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Elektrische Glühlampe.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Glühlampen, in erster Reihe auf mit bei hoher Temperatur schmelzenden Metallen, z. B. Wolfram, hergestelltem Glühkörper versehene gasgefüllte und Vakuumlampen. Bekanntlich überzieht sich während des Brennens die innere Ballonfläche dieser Lampen mit
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aus zwei Gründen : einerseits durch die Einwirkung chemisch wirksamer Restgas, z. B. Wasserdampf.
Kohlendioxyd auf den Glühkörper, anderseits durch Verdampfen des Glühfadenmaterials. Eine jede Ballonschwärzung ist von schädlicher Wirkung, weil durch dieselben ein Teil des Lichtes absorbiert wird. Besonders schädlich sind die durch die Restgas verursachten Prozesse, denn abgesehen davon, dass sie eine Schwärzung verursachen, verbrauchen dieselben überdies das Glühfadenmaterial weit über das Verdampfen, wodurch die Lebensdauer der Lampe entschieden vermindert wird.
Zur Verminderung der Schwärzung und zur Vermeidung der Einwirkung der Restgase, in erster Reihe des Wasserdampfes, sind schon mehrere Verfahren bekannt, bei welchen die erwünschte Wirkung durch gewisse, in die Lampe gebrachte sogenannte Getterstoffe erreicht wird. Bei der einen Gruppe der bekannten Gettermaterialien (POg, BaO, PO. BaNg, BPOJ oder bei den während des Brennens der Lampe gebildeten Zersetzungsprodukten derselben ist die schwärzungsvermindernde Wirkung in erster Reihe der wasserentziehenden Eigenschaft dieser Stoffe zuzuschreiben.
Erfahrungsgemäss ist Wasserdampf das aus der Lampe am schwierigsten entfernbare Restgas, denn aus den Bestandteilen, hauptsächlich aus den Glasteilen der Lampe, kann während des Brennens, trotz einer sorgfältigen Vorbereitung anhaltend Wasserdampf in schädlicher Menge frei werden. Schon ganz kleine Spuren des Wasserdampfes verwandeln aber einen Teil des Glühkörpers, z. B. des Wolframglühfadens, bei hoher Temperatur in einen sich mit dunkler Farbe auf den Ballon niederschlagenden Beschlag. Infolge dieser, die Schwärzung verursachenden Wirkung wird aus dem Wasserdampf Wasserstoff frei, welcher an der Oberfläche des hocherhitzten Wolframglühfadens teilweise in atomaren Wasserstoff zerfällt. Der atomare Wasserstoff reduziert bei der Temperatur der brennenden Lampe einige leicht reduzierbare Oxyde, z. B.
Bleioxyd, welches in den Bestandteilen des Bleiglases enthalten ist, weiters die Oxydverunreinigungen der metallischen Bestandteile, ferner die unter Einwirkung des Wasserdampfes entstandenen Wolframoxyde usw. Der bei der Reduktion wieder entstehende Wasserdampf verursacht dann wieder eine Schwärzung also eine zerstörende Wirkung, auf den Wolframglühfaden. Es ist deshalb leicht verständlich, dass jene Getterstoffe, welche wasserentziehende Eigenschaften besitzen, zur Vermeidung dieses sich ständig wiederholenden Prozesses ausserordentlich geeignet sind.
Als Getterstoffe mit wasserentziehenden Eigenschaften wurden bisher ausnahmslos Verbindungen verwendet, deren Siedepunkte in der Regel beträchtlich über 10000 C, in jedem Fall aber über 400 C liegen. Es wurde nun gefunden, dass die sehwärzungsverhindernde Wirkung viel weitgehender zu erreichen ist, wenn man statt der gekennzeichneten Getterstoffe leicht flüchtige oder gasförmige Wasserentziehungs- mittel anwendet, in erster Reihe solche, deren Siedepunkte durchwegs unter 3500 C liegen. Gemäss der Erfindung verwendet man z.
