[0001] La présente invention a pour objet un matériau candoluminescent, utilisable en particulier
comme manchon de lampes à gaz, et son procédé de fabrication.
[0002] Depuis les travaux de Auer Von Welsbach, les manchons de lampes à gaz sont constitués
d'un fin tissu combustible imprégné d'un minéral formant, après la première combustion
dans la flamme du gaz, un réseau à l'état solide donnant dans la flamme un intense
phénomène de candoluminescence. Le réseau solide se forme rapidement dès le premier
allumage, et il acquiert sa forme définitive et une texture solide résistant aux chocs
mécaniques et thermiques. Pour obtenir cette résistance, il est préférable que le
réseau solide ait la structure cristalline cubique de type fluorine. Par ailleurs,
pour que le matériau candoluminescent présente une grande brillance dans le visible,
il est nécessaire qu'il émette peu dans l'infrarouge, ce qui lui permet d'atteindre
une température élevée dans la flamme pratiquement incolore du gaz.
[0003] Actuellement, les manchons sont constitués par une résille de tissu imprégnée d'un
mélange de sels qui forment, après la première combustion, un tissu fin et divisé
d'oxyde de thorium contenant un peu d'oxyde de cérium ou d'autres oxydes, par exemple
un oxyde comprenant 99,2% en moles de Th0
2 et 0,8% en moles de CeO
z.
[0004] Cependant, l'utilisation et la réalisation de manchons à base d'oxyde de thorium
présentent certains inconvénients. En effet, le thorium est un élément naturellement
radioactif émetteur alpha qui possède une période de 1 A.1 0
1 années et donne par filiation divers isotopes radioactifs qui sont des émetteurs
alpha, bêta ou gamma, à vie courte, dont un gaz radioactif, le thoron 220, aboutissant
au plomb 208. Ainsi, une tonne de thorium naturel représente environ 1 Ci de
232Th et 1 Ci de
228Th. Or, les quantités de thorium utilisées pour la production de manchons ne sont
pas négligeables puisque, selon les statistiques mondiales, la production de manchons
candoluminescents est de l'ordre de 300 millions/an. Aussi, à raison de 0,3 g de thorium
par manchon, la quantité de thorium mise en jeu est de 100 t/an, ce qui conduit à
une dissémination du thorium.
[0005] En effet, lorsque les manchons se sont brisés, la poudre d'oxyde de thorium impalpable
est disséminée dans l'environnement. Par ailleurs, chez les fournisseurs de manchons,
il se constitue des stocks de plusieurs dizaines de kilogrammes de thorium qui dégagent
du thoron radioactif, ce qui devrait imposer certaines précautions pour la manipulation,
le stockage et le transport de ces manchons. Enfin, étant donné que le thorium peut
être utilisé comme combustible nucléaire dans les réacteurs à neutrons rapides, il
serait préférable de le réserver à cet usage et d'utiliser d'autres matériaux pour
réaliser les manchons de lampes à gaz.
[0006] Dans ce but, divers produits ont été proposés tels que des matériaux à base d'alumine
dopée par d'autres oxydes (voir le brevet FR-A N° 403195) et le brevet DE-C N° 105172
décrit l'utilisation des oxydes de calcium et de strontium ou de calcium et de baryum
en combinaison avec l'oxyde de zirkonium, mais ceux-ci ne donnent pas de résultats
satisfaisants.
[0007] La présente invention a précisément pour objet un matériau candoluminescent utilisable
comme manchon de lampe à gaz qui présente justement l'avantage de ne pas contenir
de thorium et de présenter des propriétés satisfaisantes.
[0008] Selon l'invention, le matériau candoluminescent est constitué par un mélange d'oxydes
finement divisé mis sous la forme d'un réseau analogue à un textile et il se caractérise
en ce qu'il comprend en moles:
- 75 à 90% d'oxyde de zirconium Zr02,
- 10 à 25% d'oxyde de calcium CaO,
- soit 0 à 5% d'oxyde d'aluminium soit 0 à 5% d'oxyde d'aluminium et d'oxyde de magnésium,
- 0 à 1% au total d'un ou plusieurs oxydes choisis dans le groupe comprenant l'oxyde
de fer, l'oxyde de manganèse, l'oxyde de praséodyme et l'oxyde de cérium.
