含铥的磷酸镧作为等离子体或X射线系统中荧光材料的用途技术方案

本发明专利技术涉及基于含有铥的磷酸镧的化合物在等离子体或Ｘ射线系统中作为荧光材料粉的用途。该磷酸盐还可含有钆。以相对于镧的ａｔ％表示的所述化合物中的铥含量为０．１－１０，更具体为０．５－５。本发明专利技术也涉及一种磷酸镧，所述磷酸镧的特征在于其含有铥，而且还在于其由平均尺寸为１－２０μｍ、分散指数小于０．６的粒子组成。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以含有铥的磷酸镧为基础的化合物作为等离子体或X射线系统中的荧光材料的用途。等离子体系统(荧光屏和照明器)构成正在处于发展过程中的新的显示器及发光技术的一部分。一个具体实例是用更轻巧且尺寸更大的纯平荧屏代替目前的电视荧屏，这一代替恰恰可通过使用等离子体显示屏来实现。在等离子体系统中，引入封闭空间的气体由于放电作用会发生离子化。在这一过程中，会发射高能电磁辐射。光子会射向发光材料。同样，在涉及X射线的系统中，光子会激发发光材料。为使效果显著，这种发光材料必须是一种荧光材料，该荧光材料能够在等离子体或X射线的发射范围内进行吸收并且能够在适当的光谱范围内，以尽可能高的剂量进行发射。现在，需要一种能够用于等离子体和X射线系统，发射蓝光的荧光材料。本专利技术的目的就在于提供这样一种荧光材料。为此，根据本专利技术，一种以含铥的磷酸镧为基础的化合物被用来作为等离子体或X射线系统的荧光材料。本专利技术也涉及一种等离子体或X射线系统，其特征在于所述系统包含上述化合物作为荧光材料。本专利技术也包括磷酸镧，其特征在于所述磷酸镧含有铥，并且由分散指数小于0．6，平均尺寸为1－20μm的粒子组成。最后，本专利技术涉及一种具有与磷酸盐的上述给定的相同特征的荧光材料。在下面的描述中，以及从用于说明本专利技术的各种具体但非限制性的实施例中，将会对本专利技术的进一步的特点，细节和优点有更全面的了解。本专利技术以某些磷酸盐在受到等离子体辐射或X射线辐照时具有发光性能这一发现为基础。因此，本专利技术首先涉及上述的化合物作为等离子体系统条件下的荧光材料的用途。就本说明书而言，应该了解的是这意味着使用在离子化之后能够发射波长至少为100－200nm，更尤其为140－200nm，即处于远紫外线范围的辐射光的气体的所有系统。可提及的此类系统有等离子体荧屏和照明器。本专利技术的荧光材料也能够用于使用X射线的系统。就本说明书而言，应该了解的是X射线此处指的是能量为10－100Kev的光子。可提及的X射线系统有成像系统，特别是医疗成像系统。本专利技术的荧光材料是一种包含LaPO4型基体的化合物。这种磷酸盐还含有作为掺杂剂的铥。铥以三价形式存在于所述磷酸盐中。这种磷酸盐受到等离子体或X射线辐照时会发射蓝光。这种磷酸盐可进一步含有作为共掺杂剂的钆。一般地，铥含量以相对于镧的at％(原子百分比)表示，其值为0．1－10，更具体为0．5－5。钆含量以相对于镧的at％表示，其值可在10－40％之间变化。根据本专利技术的一个优选的实施方案，所使用的磷酸镧由分散指数小于0．6，平均尺寸为1－20μm的粒子组成。更具体地，所述粒子的尺寸可以为2－6μm。分散指数可更具体为至多0．5。在本说明书中，采用沉降技术，通过使用一种Sédigraph型粒径分析仪来测量粒子尺寸以及尺寸分布特点。通常利用经超声去团聚处理(5分钟，120瓦)的产物的水分散体来进行这一测量。应了解术语“分散指数”指的是下述比值σ／m=(d84－d16)／2d50式中－d84是一种粒子直径，其中84％的粒子的直径比d84小；－d16是一种粒子直径，其中，16％的粒子直径小于d16；－d50是粒子的平均直径。本专利技术也涉及包含上述荧光材料化合物的等离子体或X射线系统或器件。前面给出的所述荧光材料化合物和磷酸盐的所有特点在此处所述的系统或器件中也适用。因此，这些特点此处将不再重复。本专利技术也涉及所述荧光材料化合物在这些系统或器件的制备过程中的用途。这一用途通过采用周知的技术，如丝网印刷沉积，电泳或沉降来实现。