Изобретение относится к способам изготовления флюоресцирующих экранов, преимущественно из фосфоров на основе ортосиликатов, активированных каким-либо металлом, например, марганцем, и им ставится цель дать средство улучщения качества и характеристик этих материалов:, применяемых для производства светящихся экранов, употребляемых, например, в телевизионных катодных трубках.
В своей конечной стадии производства указанный флюоресцирующий материал размалывается в шаровой мельнице в такой мелкий порошок, чтобы частички его проходили через сито с числом отверстий от 200 до 400 на линейный дюйм. Измельченный материал наносится на часть стенки электроннолучевой трубки каким-либо подходящим способом, как то: опрыскиванием с обработкой поверхности щёткой или осаждением на поверхность частичек из взвесей в газообразной или жидкой среде. Обна ружено, что изготовленный такнм образом экран имеет определённый предел в отног щении своего сопротивления сгоранию от действия электронного луча и iB отнощении эффистивности своей люминисц-анщии, выражаемой в
свечах на ватт. Предполагается, что такое ограничительное свойство следует приписать явлению, которое, очевидно, им1еет место в процессе измельчения или растирания материала и обусловливается тем, что наружные поверхности отдельных частичек неровны или находятся в ненормальных условиях кристаллизации. Этим, очевидно, объясняется тот факт, что эффективность люминисценции наружных слоев меньше таковой внутренних слоев отдельных частичек флюоресцирующего материала.
Ухудшение желательных качеств и характеристик экрана, изготовленного иначе, чем по данному изобретению, изобретатель приписывает тому, что материал вообще должен обрабатываться растиранием или измельчением для получения очень мелких части чек, таки.х, какие применяются прИ1 производстве экранов. Размер частички обычно таков, чтобы она могла пройти через мелкие сита с отверстиями от 200 до 400 на линейный дюйм. Измельчение или, растирание очевидно вызывает искажение наружных поверхностей отдельных частичек или, вероятно, может вызвать -ненормальные или неестественные условия кристаллазации поверхностного слоя частищш.
Опыты изобретателя показали, что по удалении искажённой Или имеющей ненормальную кристаллИ1зацИю нарулсной поверхносхн частичек, физические свойства и. характери1ст1яки тонко И31мельченяого флюО|ресцИрующего материала становятся лучше. Поэтому изобретением предлагается средство удаления поверхностного слоя измельченных частичек флюоресцирующего материала, с целью повыщения качеств этого материала; следовательно, изобретение делает возможным производство усовершенствованных флюоресцирующих экранов.
С целью компенсации вредного эффекта искажённого слоя предлагается хи1М1И1чески;м способом удалять относительно неактивный поверхностный слой части1чек флюоресцирующего материала В соответствии с изобретением, тонко измельченный флюоресцирующий материал опускается в гидролизующий и разлагающий или основной раствор достаточной концентрации, и притом на промежутоквремени, достаточный для того, чтобы допустить гидролиз и разложение до глубины, равной толщине искажённого или относиггельно неактивного поверхностного слоя тонко измельченного флюоресцирующего материала. Таким путём вредный поверхностный слой совершенно раство1ряюТ или удаляют иным образом, оставл яя весьма малые тонко намельченные частички флюоресцирующего материала с неискажённой акти1вной поверхностью.
Усовершенствованные экраны, получаемые согласно настоящему изобретению, весьма пригодны для превращения энергий электронного, рентгеновского и т. п. излучения Б световую энергию и могут применяться в рентгеновских аппаратах, электронных микроскопах, фотоумножителях и электроннолучевых трубках.
Изложенная выше сущность И1зобретения поясняется чертежом, на котором изображён схематически
сильно увеличенный раЗрез частички флюоресцирующего материала.