[0009] Grâce à sa composition, ce mélange d'oxydes présente les propriétés indispensables
pour convenir à l'éclairage, c'est-à-dire une forte candoluminescence et une bonne
solidité mécanique dans la flamme et après extinction de celle-ci.
[0010] En effet, les mélanges d'oxydes précités dans les proportions molaires indiquées
sont peu adsorbants dans l'infrarouge lorsqu'ils sont chauffés à l'état divisé dans
une flamme, et ils produisent dans la flamme une intense candoluminescence blanche
dont on peut légèrement modifier la nuance en faisant varier la teneur en oxyde de
fer, en oxyde de praséodyme, en oxyde de manganèse et/ou en oxyde de cérium.
[0011] Par ailleurs, ces mélanges d'oxydes présentent une bonne stabilité aux chocs mécaniques
et thermiques, car ils possèdent la structure cristalline cubique de type fluorine,
qui seule permet une bonne stabilité grâce à sa dilatation isotrope. De même, la stabilité
chimique du mélange d'oxydes cristallisés dans une flamme oxydante est très bonne,
car il est insensible à la carbonatation sous la forme cristalline cubique.
[0012] Ainsi, le matériau candoluminescent de l'invention présente des propriétés équivalentes
à celles de matériaux à base d'oxyde de thorium.
[0013] Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le matériau candoluminescent
comprend uniquement un mélange d'oxyde de zirconium et d'oxyde de calcium, soit 80
à 90% en moles d'oxyde de zirconium et 10 à 20% en moles d'oxyde de calcium.
[0014] Selon un second mode de réalisation de l'invention, le matériau candoluminescent
comprend un mélange d'oxyde de zirconium, d'oxyde de calcium et d'oxyde d'aluminium
et/ou de magnésium, soit 80 à 90% en moles d'oxyde de zirconium, 5 à 20% en moles
d'oxyde de calcium et soit 1 à 5% d'oxyde d'aluminium, soit 1 à 5% en moles d'oxydes
de magnésium et d'aluminium.
[0015] En effet, la présence d'alumine permet d'améliorer la brillance du matériau tout
en conservant de bonnes propriétés mécaniques. A titre d'exemple de composition de
ce type, on peut citer la composition contenant en mole 80% de ZrO
2,16% de CaO et 4% de Al
2O
3.
[0016] Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, le mélange comprend de l'oxyde
de zirconium Zr0
2, de l'oxyde de calcium CaO, de l'oxyde d'aluminium et/ou de magnésium et une faible
addition d'un ou plusieurs oxydes choisis dans le groupe comprenant l'oxyde de fer,
l'oxyde de manganèse, l'oxyde de praséodyme et l'oxyde de cérium.
[0017] Dans ce cas, le mélange d'oxydes comprenant en moles 75 à 90% d'oxyde de zirconium,
5 à 20% d'oxyde de calcium, soit 1 à 5% d'alumine, soit 1 à 5% d'oxyde d'aluminium
et d'oxyde de magnésium et 0,01 à 1 % au total d'un ou plusieurs oxydes choisis dans
le groupe comprenant l'oxyde de fer, l'oxyde de manganèse, l'oxyde de praséodyme et
l'oxyde de cérium.
[0018] A titre d'exemple de composition de ce type, on peut citer la composition 79% ZrO
2,16% CaO, 4% Al
2O
3 et 1% Fe
2O
3.
[0019] Dans ce cas, l'addition d'oxyde de fer ou d'autres oxydes permet d'agrémenter et
d'adapter la couleur de l'éclairage.
[0020] Avec des produits de qualité industrielle (ZrO
z, CaO, Al
2O
3), on obtient une belle lumière blanche sans qu'il soit nécessaire d'ajouter d'autres
composés. Pour des produits de grande pureté, on pourrait, au contraire, être amené
éventuellement à ajouter certains composés pour obtenir une lumière agréable.
[0021] L'invention a également pour objet un procédé de préparation d'un matériau candoluminescent
répondant aux caractéristiques précitées.
