BE1019088A3

BE1019088A3 - Conducteur du courant a travers des bruleurs ceramiques dans des lampes aux halogenures metalliques.

Info

Publication number: BE1019088A3
Application number: BE2008/0527A
Authority: BE
Inventors: Bernd Spaniol
Original assignee: Heraeus Gmbh W C
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-09-23
Publication date: 2012-03-06
Also published as: HU0800586D0; CN101399157A; US20090134797A1; DE102007046899B3; JP2009087941A; HUP0800586A2

Abstract

Dans une lampe aux halogénures métalliques comprenant un logement céramique (2) et un conducteur de courant (3) disposé dans le logement céramique, conformément à l'invention, la partie du conducteur de courant (3) insérée par vitrification représente un alliage de niobium dopé au phosphore, en particulier dopé avec du phosphore à concurrence de 50 ppm à 5 % en poids. De préférence, la partie du conducteur de courant (3) insérée par vitrification au sein du récipient céramique (2) présente une protectin (4) contre les halogénures, qui est reliée à une électrode de tungstène.

Description

Conducteur du courant- à travers des brûleurs céramiques dans des lampes aux halogénures métalliques.

La présente invention concerne un conducteur du courant à travers des brûleurs céramiques dans des lampes aux halogénures métalliques.

Au cours de la réalisation du système d'électrodes et de la vitrification de celui-ci dans le logement céramique, on doit passer par des processus de traitement thermique qui ramollissent les broches de conduction de courant à base de niobium. L'alliage niobium-zirconium-1 utilisé à cet effet se ramollit lors de la fabrication. Ce phénomène donne lieu à un rebut lors de la fabrication étant donné que les broches sont susceptibles de se plier, ou bien à un accroissement des dépenses lors de la fabrication pour minimiser le rebut.

Dans le document EP 1 571 228 Bl, on décrit un fil en niobium résistant à des températures élevées, qui est enrichi avec du phosphore. Le dopage du niobium a lieu au cours de la mise en fusion par exposition à un rayonnement électronique au cours de la mise en fusion à l'arc électrique ou bien via la fabrication du bloc fritté constitué d'une poudre de niobium, respectivement par addition de phosphore ou d'alliages-mères contenant du phosphore. L'alliage contenant du phosphore peut être traité à la température ambiante pour obtenir un fil possédant des diamètres de 0,15 à 0,4 mm. A la température de 1600 °C, la matière ne manifeste pas encore une formation massive de grains grossiers et ne se fragilise pas. Cette caractéristique s'avère particulièrement avantageuse pour l'utilisation de condensateurs au tantale.

Dans le document DE 10 2005 038 551 B3, on décrit un bâti ou un fil résistant à des températures élevées pour des lampes à enfichage unilatéral à base de niobium gui est enrichi avec du phosphore. Le fil présente une limite élastique Rp 0,2 s'élevant à au moins 200 MPa ou une résistance à la traction Rm d’au moins 300 MPa.

Dans le document US-A 4 694 219, on décrit une lampe à décharge en arc dans laquelle un tube en PCA, en saphir ou en spinelle est rendu étanche, à son extrémité qui vient buter contre un cermet de tungstène et d'oxyde d'aluminium, avec un mélange à base de Si02, MgO et Al203, comprenant d'autres additifs comme par exemple du pentoxyde de phosphore à concurrence de 2 à 5 &>. Dans le document US 2005/0200281, on révèle une lampe à décharge comprenant un récipient de décharge céramique et deux conducteurs de courant. On décrit différentes variantes pour les conducteurs du courant à base d'une feuille en niobium ou en molybdène ou encore à base d'un cermet de molybdène-oxyde d'aluminium.

L'objet de la présente invention réside dans le fait de procurer un conducteur du courant à travers des brûleurs céramiques, qui peut être plus aisément traité que des broches en NbZr-1, en particulier un conducteur du courant qui, au cours des processus de traitement thermique, ne subit pas un ramollissement tel que les broches se plient.

Pour réaliser cet objet, on procure des conducteurs de courant destinés à venir s'insérer par vitrification dans les brûleurs céramiques, en particulier des broches de conduction du courant constituées par un alliage de niobium manifestant une résistance thermique, dopé au phosphore.

Ont fait particulièrement leur preuve du dopage au phosphore dans la plage de 100 μg/g (ppm) à 2000 Mg/g (ppm), en particulier dans la plage de 300 μg/g (ppm) à 700 μg/g (ppm). De préférence, le conducteur du courant est protégé contre les halogénures. À cet effet, il s'est avéré avantageux de protéger le conducteur de courant sur le côté interne du logement du brûleur avec un enroulement de molybdène ou un cermet, pour faire office de protection contre les halogénures.

Pour la fabrication de lampes aux halogénures métalliques, on utilise habituellement des soudages et des traitements par incandescence, par exemple pour des raisons de pureté ou pour la détente. Lors du traitement thermique, les conducteurs de courant selon l'invention constitués par du niobium dopé au phosphore ne se plient plus.

De préférence, on incorpore le conducteur du courant sous la forme d'une broche dans le logement du brûleur. On fait leurs preuves, des broches possédant une longueur de 5 à 30 mm, en particulier de 10 à 20 mm et possédant un diamètre de 0,2 à 2 mm, en particulier de 0,5 à 1,0 mm. Pour la fabrication des broches, on forme des fils par étirement à partir d'un alliage dopé au phosphore et on les découpe en broches, en particulier on les étire et on les met en longueur. Des alliages avantageux ont été décrits dans les documents EP 1 571 228 Bl et DE 10 2005 038 551 B3. Les broches selon l'invention sont appropriées en particulier pour des logements constitués d'oxyde d'aluminium.