Концентраций) и род .раствора можно варьИ|ровать в щирокик пределах в зависимости от сорта и состава флюоресцирующего материала, равно как и от толщины пове рхностного слоя 2 материала, который желательно снять. Это толщина и, следовательно, время, требуемое для обработки флюоресцирующего материала, в соответствии с данным изобретением, определяются, конечно, путём эксперимента и в результате аналитического рассмотрения, так как эти величины зависят не только от рода применяемого кислого или щелочного расттвора, концентрации раствора и специфичности обрабатьгваемого флюоресцирующего материала, но также до некоторой степени от применяемого способа растирания ил-н измельчения материала.
После того, как тонко измельчеиный флюоресцирующий материал был выдержан, в раство.ре 1 в течение времени, потребного для удаления искажённого иди неактивного слоя 2 и получения неискажённого мате)риала 3, последний получается или отфильтрованием обработанных частиц от раствора 1 ИЛИ1 испарением. Обработанные частицы затем слегка сушатся путём исскуствеиного нагрева или просто на) воздухе. После этого просушенные обработанные часфицы наносятся на несущую поверхность для образования флюо;ресцирующего экрана.
Изготовленные по предлагаемому способу экраны для электроннолучевых трубок будут иметь большее сопротивление сгоранию от бомбардировки электронного луча; в результате этого ухудшение флюоресцирующей эффективности будет меньше И1, следовательно, полезный срок службы экрана будет продлён.
Для предотвращения повреждения частичек, об работанных гидролизующим или разлагающим раствором, желательно, чтобы все следы раствора были удалены соответствующим нагревом или испарением во избежание реакции части-чек с оставшимся на их поверхности раствором.
Чтобы взбежать применения высоких температур, могущих неблагоприятно повлиять на обрабатываемый флюоресцирующий ма1териал, и чтобы всё же освободить обрабатываемые частички от раствора, предлагается прИ1менять раствор легко улетучивающегося основания или кислый раствор с преобладанием основной -или кислой СОЛИ;.
Применение такого раствора обеспечивает отсутствие загрязнения обрабатываемых части чек с|)люоресцирующих материалов в ик конечном состоянии, вплоть до момента использования при изготовлении экрана без опасности изменения их физических характеристик вследствие повышения температуры при просущке частичек.
В конкретном случае изготовления флюоресцирующих экранов на основе ортосиликата цинка с металлическим марганцем в качестве активатора (Zn2SiO4: Мп) частички тонко растертого флюоресцирующего материала имеют поверхностную плёнку толщиной порядка нескольких атомных диаметров. Для обработки этого материала рекомендуется брать не сильно щелочной расвор KaKoro-jm6o легко ; летучивающегося основания или раствор с лреобладаннем основной соли, как например, водный а-ммиак или углеаммиачную соль {NH4)2 СОз.
Удовлетворительные результаты были получены при применении пятннормального водного раствора аммиака и1 оставления в нём измельченных частиц флюоресцирующего материала в течение около 24 часов. Впрочем, концентрацию щелочного раствора можно варьировать в широких тоределах в зависимости от того или другого силиката или другого флюоресцирующего материала, обрабатываемого раствором. Время, потребное для достижения желательного эффекта, определяется экспериментально и, что очевидно, зависит от концентрации щелочного раствора и от природы специального обрабатываемого материала.
В описании настоящего изобретения под гии.ролизом подразумевается обычное двойное разложение или замещение, где вода является одним реагентом и где может быть и другой реагент.
Гидролиз поверхности отдельных частичек может иметь место в щелочиом растворе, причём Вслед за гидролизом сквозь искажённые на.ружные слои индивидуальных частичек отдельные молекулярные составные части флюоресцирующего материала могут рекристаллизоваться на поверхностях индивидуальных .частичек, которые тогда будут уже не искажены, и образовать новый слой или создать на поверхности частицы неискажённый кристал.1Шческий слой.
Можно дать ещё другое объяснение процесса, имеющего место при обработке флюоресцирующего материала по предлагаемому способу; возможно, что кремнекислота выделяется из раствора и оседает на поверхности индивидуальных частичек согласно нижеследующему уравнению, об.разуя прочный слой вокруг каждой частицы:
H4SiO4 SiO2 + 2ШО.