[0022] Ce procédé consiste :
- à imprégner un textile combustible d'une solution de sels de zirconium et de calcium,
comprenant éventuellement un sel d'aluminium et/ou de magnésium, et un ou plusieurs
sels choisis dans le groupe comprenant les sels de fer, de manganèse, de praséodyme
et de cérium, la concentration des sels dans la solution d'imprégnation étant telle
qu'elle corresponde à l'obtention d'un mélange d'oxydes ayant la composition molaire
suivante:
― 75 à 90% de ZrO2,
- 10 à 25% de CaO,
― soit 0 à 5% de Al2O3, soit 0 à 5% de Al2O3 et de MgO,
- 0 à 1 % au total d'oxydes de fer, de manganèse, de praséodyme et/ou de cérium;
- à soumettre le textile ainsi imprégné à une combustion en présence d'oxygène pour
éliminer le textile et convertir les sels en oxydes répartis sous la forme d'un réseau
correspondant sensiblement au textile d'origine.
[0023] Selon un premier mode de réalisation de ce procédé, la solution d'imprégnation comprend
seulement des sels de zirconium et de calcium et les teneurs en sels de zirconium
et de calcium de la solution sont telles qu'elles correspondent à l'obtention d'un
mélange d'oxydes ayant la composition molaire suivante:
― 80 à 90% de ZrO2, et
- 10 à 20% de CaO.
[0024] Dans ce cas, les teneurs ni en atomes de zirconium et n
2 en atomes de calcium de la solution sont telles que le rapport

soit de 8/10 à 9/10 et que le rapport

soit de 1 /10 à 2/10.
[0025] Selon un deuxième mode de réalisation du procédé, la solution d'imprégnation comprend
des sels de zirconium, de calcium et d'aluminium et/ou de magnésium, et les teneurs
respectives en sels de zirconium, de calcium, d'aluminium et de magnésium de la solution
sont telles qu'elles correspondent à l'obtention d'un mélange d'oxydes ayant la composition
molaire suivante:
― 80 à 90% de ZrO2,
- 5 à 20% de CaO, et
― soit 1 à 5% de Al2O3, soit 1 à 5% de Al2O3 et de MgO.
[0026] Dans ce cas, les teneurs ni en atomes de zirconium, n
z en atomes de calcium et n
3 en atomes d'aluminium de la solution sont telles que le rapport

soit de 8/10 à 9/10, le

rapport soit de 5/100 à 2/10 et le rapport

soit de 1/100 à 5/100. L'addition d'un sel d'aluminium a pour effet secondaire d'assouplir
le textile imprégné, sans doute parce que ses sels sont très hygroscopiques.
[0027] Selon un troisième mode de réalisation du procédé de l'invention, la solution comprend
des sels de zirconium, de calcium, d'aluminium et/ou de magnésium, et un ou plusieurs
sels choisis dans le groupe comprenant les sels de fer, de manganèse, de praséodyme
et de cérium, et les teneurs respectives en sels de zirconium, de calcium, d'aluminium,
de magnésium et de fer, de manganèse, de praséodyme et/ou de cérium de la solution
sont telles qu'elles correspondent à l'obtention d'un mélange d'oxydes ayant la composition
molaire suivante:
- 75 à 90% de Zr02,
- 5 à 20% de CaO,
― soit 1 à 5% de Al2O3, soit 1 à 5% de Al2O3 et de MgO,
- 0,01 à 1% au total d'oxydes de fer, de praséodyme, de manganèse et/ou de cérium.
[0028] Lorsque le matériau candoluminescent est destiné à la réalisation d'un manchon de
lampe à gaz, la combustion du textile est réalisée dans la flamme de la lampe à gaz
lors de la première utilisation du manchon.
[0029] Lors de cette combustion, les anions des sels sont progressivement éliminés et les
métaux s'organisent à l'état d'oxydes, selon une texture cristalline cubique de type
fluorine, en reproduisant approximativement la forme qu'avaient prise les fibres du
tissu vers la fin de leur combustion.
[0030] Le textile combustible utilisé peut être un textile à base de coton, de rayonne,
d'acétate ou d'autres fibres naturelles ou synthétiques tels que ceux qui sont généralement
utilisés pour la réalisation des manchons candoluminescents.
[0031] Le textile peut avoir la forme d'une toile, d'une gaze, d'un tulle, d'un voile, etc.
Les meilleurs résultats sont obtenus avec des tissus très aérés, car les textiles
brûlent généralement avec un important retrait. Aussi, un tissu très aéré convient
mieux qu'une toile, car la mise en place de la structure minérale se fait plus facilement
et le manchon se révèle plus résistant. Par ailleurs, il est préférable que les fils
de tissage du tissu soient constitués de faisceaux de fils extrêmement fins plutôt
que de brins assez gros. En effet, après conversion en filaments d'oxyde, les fils
extrêmement fins sont globalement moins bons conducteurs thermiquement et perdent
moins d'énergie par conduction.
