AT150243B - Glasgefäß von hoher Resistenz gegen Metalldämpfe und Verfahren zu seiner Herstellung. - Google Patents

Description

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  Glasgefäss von hoher Resistenz gegen Metalldämpfe und Verfahren zu seiner Herstellung. 



   Es ist bekannt, dass gewöhnliche Glassorten, z. B. die zur Herstellung von Glühlampen und Entladungsröhren gebräuchlichen, Gläser gegen sehr viele Metalldämpfe nicht beständig sind und von diesen Dämpfen stark, angegriffen werden. Diese Erscheinung führt z. B. zu Schwierigkeiten bei der Herstellung von Entladungsröhren mit Metalldampffüllung. Es ist bekannt, dass, wenn Natriumlampen aus gewöhnlichem Glase angefertigt werden, dieses Glas durch den Natriumdampf angegriffen und nach sehr kurzer Betriebsdauer stark verfärbt wird, womit eine erhebliche Vergrösserung der Absorption des erzeugten Lichtes und eine kurze Lebensdauer der Lampen verknüpft sind. 



   Um diese Nachteile zu beseitigen, hat man Spezialgläser entwickelt, die gegen Metalldämpfe beständig sind, d. h. nur in einem verhältnismässig langsamen Tempo von den Dämpfen angegriffen werden ; solche Gläser sind aber schwer zu bearbeiten. 



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Glasgefäss von hoher Resistenz gegen Metalldämpfe, das aus gewöhnlichen Glassorten bestehen kann, und ein sehr einfaches Verfahren zu seiner Herstellung. 



   Gemäss der Erfindung wird das Glas zu diesem Zweck mit   einer Alkali-, Erdalkali-oderAluminium-   Oxydhaut bedeckt. Diese Haut wird vorzugsweise dadurch auf dem Glase gebildet, dass das Glas mit dem Dampf des Metalles, dessen Oxyd das   Häutchen   bilden soll, in Berührung gebracht und derart erhitzt wird, dass dieser Metalldampf das Glas physikalisch angreift, worauf das auf und in dem Glase abgelagerte Metall oxydiert wird. Die Oxydation kann dadurch herbeigeführt werden, dass eine sauerstoffhaltige Atmosphäre dem physikalisch angegriffenen Glase zugeführt wird. 



   Unter physikalischem Angreifen des Glases durch den Metalldampf wird ein Angreifen verstanden, bei dem noch keine merkbare chemische Änderung des Glases, sondern eine Diffusion der Metallatome in und eine Adsorption an die Oberfläche des Glases stattfindet. Ein solches physikalisches Angreifen verursacht eine geringe Verfärbung des Glases. In vielen Fällen ist es bei einem physikalischen Angreifen möglich, die in die Glasoberfläche hineindiffundierten Metallatome durch Erhitzung unter geeigneten Umständen wieder aus dem Glase zu entfernen, wodurch auch die Verfärbung mindestens teilweise wieder verschwindet. 



   Experimentell wurde gefunden, dass eine solche Oxydhaut das Angreifen der Glaswand durch Metalldampf erheblich verringert. Der von diesem   Häutchen   bewirkte Schutz deutet   möglicherweise   darauf, dass das Angreifen des Glases und die damit verknüpfte Verringerung der Lichtdurchlässigkeit den sauren, an der Glasoberfläche liegenden Oxyden zu verdanken sind. Diese sauren Oxyde werden nun durch das basische oder amphotere Alkali-, Erdalkali-oder Aluminiumoxyd bedeckt, wodurch sie dem Einfluss des Metalldampfes entzogen werden und das Angreifen des Glases sowie die Zunahme der Lichtabsorption vermieden werden.

   Das   Häutchen   braucht demnach nicht immer zusammenhängend zu sein, weil bereits ein erheblicher Schutz erhalten wird, wenn die Stellen, an denen die sauren Oxyde des Glases an die Oberfläche kommen, durch das schützende Oxyd bedeckt sind. 



   Mit der beschriebenen Schutzmethode werden besonders gute Erfolge erreicht, wenn das Glas gegen den Dampf des Metalles selbst geschützt werden soll, dessen Oxyd auf das Glas aufgebracht ist. 



  Im Falle einer Natrium-oder Magnesiummetalldampflampe wird das schützende   Häutchen   zweckmässig aus Natrium-bzw. Magnesiumoxyd hergestellt werden ; muss das Glas gegen Angriff durch Barium geschützt werden, dann wird Bariumoxyd verwendet werden können. Bei der Wahl der Oxydhaut wird man darauf zu achten haben, dass das Oxyd bei der Betriebstemperatur nicht zerfällt oder verdampft. 

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   Unter den Erdalkalimetallen werden hier auch Magnesium und Beryllium verstanden. 



   Die Erfindung wird im Nachstehenden an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. 



