Люминесцентный материал Советский патент 1979 года по МПК C09K11/42 

(54) ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ МАТЕРИАЛ

Предложенный люминесцентный материал может быть получен двумя способами.

110 первому способу любое соединение гафния, например окись или оксихлорид гафния, прокаливают с любым фосфатным соеднненпем. ь качестве последнего можноиспользовать фосфат аммония, первичный кислый фосфат аммония, пирофосфат патрия или первичный кислый фосфат калия, предпочтительными являются водорастворимые фocqзaты легких катионов, исходные соединения перемешивают, подвергают предварительному, затем основному прокаливанию. UcHOBHoe прокаливание ведут на воздухе при lUUO-liUOC, предпочтительно при ИЬО-liibU C, более 30 мин. Продукт можно перепрокаливать один или оолее раз для повышения его однородности. Полученный таким способом люминесцентный материал содерлсит некоторое количество остаточной окиси гафния в виде второй фазы совместно с пирофосфатами.

По второму способу получают чистый пирофосфат гафния, практически не содержаш,ий остаточной окиси. Согласно этому спосооу смесь оксихлорнда гафния с фосфорной кислотой или с раствором пятиокиси фосфора в воде при перемешивании нагревают при 400С, затем при SOOC и при 1000°С с выдержкой при каждой из указанных температур в течение нескольких часов. Продукт охлаждают, измельчают и нагревают на воздухе при 1200С.

Далее приведено несколько конкретных примеров нолучения предложенного люминесцентного материала.

Пример 1. Смешивают 1 г-моль гидратированного оксихлорида гафния с 2 г-моль первичного кислого фосфата аммония. Полученную смесь помеш,ают в алюминиевый контейнер и нагревают на воздухе при 800С в течение 4 ч с последуюшим охлаждением до комнатной температуры. Продукт измельчают и вновь прокаливают в алюминиевом контейнере на воздухе при в течение ч. После охлаждения продукта прокаливание можно повторить для улучшения его однородности.

Полученный люминесцентный материал представляет собой пирофосфат гафния с кубической кристаллической структурой

о

,216 А), содержапаий небольшое количество двуокиси гафния. Он имеет пик изО

лучения на длине волны 2940 А и эффективность катодолюминесценции .

Известный люминесцентный материал, состояш;ий из пирофосфата циркония, имеет пик излучения на длине волны 3040 А и эффективность (при аналогичных условиях возбуждения и измерения).

Пример 2. Смешивают 1 г-моль двуокиси гафния с 2,2 г-мол. первичного фосфата аммония. Далее повторяют весь процесс аналогично примеру 1.

Продукт представляет собой пирофосфат гафния с кубической кристаллической

о

структурой (а 8,2105 А), содержаш ий примесь двуокиси гафния. Он имеет пик излучения на длине волны 2740 А и эффективность катодолюминесценции :i%.

Пример 6. Смешивают 1 г-моль гпдратированного оксихлорида гафния с 1,8 г-моль первичного фосфата аммония. Далее весь процесс повторяют аналогично примеру 1. Продукт представляет сооои

пирофосфат гафния с кубической кристаллической решеткой (,213 А), содер кашии небольшое количество двуокиси гафппя. Он ооладает катодолюминесцепциеи с

пиком па длине волны 2660 А и эффектпвноетью i,o /oПpимep 4. 10 г норошкообразпого гидратированного оксихлорида гафния иомеп;ают в тефлоновый стакан, в который добавляют концентрированную фосфорную кислоту в количестве, достаточном для смачивания всего порошка. Получепную смесь нагревают при перемешивании в течение 6 ч, затем перепосят в кварцевый сосуд и нагревают на воздухе при в течение

4 ч, при ЬООС - в течение 6 ч и при 1000С - в теченне 4 ч. Продукт охлаждают, измельчают и прокаливают на воздухе при 1200°С в течение 6 ч. Полученный люминесцентный материал

представляет собой чистый пирофосфат гафния стехиометрического состава и с пиком излучения на длине волны 2920 А и эффективностьюкатодолюминесцеиции

-9,6%.

Пример 5. Смесь, содержаш,ую 99,5 моль. % оксихлорида гафния и 0,5 моль. % оксихлорида циркония, помешают в сосуд, добавляют в нее фосфорную

кислоту и повторяют весь процесс аналогично примеру 4. Продукт представляет собой пирофосфат гафния, содержаш,ий 0,5 моль. % циркония, с пиком излучения

О

на длине волны 2910 А и эффективностью катодолюминесценции 11%.

Пример 6. Двуокись кремния вводят в горячую концентрированную серную кнслоту и после завершения реакции к смеси добавляют оксихлорид гафния. Далее весь нроцесс повторяют по примеру 4.

Аналогично получают люминесцентный материал, содержаший добавку германия.

Формула изобретения

1. Люминесцентный материал на основе пирофосфата элемепта IV группы периодической системы элементов, отличаюшийся тем, что, с целью смешения спектрального диапазона излучения в коротковолновую область спектра, он содержнт в качестве элемента IV группы гафний.

2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности излучения, он дополнительно содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состояш,ей из циркония, германия и кремния, при следующем соотношении компонентов, моль. %:

Элемент из rpynniji, состоящей из циркония, германия и кремния0,1-8

Пирофосфат гафнияОстальное

Приоритет по пунктам: 04.02.74 по п. 1;

13.01.75 по п. 2. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 2770749, кл. 313-92, опублик. 1956.