[0032] Les solutions utilisées pour l'imprégnation peuvent être des solutions aqueuses ou
des solutions organiques, par exemple des solutions alcooliques. De même, les sels
utilisés peuvent être des sels provenant d'un acide minéral ou organique ou encore
des alcoolates. De préférence, on utilise des solutions aqueuses, car on a constaté
que la tenue mécanique des manchons obtenus était meilleure dans ce cas. Cela provient
sans doute du fait que l'on obtient une meilleure imprégnation du tissu cellulosique
avec ces solutions, car les tissus de cellulose n'ont pas une grande affinité pour
les produits organiques.
[0033] De ce fait, on n'obtient pas une bonne homogénéité d'imprégnation et la tenue mécanique
du manchon obtenu après combustion du textile est moins bonne.
[0034] De même, il est préférable d'utiliser comme sels de zirconium, de calcium, d'aluminium,
de magnésium, de fer, de praséodyme, de manganèse et de cérium, des sels d'acides
minéraux pour obtenir une homogénéité d'imprégnation et une conversion facile en oxydes.
[0035] Bien que différents sels d'acides minéraux puissent être utilisés, on emploie de
préférence des nitrates, car ils ont l'avantage de se décomposer sans problème en
oxydes et de convenir à la préparation de solutions ayant des concentrations suffisantes
en sel.
[0036] En effet, bien que les textiles à base de cellulose fixent une quantité importante
de solution, il est nécessaire d'avoir une concentration en sel importante pour que
le manchon comporte, après combustion du textile, une quantité suffisante d'oxyde
résiduel et constitue ainsi un édifice solide. Enfin, pour l'imprégnation, il est
préférable d'utiliser des solutions fraîchement préparées, car les solutions évoluent
rapidement et, au bout de quelques semaines, on constate qu'elles sont à la fois hydrolysées
et carbonatées, ce qui modifie les conditions d'imprégnation et de combustion du manchon.
[0037] Selon l'invention, on peut aussi ajouter différents adjuvants à la solution, notamment
pour améliorer la mouillabilité du tissu, la souplesse ou la conservation de celui-ci,
comme cela est généralement réalisé pour la fabrication de manchons en oxyde de thorium.
[0038] Lorsque le procédé de l'invention est utilisé pour la préparation de manchons de
lampes à gaz, les manchons imprégnés sont soumis à un séchage, puis conservés à l'état
sec, comme dans le cas des manchons à base d'oxyde de thorium.
[0039] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture
des exemples suivants de réalisation de manchons selon l'invention, donnés bien entendu
à titre illustratif et non limitatif.
[0040] Ces exemples se rapportent à la préparation de manchons candoluminescents pour lampes
à gaz, telles que les lampes utilisées par les campeurs et vendues par la Société
d'application des gaz.
[0041] Dans ces exemples, on a utilisé comme textile combustible du voile de moustiquaire
sous forme de manchons de 5 cm de haut. Pour cela, on a confectionné, dans du voile
de moustiquaire, de petits manchons pourvus d'un fil d'amiante à chaque extrémité
permettant leur fixation sur la lampe. Ces manchons de textile ont été soumis ensuite
à une imprégnation au moyen de différentes solutions et l'on a réalisé cette imprégnation
en plongeant le textile dans la solution, en l'essorant ensuite à l'aide d'un petit
rouleau de peintre sur une plaque vitrée et en le laissant sécher sur cette même plaque
à la température ambiante pendant 1 h.
[0042] Pour la préparation des différentes solutions de sels, on a utilisé dans la plupart
des exemples des solutions molaires de nitrate de thorium, de nitrate de zirconium,
de nitrate de calcium, de nitrate de magnésium et des solutions molaires de nitrate
d'aluminium et de nitrate de fer, c'est-à-dire des solutions aqueuses comportant chacune,
pour 1 kg de solution:
― 552 g de Th(NO3)4,4H2O;
- 429 g de Zr(N03)4,5Hz0;
- 236 g de Ca(N03)2,4H20;
― 256 g de Mg(NO3)2,6H2O;
- 375 g de AI(N03)3,9H20;
― 404 g de Fe(NO3)3,9H2O.
