Queclisilberdampfentladungslampe
Die Erfindung betrifft eine Quecksilberdampfent ladungslanipe mit einem Leuchtschirm, der ein grün lumineszierendes Material enthält, das durch kurzwel- lige Ultraviolettstrahlen und durch Elektronen erregt werden kann.
In Band 15, Nr. 1 der Extended Abstracts der im Mai 1966 in Cleveland, USA, abgehaltenen Konferenz der Electrochemical Society Inc. wird auf Seiten 33 bis 37 ein bei Erregung mit kurzwelliger Ultraviolettstrahlung oder mit Elektronen stark grün lumineszierendes mit zweiwertigem Mangan aktiviertes Magnesiumgallat erwähnt, das durch die Formel MgOa2O4: Mn++ dargestellt wird. Die durch diesen Stoff ausgesendete Strahlung hat bei Erregung mit Ultraviolettstrahlung ein Maximum im Emissionsspektrum bei einer Wellenlänge von etwa 510 nm. Als Energiewirkungsgrad wird 34 O/o und als Quantenwirkungsgrad 81O/o angegeben. Der Stoff kann z. B. an Stelle von Willemit in Quecksilberdampfentladungslampen für Urkundenreproduktionsgeräte benutzt werden.
Das Emissionsspektrum des vorstehend erwähnten Magnesiumgallats ist besonders zweckmässig zur Verwendung in einer Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe, weil die grüne Strahlung des Gallats innerhalb eines engen Spektralbereichs, nämlich zwischen 450 und 570 nm, ausgesandt wird. In diesem Bereich des Spektrums wird durch eine Quecksilberdampfent- ladung nahezu keine Strahlung emittiert, so dass die Ergänzung durch die Strahlung des Gallats sehr nützlich ist. Da neben dem erwähnten schmalen Emissionsbereich des Gallats nahezu keine Strahlung im sichtbaren Teil des Spektrums ausgesendet wird, tritt nicht der Nachteil vieler anderer Leuchtstoffe, z.B.
Willemit, auf, dass an den Stellen, an denen die Quecksilberdampfentladung eine genügende Strahlung liefert, die Gesamtintensität dadurch zu gross wird, dass auch der Leuchtstoff an diesen Stellen emittiert.
Der vorstehend erwähnte hohe Umwandlungswirkungsgrad wurde augenscheinlich bei Zimmertemperatur gemessen, denn bei höheren Temperaturen findet man erheblich niedrigere Werte. Bei einer Temperatur über etwa 250 OC wird nahezu keine Strahlung mehr ausgesandt. Der bekannte Stoff ist deshalb in der Praxis schlecht für die Anwendungen brauchbar, bei denen hohe Temperaturen des Leuchtstoffes unvermeidlich sind. Diese Situation ergibt sich bei hochbelasteten Niederdruckquecksilberdampfentladungslam pen, wie sie in Urkundenreproduktionsgeräten Verwen düng finden, und bei Hochdruckquecksilberdampfentladungslampen. In Lampen der letzteren Art befindet sich der Leuchtstoff meistens auf einem Kolben, der die eigentliche Entladungsröhre umgibt. Da der Kolben möglichst klein gehalten werden soll, z.
B. um die Verwendung kleinerer Leuchten zu erlauben, ist ein Leuchtstoff mit einer schlechten Lichtausstrahlung bei höheren Temperaturen als etwa 300 OC in der Praxis nicht brauchbar.
Im vorerwähnten Abstract wird über die Temperaturabhängigkeit der Lichtausbeute nichts ausgesagt.
Die erfindungsgemässe Quecksilberdampfentladungslampe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Formel Mgx(Gal Aly)203+x+ entspricht, in der
0,70 < = x < 0,97
0,025 < = y < 0,4
0,002 < z < 0,05
Wenn der Wert von x grösser als 0,97 gewählt wird, wird es schwierig, die erforderliche Manganmenge einzubauen; wird x kleiner als 0,70 gewählt, so besteht die Gefahr, dass andere Kristallphasen als die erwünschte auftreten, die eine andere oder gar keine Lumineszenz aufweisen können.
