при перемешивании 27,69 г окиси 15иттрия и 2,31 г окиси европия, Приливают к смеси в течение 5-10 мин35 мл 60-ой азотной кислоты (653 отстехиометрии). Пульпу перемецивают инагревают до 30 С, В другом двухлит0ровом стакане растворяют в 1500 млводы 59 г щавелевой кислоты ( 1203от стехиометрии) . Раствор щавелевойкислоты нагревают до 90 фС. Приливают раствор щавелевой кислоты к 25 .пульпе иттрия с европием втечение 5-15 мин, Полученные оксала-ты перемешивают при 90-100 оС в течение5-10 мин, Затем оксалаты отмывают водой до рН 5. Осадок оксалата высушивают до пылящего состояния при200 С и прокаливают при 1350 С в течение 3,5 ч, Конечный продукт .просеивают через сито 150 меш. Получаютлюминофор, имеющий гранулометричес 35кий состав: 253 Фракции частиц0-4 мкм и 943 Фракции частиц0-12 мкм, яркость его 103 эталона,содержание нитрат-иона 0,02/ и устойчивость его в суспензии ПВС 48 ч.П р и м е р. 2,0 саждение оксала-.тов осуществляют аналогично примеру1, после чего осадок их высушиваютпри 400 С до перехода оксалатов воксиды не более, чем на 13,Высушенный осадок прокаливают при451350 С в течение 3,5 ч,Полученный продукт содержит нитрат-иона 0,014 и в своем составечастиц. Фракции 0-4 мкм 18/, а частицфракЦии 0- 12 мкм 963. Яркость его 501034, устойчивость в суспензии ПВС 52 ч.П р и м е р 3. Влажный осадококсалатов, полученный по примеру 1,высушивают при 900 С, допуская пере 0ход оксалатов в оксиды примерно на 37 65 Ф. Высушенные оксалаты прокаливаютпри 1350 С в течение 315 чУстойчивость полученного люминофора в суспенэии ПВС 56 ч, яркость105/, гранулометрический состав 13/частиц Фракции 0-4 мкм и 94/ частицФракции 0-12 мкм,Повышение химической устойчивостиредкоземельного люминофора, полученного по предлагаемому способу, вхромированной суспензии ПВС, наносимой на экраны кинескопов, повышаетсрок службы последних и, таким образом, экономичность,Пониженный расход азотной и щавелевой кислот в процессе приготовления люминофора снижает себестоимость целевого люминофора приповышении его извлечения порядка на 0,9.формула изобретения1. Способ получения люминофорана основе оксидов иттрия и европия,включающий обработку водной пульпыих азотной кислотой, осаждение полученной жидкой смеси раствором щавелевой кислоты при повышенной температуре и перемешивании, сушку и прокаливание образовавшегося при этомосадка оксалатов иттрия и европия,о т л и ч а ю щ и й с я гем, что, сцелью увеличения химической стойкости люминофора в хромированной суспензии поливинилового спирта, наносимой на экраны кинескопов, приповышении его яркости и улучшениягранулометрического состава, воднуюпульпу оксидов готовят при Т:Ж=25-50и азотную кислоту берут в количестве55-654 от стехиометрического расхода,необходимого для полного растворенияисходных оксидов, а сушку осадка оксалатов осуществляют при 200-900 Сдо образования в нем оксидов иттрияи европия 1-203.2, Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что щавелевую кисло.ту для осаждения используют в количестве 110-1301 от стехиометрии.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 11 3544478,кл, 252-301.4, опублик, 1970,2. Патент США йф 3870650,кл. 252-301.4, опублик. 1975.3. Патент СНА В 3647707,кл, 252-301,4, опублик. 1972,40 ВНИИПИ Заказ 3661/31 Тираж 658 Подписное