[0043] Les autres éléments d'addition (Fe-Mn-Pr-Ce) sont aussi sous forme de nitrates.
[0044] En effet, l'emploi de telles solutions permet d'obtenir facilement par pesée les
teneurs en sels voulues pour la solution d'imprégnation, car il suffit de mélanger
ces solutions en proportions pondérales correspondant aux proportions molaires d'oxydes
que l'on veut obtenir.
[0045] A titre de comparaison, on a également utilisé dans les exemples une solution de
nitrate de magnésium pour fabriquer des manchons à base d'oxyde de zirconium dopé
à la magnésie, et une solution de nitrate de thorium pour fabriquer des manchons à
base d'oxyde de thorium.
[0046] Par ailleurs, on a utilisé dans deux exemples une solution de butylate de zirconium
que l'on a mélangées à une solution alcoolique de nitrate de calcium, en présence
ou non d'un plastifiant.
[0047] La composition des différentes solutions utilisées dans les exemples est donnée dans
le tableau.
[0048] Après avoir disposé le textile imprégné et séché sur le support de la lampe, on le
soumet à une première combustion dans la flamme de la lampe pour transformer le tissu
imprégné en un réseau d'oxyde mixte de texture cristalline cubique, de type fluorine.
[0049] On vérifie ensuite les propriétés du manchon obtenu en ce qui concerne la brillance
du matériau candoluminescent et la tenue mécanique du manchon.
[0050] Pour déterminer la brillance du matériau candoluminescent, on utilise un pyromètre
optique à disparition de filaments et on effectue le pointé sur la surface du manchon
pour déterminer sa température de brillance en l'observant au travers d'un verre dépoli
tel que ceux qui sont habituellement installés sur les lampes de campeurs. Ainsi,
on détermine la température de brillance du manchon avec un décalage d'environ 100°C.
[0051] Les résultats obtenus sont donnés dans le tableau, où les valeurs indiquées représentent
la moyenne de 5 mesures faites dans chaque exemple pour chaque type de manchon. Après
combustion, le poids moyen des manchons est de 2 g environ et celui des cendres de
0,4 à 0,5 g.
[0052] Au vu des résultats du tableau, on constate que le meilleur manchon est obtenu à
partir du mélange ayant la composition molaire 80% de ZrOs, 16% de CaO et 4% de Al
2O
3, car sa température de brillance est comparable à celle des manchons d'oxyde de thorium.
La présence d'environ 1% d'oxyde ferrique qui avait été envisagée pour agrémenter
la couleur de l'éclairage provoque un retard à l'allumage et teinte très fortement
la flamme en rose. Aussi, on suppose que la forte quantité de chaux (16%) suffit à
colorer la flamme un peu trop blanche de la zircone dopée à l'alumine. Par ailleurs,
les impuretés présentes habituellement dans les matériaux industriels renferment sans
doute assez de fer pour teinter légèrement la flamme.
[0053] En ce qui concerne la tenue mécanique des manchons, c'est-à-dire leur résistance
à la première combustion et à plusieurs allumages (environ une dizaine), les résultats
obtenus sont également indiqués dans le tableau.
[0054] Au vu de ces résultats, on constate qu'au point de vue mécanique, la chaux reste
le meilleur stabilisant de la zircone cubique, en particulier par rapport à la magnésie,
puisque les manchons contenant de la zircone et de la magnésie sont détruits avant
la mesure et que les manchons à base de zircone contenant simultanément de la chaux
et de la magnésie ne résistent pas à plusieurs allumages (voir exemples 6 à 8). Ainsi,
les oxydes à base de magnésie donnent un réseau qui se détruit rapidement au cours
des allumages répétés.
[0055] En revanche, la chaux est inférieure à la magnésie au point de vue brillance, car
elle abaisse la température de brillance de la zircone comme on peut le voir en comparant
les résultats obtenus dans les exemples 2, 3 et 6. Cependant, on peut compenser ce
défaut en ajoutant de l'alumine au mélange.
[0056] Ainsi, le manchon le plus satisfaisant est celui comprenant 80% de moles de Zr0
2, 16% de moles de CaO et 4% de moles de Al
2O
3.