而且，通过尤其适合用作如上所述的一种荧光材料的新产品的方式，本专利技术涉及一种特定的磷酸镧以及所述磷酸镧的制备方法。首先对所述制备方法进行介绍。该方法包括通过使第一种溶液与含有磷酸根离子的第二种溶液在一种受控的pH下反应产生直接沉淀，所述第一种溶液含有可溶稀土盐(镧盐，铥盐，以及，如需要，还包括钆盐)，这些元素以所要求的化学计量比例存在，以获得具有所要求的化学式的产物。将可溶的稀土盐的溶液加入含有磷酸根离子的溶液中。一般地，将所述盐溶液加入所述磷酸根离子溶液这一过程以逐渐且连续不断的方式进行。所述含有磷酸根离子的溶液的初始pH值小于3，并且优选为1－3。然后，控制所述沉淀介质的pH值小于2，并且优选为1－2。如果所述含有磷酸根离子的溶液的初始pH值大于3，则所述稀土盐溶液的加入会导致由该溶液与初始磷酸根离子溶液混合所形成的反应混合物的pH值下降。这样，pH值会降至小于2的水平，而且，一旦达到所要求的pH值，就对此pH值进行控制。应该了解的是，“受控的pH”这一说法指的是通过将碱性化合物或者缓冲溶液添加至所述含有磷酸根离子的溶液中来使所述沉淀介质的pH值保持不变或大体不变的值，与此同时，再向含有磷酸根离子的溶液中加入所述含有可溶稀土盐的溶液。结果，所述介质的pH值在其固定的pH值附近变化程度至多为0．5个pH单位，并且更优选为在所述值附近0．1个pH单位。有利的是，可以通过添加碱性化合物来实现这一pH值控制，在下面的介绍中将对此加以说明。优选在水介质中进行所述沉淀，沉淀温度并不关键，优选介于室温(15－25℃)和100℃之间。当对所述反应混合物进行搅拌时发生这种沉淀。所述第一种溶液中的稀土盐的浓度可以在很宽的范围内变化。因此，稀土的总浓度可为0．01～3摩尔／升。所述合适的稀土盐类特别是那些在水介质中可溶解的稀土盐，例如，硝酸盐、氯化物、乙酸盐和羧酸盐，或者所述这些盐的混合物。根据本专利技术，优选的盐是硝酸盐。用来与稀土盐溶液反应的磷酸根离子可以由纯化合物或者溶于溶液的化合物，例如，磷酸，碱金属的磷酸盐或其它金属元素的磷酸盐提供，其中所述其它金属元素能够与和所述稀土结合的阴离子一起形成可溶性化合物。根据一个优选的实施方案，由于铵阳离子在随后的煅烧过程中会分解，所以，磷酸根离子以磷酸铵形式加入，这样，就有可能获得高纯度的磷酸镧。在各种磷酸铵中，磷酸氢二铵或磷酸二氢铵是实施本专利技术的优选化合物。对所存在的磷酸根离子的量加以控制，以便使两种溶液中PO4／稀土的摩尔比大于1，并且优选为1．05～3。如上所述，所述含有磷酸根离子的溶液初始时，即开始加入稀土盐溶液之前的pH值必须小于3，并且优选为1－3。结果，如上所述，通过向所述反应混合物中加入一种碱，就能够对该混合物的pH进行控制。可以提及的适合的碱性化合物例如有金属的氢氧化物(NaOH，KOH，Ca(OH)2，等)或氢氧化铵，或者任何其它的碱性化合物，当将所述这些化合物添加到所述反应混合物中时，这些化合物中的各种构成物质不能通过与所述混合物中已存在的所述各种物质之一结合来形成沉淀，从而使所述沉淀介质的pH值得以控制。在所述沉淀步骤之后，就直接获得了磷酸盐沉淀，该沉淀可以通过任何已知手段，特别是简单过滤来加以回收。接着，可以比如用水冲洗所回收的产物，以便将任何杂质，特别是吸附的硝酸盐和／或铵基团脱除掉。最后，可以在各种条件下对所回收的产物进行热处理，所述各种条件基本上根据所要求的最终产品的转化程度(晶体相的性质，水合程度，纯度，发光水平等)来选择，下面将对此作更详细介绍。应该指出的是，不管是否进行随后的热处理，根据本专利技术的方法总能获得具有细小且极窄的粒子尺寸分布的产品。这种LaPO4型磷酸盐包本文档来自技高网...

【技术保护点】
以含有铥的磷酸镧为基础的化合物在等离子体或Ｘ射线系统中作为荧光材料的用途。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JJ布拉科尼尔，D休桂宁，C塞恩特雷，
申请(专利权)人：罗狄亚化学公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]