Wird der Wert y grösser als 0,4 gewählt, so sinkt die Lichtausbeute ab; wird y kleiner als 0,025 gewählt, so ergeben sich die nachstehend zu erwähnenden Vorteile nicht.
Wird der Wert von z grösser als 0,05 gewählt, so besteht die Gefahr, dass Konzentrationslöschung auftritt; wird der Wert von z kleiner als 0,002 gewählt, so ergibt sich eine blaue Emission, die von nicht-aktiviertem Gallat herrührt.
Das durch die vorstehend erwähnte Formel dargestelite Material weicht im wesentlichen vom bekannten mit Mangan aktivierten Magnesiumgallat dadurch ab, dass es Aluminium enthält. Es hat sich herausgestellt, dass sich dadurch eine erheblich bessere Temperaturabhängigkeit ergibt.
Der Unterschied zwischen der Spektralverteilung im Emissionsspektrum der Stoffe mit und ohne Aluminium ist sehr gering. Die oben bereits erwähnten Vorteile des bekannten Gallats in bezug auf das Quecksilberspektrum bleiben somit erhalten. Auch der Unterschied in absoluter Lichtausbeute von Stoffen mit und ohne Aluminium ist gering. Bei Zimmertemperatur ist die Lichtausbeute der Gallate mit Aluminium gemäss der Erfindung meistens etwas geringer als die der Gallate ohne Aluminium. Bei den höheren Temperaturen ist die Sachlage infolge der besseren Temperaturabhängigkeit der Gallate mit Aluminium gerade umgekehrt.
Für die Praxis sind die erfindungsgemäss verwendeten Gallate auf Grund der erwähnten Kombination günstiger Eigenschaften besonders gut brauchbar; tatsächlich wird eine HochdrucLquecksilberdampfentla- dungslampe mit Gallat dadurch erst praktisch brauchbar. Es sei noch bemerkt, dass, wenn eine derartige Lampe für allgemeine Beleuchtungszwecke benutzt werden soll, eine zusätzliche rote Strahlung im emittierten Licht erforderlich ist. Zu diesem Zweck kann das Gallat mit einem rot lumineszierenden Material, z. B. mit Mangan aktiviertem Magnesiumgermanat oder mit Europium aktivierten Verbindungen, wie Phosphaten, Vanadaten, Boraten oder I(ombinaiionen dieser Verbindungen, gemischt werden.
Ausser den erörterten Vorteilen hat das Magnesiumgallat mit Aluminium gemäss der Erfindung noch weitere gute Eigenschaften, die nachstehend erläutert werden.
Da das Aluminium viel billiger als das Gallium ist, sind die erfindungsgemäss verwendeten Materialien er erheblich billiger als die bekannten Gallate ohne Aluminium.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäss verwendeten Materialien ist, dass die chemische Beständigkeit gegen Oxydation bei höheren Temperaturen besser ist als die der Gallate ohne Aluminium. Zumal bei den höheren Aluminiurngehalten, bei denen y grösser als 0,15 ist, tritt diese bessere Beständigkeit stark hervor. Diese Eigenschaft muss nicht mit der besseren Temperaturabhängigkeit der Emission verwechselt werden. Die grössere Oxydationsbeständigkeit ist wichtig, weil bei der Herstellung der erfindungsgemässen Leuchtschirme, z. B.
zur Verwendung in Quecksilberdampfentladungslampen, stets eine Erhitzung bei verhältnismässig hohen Tempe raturen notwendig ist, z. B. zum unter Oxydation Ausheizen der Haftmittel oder bei der Formgebung der Lampen.
Vorzugsweise wird die Zusammensetzung des Materials derart gewählt, dass
0,80 < x < 0,97
0,04 < y = < 0,25
0,003 < z a 0,04 Bei diesen Verhältnissen ergeben sich nämlich die beste Temperaturabhängigkeit und die höchste Lichtausbeute.