[0057] A titre de comparaison, on a donné dans le tableau les résultats obtenus avec un
manchon du commerce. On voit que, dans ce cas, la température de brillance est élevée
et que la tenue mécanique est bonne.

1. Matériau candoluminescent constitué par un mélange d'oxydes finement divisé mis
sous la forme d'un réseau analogue à un textile, caractérisé en ce que ledit mélange
d'oxydes comprend en moles:
- 75 à 90% d'oxyde de zirconium, Zr02,
- 10 à 25% d'oxyde de calcium, CaO,
- soit 0 à 5% d'oxyde d'aluminium, soit 0 à 5% d'oxyde d'aluminium et d'oxyde de magnésium,
- 0 à 1% au total d'un ou de plusieurs oxydes choisis dans le groupe comprenant l'oxyde
de fer, l'oxyde de manganèse, l'oxyde de praséodyme et l'oxyde de cérium.
2. Matériau candoluminescent selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend
en moles:
- 80 à 90% de Zr02, et
- 10 à 20% de CaO.
3. Matériau candoluminescent selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend
en moles:
- 80 à 90% de Zr02,
- 5 à 20% de CaO, et
― soit 1 à 5% de Al2O3, soit 1 à 5% de Al2O3 et de MgO.
4. Matériau candoluminescent selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend
en moles:
- 75 à 90% de Zr02,
- 5 à 20% de CaO,
― soit 1 à 5% de Al2O3, soit 1 à 5% de Al2O3 et de MgO, choisis dans le groupe comprenant les oxydes de fer, de praséodyme, de
manganèse et de cérium.
5. Procédé de préparation d'un matériau candoluminescent, caractérisé en ce qu'il
consiste:
- à imprégner un textile combustible d'une solution de sels de zirconium et de calcium,
comprenant éventuellement des sels choisis dans le groupe de l'aluminium et du magnésium,
et un ou plusieurs sels choisis dans le groupe comprenant les sels de fer, de manganèse,
de praséodyme et de cérium, la concentration des sels dans la solution d'imprégnation
étant telle qu'elle corresponde à l'obtention d'un mélange d'oxydes ayant la composition
molaire suivante:
- 75 à 90% de Zr02,
- 10 à 25% de CaO,
― soit 0 à 5% de Al2O3, soit 0 à 5% de Al2O3 et de MgO,
- 0 à 1 % au total d'oxydes de fer, de manganèse, de praséodyme et/ou de cérium,
- à soumettre le textile ainsi imprégné à une combustion en présence d'oxygène pour
éliminer le textile et convertir les sels en oxydes répartis sous la forme d'un réseau
correspondant sensiblement au textile d'origine.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la solution d'imprégnation
comprend des sels de zirconium et de calcium et en ce que les teneurs en sels de zirconium
et de calcium de la solution sont telles qu'elles correspondent à l'obtention d'un
mélange d'oxydes ayant la composition molaire suivante:
― 80 à 90% de ZrO2, et
― 10 à 20% de CaO.
7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la solution d'imprégnation
comprend des sels de zirconium, de calcium et des sels choisis dans le groupe d'aluminium
et de magnésium et en ce que les teneurs respectives en sels de zirconium, de calcium,
d'aluminium et de magnésium de la solution sont telles qu'elles correspondent à l'obtention
d'un mélange ayant la composition molaire suivante:
- 80 à 90% de Zr02,
- 5 à 20% de CaO, et
― soit 1 à 5% de Al2O3, soit 1 à 5% de Al2O3 et de MgO.
8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la solution comprend des
sels de zirconium, de calcium, d'aluminium et/ou de magnésium et d'un ou de plusieurs
sels choisis dans le groupe comprenant les sels de fer, de manganèse, de praséodyme
et de cérium, et en ce que lesteneurs respectives en sels de zirconium, de calcium,
d'aluminium, de magnésium et de fer, de manganèse, de praséodyme et/ou de cérium de
la solution sont telles qu'elles correspondent à l'obtention d'un mélange d'oxydes
ayant la composition molaire suivante:
― 75 à 90% de ZrO2,
- 5 à 20% de CaO,
― soit 1 à 5% de Al2O3, soit 1 à 5% de Al2O3 et de MgO,
- 0,01 à 1 % au total d'oxydes de fer, de manganèse, de praséodyme et/ou de cérium.