B. vorteilhaft leicht flüchtige oder gasförmige, wasserentziehende Halogen- verbindungen, hauptsächlich Chloride und Fluoride, besonders Siliziumtetrafluorid (SiF4) -Gas, u. zw. allein oder zusammen mit andern, den Gegenstand dieser Eifindung bildenden oder bereits bekannten andern Getterstoffen. Ausser dem Siliziumtetrafluorid sind noch andere gasförmige, leicht flüchtige,
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Gemäss der Erfindung sind zum Zwecke der Verminderung, respektive Vermeidung der Schwärzung die Getterstoffe mit den erwähnten Eigenschaften sowohl bei gasgefüllten, als auch bei Vakuumlampen erfolgreich zu verwenden.
Die vorteilhafte Wirkung der in Rede stehenden Gettermaterialien, welche durch diese in gasgefüllten Lampen erreicht werden kann, lässt sich mit grosser Wahrscheinlichkeit dadurch erklären, dass infolge der Gasströmung, welche in gasgefüllten Lampen während des Brennens auftritt, der leicht flüchtige oder gasförmige Getterstoff in der ganzen Lampe überall und ständig in einer entsprechenden Konzentration vorhanden sein kann, was bei der Verwendung von schwer flüchtigen, wasserentziehenden Getterstoffen nicht in ausreichendem Masse der Fall ist.
Die vorteilhafte Wirkung hingegen, welche die gasförmigen Getterstoffe bei Vakuumlampen zeigen, dürfte dadurch zu erklären sein, dass das in die
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entziehungsmittel, durch die bei der ersten Einschaltung dieser Lampen auftretende Gasreaktion"clean up"-Prozess genannt, gleichmässig auf die ganze innere Fläche verteilt gebunden wird, wodurch die Wasserabgabe der Ballonoberfläche aufgehoben wird. Bei der Verwendung von schwer flüchtigen Getterstoffen ist die Erreichung einer ebenso wirksamen und vollständigen Wasserdampfbindung durch den"elean up"-Prozess selbstverständlich viel unsicherer.
Die in Rede stehenden Getterstoffe sind verschiedenartig mit Erfolg verwendbar. Beispielsweise seien die folgenden Verdampfungsarten erwähnt :
Es ist z. B. zweckmässig, die Getterstoffe der erwähnten Eigenschaften in solcher Weise in die Lampe einzubringen, dass'der Ballon während der üblichen Behandlung mit einem oder mehreren, leicht
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ist hauptsächlich geeignet zum Beschicken von Vakuumlampen mit Getterstoffen der erwähnten Eigenschaft ; auf diese Weise bleibt nämlich die notwendige Menge des Getters als Restgas in der Lampe, um seine Wirkung dann in derartigen Lampe auszuüben.
Bei gasgefüllten Lampen können diese Getterstoffe in der erwünschten Menge mit dem Füllgase gemengt in die Lampe eingeführt werden, u. zw. entweder auf die Weise, dass sich das Füllgas mit dem leichtflüchtigen oder gasförmigen Getterstoff in der Lampe selbst vermengt oder dass dieselben schon in vorher vermengtem Zustande hineingelangen.
Erfahrungsgemäss ist es besonders vorteilhaft, die leicht flüchtigen oder gasförmigen Getterstoffe in der fertigen Lampe selbst herzustellen oder zu entwickeln, z. B. in der Weise, dass bei der Herstellung der Lampe ein oder mehrere weniger flüchtige Stoffe, welche leichter zu behandeln sind als die sehr hygroskopischen, in die Lampe gebracht werden. In der Lampe können dann diese, zweckmässig nach deren Einschmelzen, durch eine nachträgliche Behandlung, z. B. durch Erhitzen erfolgte Aufeinanderwirkung oder Zersetzung, die erwähnten Getterstoffe, z. B. Gase erzeugen.
So können unter anderem alle solche Reaktionsgemische erfolgreich verwendet werden, welche
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dampfbeseitigende Getterstoffe erzeugen.
