Brevet FR2169122A1 — publié le 19730907

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un matériau luminescent de persistance extrêmement courte qui émet de la lumière jaune quand il est excité par des rayons cathodiques ou de la lumière ultraviolette. Ce lagtériau présente la composition générale Y3-xCexAl5012 (avec x inférieur à 0,2) dans laquelle un mélange de composés d'yttrium, d'aliminium et de cérium, nécessaire pour former les matériaux luminescents présentant la composition souhaitée, est chauffe dans de l'air, de l'oxygène et de l'azote ou dans une atmosphère azote-hydrogene. Ces matériaux luminescents avec une persistance d'environ 10 7 secondes et moins (c'est-à-dire que la valeur maximale de l'intensité émise par le matériau luminescent chute à e au cours de la courte durée) sont nécessaires e pour la fabrication d'écrans à rayons cathodiques qui sont utilisés en particu lier pour des dispositifs de balayages à spot lumineux per exemple pour le balayage à spot lumineux de films ou de diapositives quand ces derniers sont reproduits par les systèmes de télévision. On connaît déjà un procédé de fabrication de ce genre de matériaux luminescents, selon lequel un mélange d'oxydes ou d'hydroxydes d'yttrium, d'aluminium et de cérium, nécessaire pour former les matériaux luminescents ayant la composition souhaitée, est chauffe dans de l'air pendant deux heures à une température comprise entre 1 2500 et 1 3500. Le produit obtenu est meulé et homogénéisé et de nouveau chauffé dans l'air pendant deux heures à une température comprise entre 1 4000 et 1 6000. Après le second chauffage et avant son utilisation, le matérisu luminescent est de nouveau homogénéisé et filtré. La présente invention a pour objet de proposer un procédé de fabrication d'un matériau luminescent du type indiqué ci-dessus qui nécessite une seule opération de recuit avec un temps de recuit plus court et réalise des atérisux luminescents dont l'intensité et la persistance correspondent au moins à l'intensité et à la persistance des matériaux luminescents connus. Selon l'invention, ce procédé de fabrication est caractérisé en ce qu'au moins une partie des composants est un nitrate et en ce que le rElange des quantités nécessaires de composés est chauffe entre 1 4000 et 1 6000. Le procédé selon la présente invention a l'avantage de nécessiter seulement une opération de recuit pour engendrer des matériaux luminescents dont l'intensité et la persistance correspondent au moins à l'intensité et à la persistance des matknaux luminescents connus et de nécessiter un temps de recuit considérablement plus court que selon le procédé connu. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-dessous. Bien entendu la description et le dessin ne sont.donnés qu'a titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure unique du dessin illustre le procédé selon la présente invention. Afin d'expliquer les principes de la présente invention il est tout d'abord traité plusieurs exemples. 1) - Un mélange de 1876 g A1 (N03)3.9 H20 327 g Y203 16.4 g Ce203 est préparé et chauffé dans un creuset en corindon jusqu'à ce qu'aucun gaz nitreux ne s'échappe. Ensuite de l'hydrogène humide (100 1 par heure) traverse le four qui est chauffé jusqu'à 1 4800 selon un gradiant de tempéra- ture de 200C par minute. Cette température est maintenue constante pendant 14 nri. Ensuite la source d'énergie est déconnectée. Aussitôt que la température atteint 8000, l'alimentation en azote est déconnectée également et le four peut se refroidir jusqu'à la température ambiante. 2) - Un nt5lange homogène composé de 938 gAl (NO3)3.9 H20 3 555 g Y (NO3)36 1120 8.2 g Ce203 est chauffe jusqu'à ce qu'aucune vapeur nitreuse ne se forme. Le mélange est ensuite chauffé jusqu'à 1 4800 en une heure. Cette température est maintenue constante pendant 6 mn. Le mélange est ensuite refroidi à la température ambiante. 3) - Un mélange homogène ayant la composition suivante 375.2 g A1 (NO3)3.9 H20 222 gY (NO3)3.6H20 8.7 g Ce (No3)3.6H20 est préparé et chauff'e jusqu'à ce qu'aucune vapeur nitreuse ne s'échappe. Le mélange est ensuite chauffé dans de l'azote humide en une heure jusqu'a 1 4800. Cette température est maintenue constante pendant 12 im. Ensuite le melange est refroidi dans une atmosphère d'azote jusqu'à la température ambiante. 4) - Un mélange composé de 1 876 g A1 (N03)3.9H20 332 g Y203 26 g Ce (NO3)3.6H20 est chauffé dans un creuset en corindon jusqu'à ce qu'aucune vapeur nitreuse ne s'échappe. Le mélange est ensuite chauffé dans une atmosphère comprenant 80% d'azote et 20% d'hydrogène humide åuszu'à 1 500 . Dix minutes après que la tempétature finale ait été atteinte, la source d'énergie est déconnectée et le mélange est refroidi dans l'atmosphère mentionnée ci-dessus. A 8000, l'alimentation en hydrogène est interrompue et le mélange est refroidi dans une atmosphère d'azote pur jusqu'à la température ambiante. Après hêtre refroidis à la température ambiante, les matériaux luminescents ainsi obtenus sont réduits en petites pièces et filtrés. Les matériaux luminescents produits selon les exemples 1, 2 et 3 satisfont la formule Y2.3Ce0.1Al5O12, tandis que le matériau luminescent produit selon l'exemple 4 satisfait la formule Y2.94Ce0.06Al5O12. Les matériaux luminescents produits selon les exemples 1, 2, 3 et 4 ont tous une persistance inférieure a 10-7 seconde. Comte le montre la courbe illustrée sur le dessin ci-joint, la bande d'émission des laatQriaux luminescents,selon la présente invention,demeure dans la bande jaune du spectre de couleur, avec une pointe d'intensité très élevée pour 560 nm. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple e ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un matériau luminescent de persistance extrêmement courte qui émet de la lumière jaune quand il est excité par des rayons ultraviolets ou des rayons cathodiques, et qui comprend un mélange de composés d'yttrium, d' aluminium et de cérium ayant la composition générale Y3-x CexAl5 O12 dans laquelle x est inférieur à 0,2, caractérisé en ce que - l'un des composés comprend un nitrate ; - on chauffe le mélange dans une atmosphère gazeuse choisie parmi le groupe comprenant de l'air, de ltoxygène, de l'azote et de l'azote-hydrogène à une température située dans une gamme comprise entre 1 14000 et 1 6000 ; 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que - le mélange est chauffé lentement dans un creuset jusqu'a ce que,pratiquement, aucun autre gaz nitreux ne soit forgé ; - on applique le chauffage à une température prédéterminée située dans la gamme pendant une durée déterminée ; - on refroidit ensuite le mélange. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mélange est homogène et est chauffe dans une atmosphère gazeuse après qu'aucun autre gaz nitreux ne soit formé.