9. Lampe à gaz, caractérisée en ce qu'elle comprend un manchon candoluminescent réalisé
en matériau selon l'une des revendications 1 à 4.
1. Candolumineszierendes Material, umfassend eine Mischung fein verteilter Oxyde,
die in die Form eines Netzes analog einem Textil gebracht sind, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oxydmischung umfasst in Molen:
- 75 bis 90% Zirkonoxyd, Zr02,
- 10 bis 25% Calciumoxyd, CaO,
- entweder 0 bis 5% Aluminiumoxyd oder 0 bis 5% Aluminiumoxyd und Magnesiumoxyd, und
- 0 bis 1 % insgesamt von einem oder mehreren Oxyden, das bzw. die aus der Eisen-,
Mangan-, Praseodym- und Ceroxyd umfassenden Gruppe ausgewählt ist bzw. sind.
2. Candolumineszierendes Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es
umfasst in Molen:
- 80 bis 90% Zr02, und
- 10 bis 20% CaO.
3. Candolumineszierendes Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es
umfasst in Molen:
- 80 bis 90% Zr02,
- 5 bis 20% CaO, und
― entweder 1 bis 5% Al2O3 oder 1 bis 5% Al2O3 und MgO.
4. Candolumineszierendes Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es
umfasst in Molen:
- 75 bis 90% Zr02,
- 5 bis 20% CaO,
― entweder 1 bis 5% Al2O3 oder 1 bis 5% Al2O3 und MgO, und
- 0,01 bis 1 % insgesamt von einem oder mehreren Oxyden, das bzw. die aus der die
Oxyde des Eisens, des Praseodyms, des Mangans und des Cers umfassenden Gruppe ausgewählt
ist bzw. sind.
5. Verfahren zum Herstellen eines candolumineszierenden Materials, dadurch gekennzeichnet,
dass es darin besteht, dass
- ein brennbares Textil mit einer Lösung von Zirkonium- und Calciumsalzen imprägniert
wird, die ggf. Salze, die aus der Aluminium und Magnesium umfassenden Gruppe ausgewählt
sind, und ein oder mehrere Salze aufweist, das bzw. die aus der Gruppe ausgewählt
ist bzw. sind, welche Salze des Eisens, des Mangans, des Praseodyms und des Cers enthält,
wobei der Salzgehalt in der Imprägnierungslösung derart ist, dass mit diesem eine
Oxydmischung erhalten wird, welche die folgende molare Zusammensetzung aufweist:
- 75 bis 90% Zr02,
- 10 bis 25% CaO,
― entweder 0 bis 5% Al2O3 oder 0 bis 5% Al2O3 und MgO, und
- 0 bis 1 % insgesamt der Oxyde des Eisens, des Mangans, des Praseodyms und/oder des
Cers,
- das derart imprägnierte Textil einer Verbrennung in Gegenwart von Sauerstoff ausgesetzt
wird, um das Textil zu entfernen und die in der Form eines Netzes, welches im wesentlichen
dem ursprünglichen Textil entspricht, verteilten Salze in Oxyde umzuwandeln.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierungslösung
Zirkon- und Calciumsalze enthält und dass der Gehalt der Lösung an Zirkon- und Calciumsalzen
derart ist, dass bei diesem eine Oxydmischung erhalten wird, welche die folgende molare
Zusammensetzung aufweist:
- 80 bis 90% Zr02, und
- 10 bis 20% CaO.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierungslösung
Salze des Zirkons und des Calciums und aus der Gruppe von Aluminium und Magnesium
ausgewählte Salze enthält und dass der jeweilige Gehalt an Salzen des Zirkons, des
Calciums, des Aluminiums und des Magnesiums in der Lösung derart ist, dass bei diesem
eine Mischung erhalten wird, welche die folgende molare Zusammensetzung aufweist:
- 80 bis 90% Zr02,
- 5 bis 20% CaO, und
― entweder 1 bis 5% Al2O3 oder 1 bis 5% AI203 und MgO.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung Salze des Zirkons,
des Calciums, des Aluminiums und/oder des Magnesiums und eines oder mehrere Salze
enthält, das bzw. die aus der die Salze des Eisens, des Mangans, des Praseodyms und
des Cers umfassenden Gruppe ausgewählt ist bzw. sind, und dass der entsprechende Gehalt
an Salzen des Zirkons, des Calciums, des Aluminiums, des Magnesiums und des Eisens,
des Mangans, des Praseodyms und/ oder des Cers in der Lösung derart ist, dass bei
diesem eine Oxydmischung erhalten wird, welche die folgende molare Zusammensetzung
aufweist:
- 75 bis 90% Zr02,
- 5 bis 20% CaO,
― entweder 1 bis 5% AI203 oder 1 bis 5% Al2O3 und MgO, und
- 0,01 bis 1 % insgesamt der Oxyde des Eisens, des Mangans, des Praseodyms und/oder
des Cers.