Ein solches Reaktionsgemenge stellt z. B. das Gemenge von CaF2 und AsOg dar, aus welchem durch die Wärmewirkung des glühenden Fadens leichtflüchtiges AsFg entsteht.
Gemäss dieser Erfindung kann man als Gettermaterialien ausser den bereits erwähnten zur Verminderung oder Beseitigung der Ballonschwärzung besonders erfolgreich mehrfache chemische Verbindungen, z. B. Doppelsalze oder Komplexe Salze anwenden, deren einzelne Glieder aus den bereits erwähnten, gasförmigen, wasserentziehenden, leichtflüchtigen Verbindungen bestehen, besonders dann, wenn diese Komplexen Verbindungen, feste Körper sind, aus denen leicht flüchtige oder gasförmige Bestandteile-wenigstens teilweise-entwickelt werden können. Von derartigen Verbindungen sollen z. B. die Salze des H2SnCIG genannt werden, von diesen das besonders geeignete Salz K2SnCIG, welches beim Erhitzen teils in KCI und in das wasserentziehende SnCl4 zerfällt.
Gleichfalls können besonders gute Erfolge mit den Salzen des H2SiF6, in erster Reihe mit den Erdalkalimetall-und Alkalimetallsalzen derselben erzielt werden ; hauptsächlich mit dem Kaliumsalz K2SiF6, welches beim Erhitzen in KF und in das wasserentziehende SiF zerfällt.
Ausser dieser besonders kräftigen sehwärzungsmindernden respektive vermeidenden Wirkung der Salze des H2SnCl6 und H2SiF6, die dadurch erklärt werden kann, dass die Zersetzungsprodukte diesel Verbindungen eine energische Wirkung auf die Restgas, in erster Reihe auf den Wasserdampf, ausüben, stammt dieselbe noch von einer weiteren Eigenschaft dieser Salze, u. zw. wahrscheinlich von der den Beschlag entfärbenden Getterwirkung dieser Verbindungen. Zur Erklärung derselben sei folgendes erwähnt.
Es waren schon längst Getterstoffe bekannt, welche nicht ausgesprochen wasserentziehend sind, z. B.
NaCl, CaF2, NaaAlF6 ; und demgemäss vermindern sie nicht in erster Reihe die durch den Wasserdampf verursachte Schwärzung der Lampe, sondern sie binden, auf die Innenfläche des Ballons gelangt, den vom Wolframglühkörper verdampfenden und auf den Ballon sich niederschlagenden Beschlag in einer Form, als deren Folge der Ballon weniger Licht der brennenden Lampe absorbiert, als er unter ähnlichen Umständen absorbieren würde,. wenn er mit diesem Getterstoff ursprünglich nicht versehen worden wäre.
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derselben ausser der wasserentziehenden Wirkung auch eine energische entfärbende Getterwirkung aus, welche unter anderem auch dadurch zum Ausdrucke gelangt, dass dieselben nicht nur die Bildung des dunklen Beschlages vermindern, sondern auch die schwarzmetallische Farbe der durch das natürliche Verdampfen des Glühfadens entstehenden Schwärzung entfärben.
Es wurde festgestellt, dass sowohl bei Vakuum als auch bei gasgefüllten Lampen zur Verminderung respektive zur Vermeidung der durch die Retgase und das Verdampfen verursachte Schwärzung mit besonders gutem Erfolg die Salze des HSIF", in erster Reihe das Kaliumsalz K2SiF6 zu verwenden sind.
Die festen Getterstoffe laut Erfindung sind durch irgendeines der bekannten Verfahren in respektive auf dem Ballon anzubringen. So z. B. durch ein Besprühen des Glühkörpers mittels einer alkoholischen Suspension derselben vor dem Einschmelzen und nachträglicher Erhitzung, also durch Verdampfen respektive Zersetzung der festen Getter nach dem Einschmelzen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Glühlampe, welche ein die Schwärzung des Lampenballons verhinderndes Gettermaterial enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Gettermaterial ein gasförmiges oder ein flüchtiges Wasserentziehungsmittel ist, dessen Siedepunkt unter 350 C liegt.