Wenn die aluminiumhaltigen Magnesiumgallate in Niederdruckquecksilb erdampfentladungslampen für Urkundenreproduktion benutzt werden, kann man die Lampe in bekannter Weise als eine sogenannte Schlitzlampe ausbilden. Diese bekannte Lampenart unterscheidet sich von einer üblichen Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einer Leuchtschicht dadurch, dass längs einer Erzeugenden der Lampe mit bestimmter Breite die Leuchtschicht nicht vorhanden ist. Das in der Lampe erzeugte Licht wird in diesem Schlitz stark konzentriert, was für die meisten Reproduktionsgeräte gewünscht ist. Gegebenenfalls kann sowohl für übliche Leuchtstofflampen als auch für diese Schlitzlampen das sogenannte Reflexionsprinzip Anwendung finden.
Bei Anwendung dieses Prinzips befindet sich zwischen der Leuchtschicht in der Lampe und der Wand eine reflektierende Schicht, z. B. aus Titandioxid.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Herstellungsbeispiele und einer Zeichnung näher erläutert. Die erhaltenen Materialien wurden auf übliche Weise zur Herstellung von Quecksilberdampfentladungslampen mit Leuchtschirm verwendet.
Die Zeichnung zeigt eine graphische Darstellung, in der auf der Abszisse die Temperatur in Grad Celsius und auf der Ordinate die Lichtausbeute in relativen Einheiten aufgetragen ist.
Beispiel 1 Es wird ein Gemisch hergestellt aus
1,40 g MgO
6,00 g Ga203
0,82 g A1203
0,014 g MnCO8
Dieses Gemisch wird in einem Mörser gut gemischt und dann während 8 Stunden bei einer Temperatur von 1400 0C an der Luft erhitzt. Danach wird das Reaktionsprodukt im Mörser zerkleinert und durch ein Sieb mit Maschen von 220 Mikron lichter Weite gesiebt. Das durch das Sieb gefallene Material wird dann zwei Stunden lang bei einer Temperatur von 1200 OC in einer Stickstoffatmosphäre, der 4 bis 5 Prozent Wasserstoff zugesetzt ist, erhitzt. Nach dieser Erhitzung wird das Reaktionsprodukt in der gleichen Atmosphäre auf Zimmertemperatur abgekühlt. Nach Feinmahlen und gegebenenfalls Sieben ist das Material verwendungsfähig.
Das Endprodukt wird durch die Formel Mg0,87Ga1,6A10,403,88 Mno,oí dargestellt. In der Zeichnung ist die Temperaturab hängigkeitskurve dieses Materials mit der Bezugsziffer 1 angegeben.
Beispiel 2 Es wird ein Gemisch aus
5,86 g MgCO3
9,00 g Ga203
3,26 g A1203
0,092 g MnCO3 hergestellt. Dieses Gemisch wird in genau derselben Weise behandelt wie in Beispiel 1 angegeben ist.
Das Endprodukt wird durch die Formel
Mg0,87Ga1,2Al0,8O3,88:Mn0,01++ dargestellt. Die Temperaturabhängigkeitskurve dieses Materials ist in der Zeichnung mit der Bezugsziffer 2 angegeben.
Beispiel 3 Es wird ein Gemisch aus
1,40 g MgO
6,75 g Ga203
0,41 g A1.0,
0,014 g MnCO3 hergestellt. Dieses Gemisch wird in genau derselben Weise behandelt wie in Beispiel 1 angegeben ist.
Das Endprodukt wird durch die Formel
Mg0,87Ga1,8Al0,2O3,873: Mn0,003 dargestellt. Die Temperaturabhängigkeitskurve dieses Materials ist in der Zeichnung mit der Bezugsziffer 3 angegeben.