9. Gaslampe, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Glühstrumpf aufweist, der aus
einem Material nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 besteht.
1. Incandescent material comprising a mixture of finely divided oxides in the form
of a textile-like system, characterized in that mixture of oxides comprises, in moles:
- 75 to 90% of zirconium oxide, Zr02,
- 10 to 25% of calcium oxide, CaO,
- either 0 to 5% of aluminium oxide, or 0 to 5% of aluminium oxide and magnesium oxide,
and
- 0 to 1 % in total of one or more oxides selected from the group comprising iron
oxide, manganese oxide, praseodymium oxide and cerium oxide.
2. Incandescent material according to Claim 1, characterized in that it comprises,
in moles:
- 80 to 90% of ZrOz, and
- 10 to 20% of CaO.
3. Incandescent material according to Claim 1, characterized in that it comprises,
in moles:
- 80 to 90% of Zr02,
- 5 to 20% of CaO, and
― either 1 to 5% of Al2O3, or 1 to 5% of Al2O3 and MgO.
4. Incandescent material according to Claim 1, characterized in that it comprises,
in moles:
― 75 to 90°/ of ZrO2,
- 5 to 20% of CaO,
― either 1 to 5% of Al2O3, or 1 to 5% of Al2O3 and MgO, and
- 0.01 to 1% in total of one or more oxides selected from the group comprising the
oxides of iron, praseodymium, manganese and cerium.
5. A process for the preparation of an incandescent material, characterized in that
it comprises:
- impregnating a combustible textile with a solution of salts of zirconium and calcium,
comprising optionally salts selected from the group comprising salts of aluminium
and magnesium, and one or more salts selected from the group comprising the salts
of iron, manganese, praseodymium and cerium, the concentration of salts in the impregnating
solution being such that they provide a mixture of oxides having the following molar
composition:
― 75 to 90% of ZrO2,
- 10 to 25% of CaO,
― either 0 to 5% of Al2O3, or 0 to 5% of Al2O3 and MgO, and
- 0 to 1 % in total of oxides of iron, manganese, praseodymium and/or cerium,
- subjecting the thus impregnated textile to combustion in the presence of oxygen
to eliminate the textile and convert the salts into oxides distributed in the form
of a system corresponding substantially to the original textile.
6. A process according to Claim 5, characterized in that the impregnating solution
comprises salts of zirconium and calcium, and in that the contents of zirconium and
calcium salts in the solution are such that they correspond to a mixture of oxides
having the following molar composition:
- 80 to 90% of Zr02, and
― 10 to 20% of CaO.
7. A process according to Claim 5, characterized in thatthe impregnating solution
comprises salts of zirconium, calcium and salts chosen from the group comprising aluminium
and magnesium, and in that the respective contents of salts of zirconium, calcium,
aluminium and magnesium in the solution are such that they correspond to a mixture
having the following molar composition:
- 80 to 90% of ZrOz,
- 5 to 20% of CaO, and
― either 1 to 5% of Al2O3, or 1 to 5% of Al2O3 and MgO.
8. A process according to Claim 5, characterized in that the solution comprises salts
of zirconium, calcium, aluminium and/or magnesium, and one or more salts selected
from the group comprising salts of iron, manganese, praseodymium and cerium, and in
that the respective contents of salts of zirconium, calcium, aluminium, magnesium,
and iron, manganese, praseodymium and/or cerium in the solution are such that they
correspond to a mixture of oxides having the following molar composition:
- 75 to 90% of Zr02,
- 5 to 20% of CaO,
― either 1 to 5% of Al2Oa, or 1 to 5% of Al2O3 and MgO, and
- 0.01 to 1% in total of oxides of iron, manganese, praseodymium and/or cerium.
9. Gas lamp, characterized in that it comprises an incandescent mantle formed from
a material according to any of Claims 1 to 4.