Само собой разумеется, что, хотя здесь был описан только один специальный образец флюоресцирующего материала, изобретение может быть использовано для улучшения какого-либо другого и всякого химически-комбинированного неорганического флюоресцирующего материала и, в частности, прил 1енимо при использовании подобных материалов в кристаллической форме, например, весьма различных флюоресцирующихматериалов,
как фосфорнокислый кадмий, сернистый цинк, фтористый уранил, сернистый кальций и карбонат цинка.
Точно также следует отметить, что изобретение не ограничено растворами карбоната или гидроокиси аммония, но что может быть использован какой-либо легко улетучивающийся, слегка кислый или щелочной раствор, (подходящий для гидролиза или разложения неактивных поверхностных слоев мелких частичек флюоресцирующих материалов.
Примерами других, легко улетучивающихся водных щелочных растворов могут служить: сернистый аммоний (NH4)2Sx.гидроокись тетраметиламмония N(CH3)4OH бНаО и водные растворы органических оснований, как например, этиламин
C2HoNH2.
В качестве примера подходящего легко улетучивающегося слабого кислого раствора можно привести угольную кислоту (НаСОз), которую можно применить для обработки флюоресцирующего материала с це.йью удаления относительно неактивного поверхностного слоя флюоресцирующих частичек, образованного при размалывании. Другими примерами легко улетучивающихся воднокислых растворов могут быть КИСЛОТЫ: азотная, соляная, фосфорная, щавелевая и сероводород.
Изобретение применимо даже к весьма растворимым флюоресцирующим материалам, как например, фосфат кадмия и сульфат цинка, так как время воздействия на материал можно варьировать обратно пропорционально силе растворимости флюоресцирующего материала, что отмечено выще при рассмотрении факторов, определяющих про-должительность воздействия.
Далее следует подчеркнуть, что по данному изобретению не обязательно необходимо сначала обрабатывать частицы, как указано выще, и затем, как следующая отдельная ступень, нанести частицы на несущую поверхность экрана. Там, где это желательно, гидролизующий или разлагающий раствор может быть, например, помещён в чистую трубку, имеющую коническую часть и щейку, т. е. колбу, обычно применяющуюся в производстве электроннолучевых трубок. Если установить трубку так, чтобы сравнительно щирокое основание конической части находилось внизу, а щейка была направлена вверх.
можно гидролизующий раствор влить в трубку. Частицы необработанного измельчённого флюоресцирующего материала всыпают в трубку и встряхивают их в растворе. После этого частицам дают осесть на щирокую поверхность основания, составляющую, как обычно в таких трубках, несущую часть экрана. После осаждения достаточного числа частиц, дающего Жвлательщук) толщину флюоресцирующего материала на поверхности электроннолучевой трубки, остающийся раствор бережно отфильтровывают и подвергают лёгкому нагреву для просущки частиц. Высушенные частицы достаточно хорощо пристают к поверхности стекла, образуя флюоресцирующий экран с желательными свойствами и качествами, о которых было сказано выще. Таким способом обработки промежуточная ступень процесса, именно - нанесение на стекло обработанного флюоресцирующего материала, - устраняется, давая экономию в работе, стоимости и времени.
Соверщенно очевидно, что возможны видоизменения в пределах, понятных сведущим в данной области техники, и притом без отклонения от основной идеи изобретения.
Предмет патента
Способ изготовления флюоресцирующего экрана для электроннолучевых трубок из фосфоров на основе ортосиликатов, активированных каким-либо металлом, например, марганцем, отличающийс я тем, что после измельчения готового флюоресцирзющего вещества его растворяют в летучей ще1лочи, например, нащатырном спирте или углекислом аммонии,, для удаления неактивной поверхности частичек флюорента, появляющейся после размола, а затем высущивают раствор.
к патенту
№ 63464