   Angenommen, es soll ein Glasgefäss gegen Natriumdampf beständig gemacht werden. Dieses
Gefäss kann z. B. von einem Glaszylinder gebildet werden, der aus Glas folgender Zusammensetzung besteht : 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> 60% <SEP> SiO.
<tb> 20% <SEP> Na, <SEP> 0
<tb> 10% <SEP> Ca <SEP> 0
<tb> 10% <SEP> B <SEP> 03
<tb> 
 
 EMI2.2 
 wird, etwas Natriumdampf geführt. Bei dieser Erhitzung wird die Wand an der Innenseite durch Natrium physikalisch angegriffen, was sich durch eine hellbraune Farbe des Glases äussert. Daraufhin wird eine sauerstoffhaltige Atmosphäre, z. B. Luft, zugelassen, während das Gefäss auf etwa   5500 C   gebracht wird. Der Sauerstoff wandelt das Natrium, das sich in und auf der Glasoberfläche abgelagert hat, in Natriumoxyd um. Dieses Natriumoxyd bildet ein äusserst dünnes Häutehen, das völlig durchsichtig ist.

   Nach der Oxydation des Natriums wird die sauerstoffhaltige Atmosphäre, während das Gefäss sieh noch auf der hohen Temperatur befindet, aus dem Gefäss entfernt. 



   Die grosse Widerstandsfähigkeit einer auf diese Weise präparierten Wand wurde in nachstehender Weise nachgewiesen. 



   Das Gefäss wurde mit   Y2 g   Natrium gefüllt und in einem Ofen auf   3500 C gebracht. Nachdem   es so 500 Stunden auf dieser Temperatur im Ofen gehalten worden war, war keine oder höchstens eine sehr geringe Verfärbung der Wand wahrzunehmen. Wurde dagegen ein Gefäss desselben Glases, das nicht mit einer schützenden Oxydhaut bedeckt war, mit   Y2   g Natrium gefüllt und in einem Ofen auf   3500 C   erhitzt, so war das Glas bereits nach 24 Stunden dunkelbraun gefärbt. 



   Die Erfindung ist geeignet zum Beständigmachen der Wand von Metalldampfentladungsröhren. 



  So wurde z. B. die Wand einer zum Aussenden von Lichtstrahlen, insbesondere von ultravioletten Strahlen, bestimmten Magnesiumdampfentladungsröhre in folgender Weise gegen den Magnesiumdampf beständig gemacht. 
 EMI2.3 
 
 EMI2.4 
 
<tb> 
<tb> 57% <SEP> Si02
<tb> 20% <SEP> CaO
<tb> 23% <SEP> ALOg
<tb> 
 
 EMI2.5 
 durch die Lampe geführt wurde, bis ein physikalisches Angreifen der Innenseite der Glaswand wahrgenommen wurde. Darauf wurde feuchte Luft in die Röhre gelassen und diese auf etwa 600  C erhitzt, wodurch das auf und in der   Glasoberfläche   befindliche Magnesium oxydiert wurde und die geringe Verfärbung des Glases, die beim physikalischen Angreifen auftrat, wieder ganz verschwand. Daraufhin wurde die Lampe in bekannter Weise weiter evakuiert und es wurde Edelgas, sowie Magnesium in die Lampe hineingebracht.

   Es stellte sich heraus, dass die Glaswand durch das gebildete Magnesiumoxyd-   häutehen   derart geschützt wurde, dass die Durchlässigkeit der Glaswand für die erzeugten ultravioletten Strahlen bei langer Betriebsdauer der Lampe gut gewahrt blieb. 



   Die schützende Oxydhaut kann auch auf andere Weise, z. B. durch Verdampfung, angebracht werden. Magnesiumoxyd kann z. B. im Vakuum von einem geeigneten Metalldraht, z. B. von einem Platin-oder Platinrhodiumdraht, verdampft und in Form eines dünnen Hütchens auf dem Glase niedergeschlagen werden. Diese Art der Bildung der Oxydhaut ist auch sehr gut geeignet zum Bilden eines Hütchens aus Aluminiumoxyd. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Glasgefäss, insbesondere elektrische Entladungsröhre mit Metalldampffüllung, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite des Gefässes mit einem Alkali-, Erdalkali-oder Aluminiumoxyd-   häutchen   bedeckt ist, wodurch es eine erhöhte Resistenz gegen die Angriffe von Metalldampf aufweist.

Claims (1)

1. 2. Verfahren zur Herstellung eines Glasgefässes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas mit dem Dampf des Metalles, dessen Oxyd die Haut bilden soll, in Berührung gebracht und derart erhitzt wird, dass das Metall das Glas physikalisch angreift, worauf das auf und in dem Glas abgelagerte Metall oxydiert wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Sehutzüber- EMI2.6