Beispiel 4 Es wird ein Gemisch aus
1,40 g MgO
6,75 g Ga2Oa
0,41 g A1203
0,046 g MnCO3 hergestellt. Dieses Gemisch wird in genau derselben Weise behandelt wie in Beispiel 1 angegeben ist.
Das Endprodukt wird durch die Formel Mg0,87Ga1,8Al0,O8,88:Mn+01 dargestellt. Die Temperaturabhängigkeitskurve dieses Materials ist in der Zeichnung mit der Bezugsziffer 4 angegeben.
Beispiel 5 Es wird ein Gemisch aus
1,40 g MgO
6,00 g Ga2O3
0,82 g A1203
0,014g MnCO3 hergestellt. Dieses Gemisch wird in genau derselben Weise behandelt wie in Beispiel 1 angegeben ist.
Das Endprodukt wird durch die Formel Mg6,87Ga16Al0,4O3673 :Mn+0+003 dargestellt. Die Temperaturabhängigkeitskurve dieses Materials ist in der Zeichnung mit der Bezugsziffer 5 angegeben.
Beispiel 6 Es wird ein Gemisch aus
1,40 g MgO
6,00 g Ga2O3
0,82 g A1203
0,184 g MnCO3 hergestellt. Dieses Gemisch wird in genau derselben Weise behandelt wie in Beispiel 1 angegeben ist.
Das Endprodukt wird durch die Formel
Mg0,87Ga1,6Al0,4O3,91:Mn0,04++ dargestellt. Die Temperaturabhängigkeitskurve dieses Materials ist in der Zeichnung mit der Bezugsziffer 6 angegeben.
In der Zeichnung ist mit 7 als Vergleich die Temperaturabhängigkeitskurve eines bekannten Materials ohne Aluminium dargestellt, das der Formel
Mg057G%,0O5,68:Mn0,01++ entspricht. Da sämtliche Materialien in der gleichen Weise gemessen sind, dient diese Kurve als Bezugskurve.
Ein Vergleich der Kurve 7 mit den anderen Kurven zeigt deutlich die stark verbesserte Temperaturabhängigkeit, die gemäss der Erfindung durch den Einbau von Aluminium erhalten wird. Im allgemeinen liegt die Lichtaus beute bei Zimmertemperatur für die Stoffe mit Aluminium niedriger als die des bekannten Stoffs ohne Aluminium. Bei höheren Temperaturen ist die Situation gerade umgekehrt. Sogar der Stoff mit der Kurve 2, der bei Zimmertemperatur eine verhältnismässig niedrige Lichtausbeute hat, ist bereits bei Temperaturen über 150 C besser brauchbar.
Alle vorstehende Beispiele beschreiben Verfahren, bei denen das Endprodukt auf völlig trockenem Wege erhalten wird. Es ist jedoch auch möglich, geeignete Ma terialien auf teilweise nassem Wege herzustellen. Es folgt ein Beispiel dieses teilweise nassen Verfahrens.
Beispiel 7 In ein Reaktionsgefäss werden
34,8 ml einer 1-molaren Lösung von Mg(NO8)2
72 ml einer 1-molaren Lösung von Gs(No3)3
4 ml einer 0,1-molaren Lösung von MnCl2
8 ml einer 1-molaren Lösung von Al(NO8)3 gegeben. Dann wird in das Reaktionsgefäss ein Über- mass an NH40H und (NH4)oCO3 gebracht, wodurch sich ein Niederschlag ergibt. Dieser Niederschlag wird während 16 Stunden bei 120 C getrocknet und dann während 2 Stunden bei 800 C an der Luft erhitzt. Das erhaltene Material wird in einem Mörser zerkleinert und erneut 8 Stunden bei 1400 C an der Luft erhitzt.