Ci-après, on explique l'invention plus en détail à partir d'un exemple et en se référant aux dessins annexés.

Dans les dessins : la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale prise à travers un logement de brûleur ; la figure 2 représente un schéma dans lequel on visualise les propriétés mécaniques d'un fil selon 1'invention ; la figure 3 représente les propriétés mécaniques correspondantes d'un fil en NbZrl connu d'après l'état de la technique.

En figure 1, on représente un logement de brûleur 2 constitué de PCA (alumine polycristalline). À l'intérieur de logement de brûleur 2, sont disposées des électrodes en tungstène 1 qui sont soudées respectivement à un enroulement de molybdène 4 ou à un cermet de MoAl203 . L'enroulement de molybdène 4 ou le cermet de MoAl203 vient se disposer par complémentarité de forme contre la paroi interne dans une partie tubulaire du logement de brûleur 2 et protège le conducteur de courant 3 contre les halogénures dans le logement de brûleur 2. Le conducteur de courant 3 est inséré par brasage dans le logement de brûleur 2 à l'aide d’un verre d'apport de brasage 5 et est relié, à l'extérieur du brûleur, un conducteur de courant ou à un bâti.

En figure 2, on représente l'influence de la chaleur sur les propriétés mécaniques d'un fil en niobium possédant une épaisseur de 0,4 mm, dopé au phosphore. Le ramollissement de ce fil en niobium dopé au phosphore, en particulier l'abaissement de la limite élastique (Rp 0,2) dans la plage de températures de 1100 °C à 1400 °C, telles qu'on les rencontre habituellement dans des opérations d'assemblage et dans des traitements par incandescence lors de la fabrication de systèmes d'électrodes pour des lampes aux halogénures métalliques, est inférieur à concurrence d'environ 50 MPa à celui du fil et en niobium allié à 1 % (figure 3). Les valeurs fournies dépendent du diamètre, des films plus épais étant soumis à un ramollissement légèrement inférieur dans la plage de temps précitée de 20 minutes. La reproductibilité se base sur la sélection d'un diamètre identique pour le fil dopé au phosphore et pour l'alliage standard NbZrl. La limite élastique représente la mesure pertinente du point de vue technique, à partir de laquelle on obtient une déformation permanente des éléments de construction.

Conformément à l'invention, on peut obtenir une stabilité supérieure à concurrence de 25 % que manifeste le fil dopé au phosphore par rapport à l'alliage standard à base de niobium NbZrl. L'amélioration de ces propriétés mécaniques sous l'influence de la chaleur permet d'obtenir une meilleure manipulation et de minimiser le risque de torsion mécanique manifestée par les broches au cours de la fabrication des systèmes d'électrodes.

Claims

1. Lampe aux halogénures métalliques comprenant un logement céramique (2) et un conducteur de courant (3) disposé dans le logement céramique, caractérisée en ce que la partie du conducteur de courant (3) insérée par vitrification représente un alliage de niobium dopé au phosphore.

2. Lampe aux halogénures métalliques selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'alliage de niobium-phosphore présente du phosphore à concurrence de 50 ppm à 5 en poids.

3. Lampe aux halogénures métalliques selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'alliage de niobium-phosphore présente du zirconium à concurrence de 0,1 à 2 % en poids.

4. Lampe aux halogénures métalliques selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la partie du conducteur de courant (3) insérée par vitrification au sein du récipient céramique (2) présente une protection (4) contre les halogénures, qui est reliée à une électrode de tungstène.

5. Lampe aux halogénures métalliques selon la revendication 4, caractérisée en ce que la protection (4) représente un cermet ou un enroulement à base de molybdène.

6. Utilisation d'un conducteur de courant (3) à travers un logement céramique (2) d'une lampe aux halogénures métalliques, caractérisée en ce que la partie du conducteur de courant (3) insérée par vitrification représente un alliage de niobium auquel du phosphore confère une résistance thermique.

7. Utilisation selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'alliage présente du phosphore à concurrence de 50 ppm à 5 8b en poids, du zirconium à concurrence de 0,1 à 2 % en poids, le reste étant du niobium possédant une pureté de 99,8 %.

8. Partie d'un conducteur de courant (3) insérée par vitrification, sous la forme d'une broche possédant une longueur de 5 à 30 mm et un diamètre de 0,2 à 2 mm, caractérisée en ce que la partie du conducteur de courant (3) insérée par vitrification représente un alliage de niobium dopé au phosphore.

9. Procédé pour 1'insertion de conducteurs de courant par vitrification dans un brûleur céramique, caractérisé en ce qu'on insère par vitrification un conducteur de courant constitué d’un alliage de niobium auquel du phosphore confère une résistance thermique.

10. Procédé pour la fabrication de lampe aux halogénures métalliques comprenant un logement céramique (2) et un conducteur de courant (3) disposé dans le logement céramique (2) , caractérisé en ce que le conducteur de courant (3) est exposé, via des traitements thermiques, à des températures d'au moins 1000 °C sans se ramollir au point de se plier.