Das erhaltene Material wird erneut in einem Mörser zerkleinert und durch ein Sieb mit Maschen von 220 Mikron lichter Weite gesiebt. Das durch das Sieb gefallene Material wird schliesslich zwei Stunden bei einer Temperatur von 1200 CC in einer 5 % Wasserstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre erhitzt. Das erhaltene Material wird in dieser Atmosphäre auf Zimmertemperatur abgekühlt. Dann wird es in einem Mörser zerkleinert und erforderlichenfalls gesiebt. Sodann ist das Material ver wendungsfähig. Die Temperaturabhängigkeitskurve des erhaltenen Leuchtstoffs, der die Formel
Mg0,87Ga1,8Al0,2O3,88:Mn0,01++ hat, war praktisch gleich der Kurve 4 der Zeichnung.
Auch andere Zusammensetzungen, z.B. die nach den Beispielen 1 bis 6, lassen sich auf dem beschriebenen nassen Weg herstellen. Meistens findet man dabei bei der gleichen molaren Zusammensetzung etwas höhere Lichtausbeuten als bei der Herstellung auf trockenem Wege.
Quecli silver vapor discharge lamp
The invention relates to a mercury vapor discharge surface with a luminescent screen which contains a green luminescent material that can be excited by short-wave ultraviolet rays and electrons.
In Volume 15, No. 1 of the Extended Abstracts of the Conference of the Electrochemical Society Inc. held in May 1966 in Cleveland, USA, on pages 33 to 37 a magnesium gallate activated with divalent manganese, which is strongly green luminescent when excited with short-wave ultraviolet radiation or with electrons, is mentioned which is represented by the formula MgOa2O4: Mn ++. The radiation emitted by this substance, when excited with ultraviolet radiation, has a maximum in the emission spectrum at a wavelength of about 510 nm. The energy efficiency is given as 34% and the quantum efficiency is 81%. The substance can e.g. B. can be used in place of willemite in mercury vapor discharge lamps for document reproduction devices.
The emission spectrum of the magnesium gallate mentioned above is particularly expedient for use in a high pressure mercury vapor discharge lamp because the green radiation of the gallate is emitted within a narrow spectral range, namely between 450 and 570 nm. In this area of the spectrum, almost no radiation is emitted by a mercury vapor discharge, so that the addition of radiation from the gallate is very useful. Since next to the mentioned narrow emission range of the gallate almost no radiation is emitted in the visible part of the spectrum, the disadvantage of many other phosphors, e.g.
Willemit, on the fact that at the points where the mercury vapor discharge provides sufficient radiation, the total intensity becomes too great because the phosphor also emits at these points.
The above-mentioned high conversion efficiency was apparently measured at room temperature, since at higher temperatures one finds considerably lower values. At a temperature above about 250 OC, almost no radiation is emitted. The known substance is therefore difficult to use in practice for applications in which high temperatures of the phosphor are unavoidable. This situation arises in the case of highly loaded low-pressure mercury vapor discharge lamps, as found in document reproduction devices, and in high-pressure mercury vapor discharge lamps. In lamps of the latter type, the phosphor is mostly located on a bulb that surrounds the actual discharge tube. Since the piston should be kept as small as possible, z.
B. to allow the use of smaller lights, a phosphor with a poor light emission at temperatures higher than about 300 OC is not useful in practice.
In the above-mentioned abstract nothing is said about the temperature dependence of the light output.
The mercury vapor discharge lamp according to the invention is characterized in that the material corresponds to the formula Mgx (Gal Aly) 203 + x +, in which
0.70 <= x <0.97
0.025 <= y <0.4
0.002 <z <0.05
If the value of x is made larger than 0.97, it becomes difficult to incorporate the required amount of manganese; if x is chosen to be less than 0.70, there is a risk that other crystal phases than the desired one occur, which may have a different luminescence or none at all.
If the value y is chosen to be greater than 0.4, the light yield drops; if y is chosen to be less than 0.025, the advantages to be mentioned below do not result.
If the value of z is chosen to be greater than 0.05, there is a risk of concentration extinction; if the value of z is chosen to be less than 0.002, the result is a blue emission that originates from non-activated gallate.
The material represented by the above-mentioned formula essentially differs from the known manganese-activated magnesium gallate in that it contains aluminum. It has been found that this results in a considerably better temperature dependence.
The difference between the spectral distribution in the emission spectrum of the substances with and without aluminum is very small. The above-mentioned advantages of the known gallate with regard to the mercury spectrum are thus retained. The difference in the absolute luminous efficacy of materials with and without aluminum is also small. At room temperature, the light yield of the gallates with aluminum according to the invention is usually somewhat lower than that of the gallates without aluminum. At the higher temperatures, the situation is reversed due to the better temperature dependence of the gallates with aluminum.
In practice, the gallates used according to the invention are particularly useful because of the combination of favorable properties mentioned; in fact, this is what makes a high-pressure mercury vapor discharge lamp with gallate usable in practice. It should also be noted that if such a lamp is to be used for general lighting purposes, additional red radiation is required in the emitted light. For this purpose the gallate can be coated with a red luminescent material, e.g. B. with manganese activated magnesium germanate or with europium activated compounds such as phosphates, vanadates, borates or I (ombinaiionen of these compounds, mixed.
In addition to the advantages discussed, the magnesium gallate with aluminum according to the invention has other good properties, which are explained below.
Since aluminum is much cheaper than gallium, the materials used according to the invention are considerably cheaper than the known gallates without aluminum.
Another advantage of the materials used according to the invention is that the chemical resistance to oxidation at higher temperatures is better than that of the gallates without aluminum. Especially with the higher aluminum contents, where y is greater than 0.15, this better resistance is clearly evident. This property need not be confused with the better temperature dependence of the emission. The greater resistance to oxidation is important because in the manufacture of the fluorescent screens according to the invention, e.g. B.
for use in mercury vapor discharge lamps, always heating at relatively high temperatures is necessary, for. B. for heating the adhesives under oxidation or for shaping the lamps.
The composition of the material is preferably chosen such that
0.80 <x <0.97
0.04 <y = <0.25
0.003 <z a 0.04 With these ratios the best temperature dependency and the highest light yield result.
If the aluminum-containing magnesium gallates are used in low-pressure mercury vapor discharge lamps for document reproduction, the lamp can be designed in a known manner as a so-called slit lamp. This known type of lamp differs from a conventional low-pressure mercury vapor discharge lamp with a luminous layer in that the luminous layer is not present along a generating line of the lamp with a certain width. The light generated in the lamp is highly concentrated in this slot, which is desirable for most reproduction devices. If necessary, the so-called reflection principle can be used both for conventional fluorescent lamps and for these slit lamps.
When using this principle there is a reflective layer between the luminous layer in the lamp and the wall, e.g. B. from titanium dioxide.
The invention is explained in more detail below with the aid of some production examples and a drawing. The materials obtained were used in the usual way for the production of mercury vapor discharge lamps with a fluorescent screen.
The drawing shows a graphic representation in which the temperature in degrees Celsius is plotted on the abscissa and the light yield in relative units is plotted on the ordinate.
Example 1 A mixture is prepared from
1.40 g of MgO
6.00 g Ga203
0.82 g A1203
0.014 g MnCO8
This mixture is mixed well in a mortar and then heated in air at a temperature of 1400 ° C. for 8 hours. The reaction product is then ground in a mortar and sieved through a sieve with a mesh size of 220 microns. The material that has fallen through the sieve is then heated for two hours at a temperature of 1200 ° C. in a nitrogen atmosphere to which 4 to 5 percent hydrogen has been added. After this heating, the reaction product is cooled to room temperature in the same atmosphere. After fine grinding and, if necessary, sieving, the material can be used.
The final product is represented by the formula Mg0.87Ga1.6A10,403.88 Mno, oí. In the drawing, the temperature dependence curve of this material is indicated by the reference number 1.
Example 2 A mixture of
5.86 g MgCO3
9.00 g Ga203
3.26 g A1203
0.092 g of MnCO3 produced. This mixture is treated in exactly the same way as indicated in Example 1.
The final product is through the formula
Mg0.87 Ga1.2 Al0.8O3.88: Mn0.01 ++. The temperature dependence curve of this material is indicated by reference number 2 in the drawing.
Example 3 A mixture of
1.40 g of MgO
6.75 g Ga203
0.41 g A1.0,
0.014 g of MnCO3 produced. This mixture is treated in exactly the same way as indicated in Example 1.
The final product is through the formula
Mg0.87 Ga1.8 Al0.2 O3.873: Mn0.003. The temperature dependence curve of this material is indicated in the drawing with the reference number 3.
Example 4 A mixture of
1.40 g of MgO
6.75 g Ga2Oa
0.41 g A1203
0.046 g of MnCO3 produced. This mixture is treated in exactly the same way as indicated in Example 1.
The final product is represented by the formula Mg0.87Ga1.8Al0, 08.88: Mn + 01. The temperature dependence curve of this material is indicated in the drawing with reference number 4.
Example 5 A mixture of
1.40 g of MgO
6.00 g Ga2O3
0.82 g A1203
0.014g MnCO3 produced. This mixture is treated in exactly the same way as indicated in Example 1.
The final product is represented by the formula Mg6.87Ga16Al0.4O3673: Mn + 0 + 003. The temperature dependency curve of this material is indicated by reference number 5 in the drawing.
Example 6 A mixture of
1.40 g of MgO
6.00 g Ga2O3
0.82 g A1203
0.184 g of MnCO3 produced. This mixture is treated in exactly the same way as indicated in Example 1.
The final product is through the formula
Mg0.87 Ga1.6 Al0.4O3.91: Mn0.04 ++. The temperature dependence curve of this material is indicated by the reference number 6 in the drawing.
In the drawing, the temperature dependence curve of a known material without aluminum is shown as a comparison with 7, that of the formula
Mg057G%, 0O5.68: Mn0.01 ++ corresponds. Since all materials are measured in the same way, this curve serves as a reference curve.
A comparison of curve 7 with the other curves clearly shows the greatly improved temperature dependency which is obtained according to the invention through the incorporation of aluminum. In general, the light output at room temperature for the substances with aluminum is lower than that of the known substance without aluminum. At higher temperatures the situation is exactly the opposite. Even the substance with curve 2, which has a relatively low light yield at room temperature, can be used better at temperatures above 150 ° C.
All of the above examples describe processes in which the end product is obtained in a completely dry way. However, it is also possible to produce suitable materials by sometimes wet means. The following is an example of this partially wet process.
Example 7 In a reaction vessel
34.8 ml of a 1 molar solution of Mg (NO8) 2
72 ml of a 1 molar solution of Gs (No3) 3
4 ml of a 0.1 molar solution of MnCl2
8 ml of a 1 molar solution of Al (NO8) 3 are added. An excess of NH40H and (NH4) oCO3 is then brought into the reaction vessel, which results in a precipitate. This precipitate is dried at 120 ° C. for 16 hours and then heated in air at 800 ° C. for 2 hours. The material obtained is crushed in a mortar and heated again in air at 1400 C for 8 hours.
The material obtained is crushed again in a mortar and sieved through a sieve with a mesh size of 220 microns. The material that has fallen through the sieve is finally heated for two hours at a temperature of 1200 ° C. in a nitrogen atmosphere containing 5% hydrogen. The material obtained is cooled to room temperature in this atmosphere. Then it is crushed in a mortar and, if necessary, sieved. The material is then ready for use. The temperature dependency curve of the obtained phosphor which has the formula
Mg0.87 Ga1.8 Al0.2 O3.88: Mn0.01 ++ was practically equal to curve 4 of the drawing.
Other compositions, e.g. those according to Examples 1 to 6 can be prepared in the wet way described. In most cases, with the same molar composition, slightly higher light yields are found than with production by dry means.