Elektrische Entladungsröhre. Die Erfindung befasst sich mit elek trischen Entladungsröhren mit Alkalimetall- dampf, insbesondere zum Beispiel Natrium dampf. Weil die für die Herstellung von Glühlampen, Entladungsröhren und ähnli chen Glasgefässen üblichen Gläser stark von Alkalimetalldampf angegriffen werden, ist man schon seit mehreren Jahren beschäftigt, Gläser herzustellen, die gegen diese Dämpfe widerstandsfähig und für die Herstellung von Entladungsröhren mit Alkalimetalldampf geeignet sind.
Schon etwa 1920 hat man vorgeschlagen, solche Röhren aus einem sili- ziumoxydfreien Glase mit beträchtlichem Gehalt an Borsäure, der mindestens ein Oxyd, wie Alkali-, Erdalkali-, Aluminium- oder Magnesiumoxyd zugesetzt war, herzustellen. Dieses Glas kann der Einwirkung von Al- kalimetalldampf standhalten, zeigt aber den Nachteil, dass es sehr schwierig zu bear beiten ist und leicht verwittert.
.Später ist man denn auch von der Be nutzung dieses Glases abgegangen, und man hat ein Borosilikatglas mit nicht unbeträcht- lichem Gehalt an Siliziumoxyd (jedoch we niger als 50 %) verwendet.
Als Beispiel eines solchen Glases sei zum Beispiel folgende Zusammensetzung erwähnt: 4-5% Na2O. 11-13% A103, 10-11% Ca0, 40-60 B203 und 10-25 % .Si0, Aus diesem Glase, das die erwähnten Nachteile nicht aufweist und leichter zu bearbeiten ist, als das be schriebene siliziumoxydfreie Glas, hat man in letzter Zeit sehr viel Natriumdampflampen mit befriedigenden Erfolgen hergestellt.
Durch eingehende Untersuchungen ist nun gefunden. worden, dass das erwähnte Borosilikatglas nicht günstig ist, wenn dar aus Entladungsröhren mit Lichtausstrah lung durch die positive Säule und grossem Spannungsgradienten und grosser Strom dichte hergestellt werden, welche Röhren eine erhöhte Lichtausbeute zeigen. Ein grosser Spannungsgradient bedeutet eine grosse Elektronenschnelligkeit. Mit einer grossen Elektronenschnelligkeit hängt ein starkes Querfeld zusammen. Das Querfeld ist hauptsächlich in einer dünnen Schicht bei der Röhrenwand konzentriert.
Die Dampf ionen, welche in die Nähe dieser Schicht ge langen, werden mit grosser Schnelligkeit zu der Glaswand gezogen. Diese aufprallenden Ionen geben besonders dann, wenn die Strom dichte gross ist, zu einer starken Verfärbung des Glases Anlass. Es hat sich herausgestellt, dass in dieser Röhrenart verhältnismässig bald eine derartige Schwärzung .der Röhren wand auftritt, dass die Lichtausbeute der Röhren erheblich herabgesetzt und die nutz bare Lebensdauer der Röhren beträchtlich gekürzt wird. Diese Übelstände machen sich vor allem bei einem Spannungsgradienten grösser als 2,2 V/cm und einer Stromdichte grösser als 0,
4 A/cm' in bedenklichem Masse geltend.
Gemäss der Erfindung wird nun minde stens der mit der Entladung in Berührung kommende Teil der Wand einer Alkalime- talldampf enthaltenden Entladungsröhre mit Lichtausstrahlung durch die positive Säule und einem Spannungsgradienten in der posi tiven Säule grösser als 2,2 V/cm und einer Stromdichte grösser als 0,4 A/cm@ aus einem Boratglas hergestellt, das kein oder weniger als 10 % '#',iliziumoxyd enthält.
Je höher der Spannungsgradient und die Stromdichte über den erwähnten Werten gelegen sind, umso niedriger wird man am zweckmässigsten den Siliziumoxydgehalt wählen. Vorzugsweise wird man etwas .Siliziumoxyd im Glase ver wenden, weil das Glas dann nicht so schwie rig zu behandeln ist, wie vollkommen sili- ziumoxydfreies Glas. Bei sehr hohem Span nungsgradienten und grosser Stromdichte kann man jedoch dazu übergehen, silizium- oxydfreies Glas zu verwenden.
Die hiermit verbundenen Schwierigkeiten nimmt man dann mit in Kauf, um das Glas unter den in der erwähnten Röhrengattung vorliegen den Verhältnissen möglichst gut vor der Ein wirkung des Alkalimetalldampfes zu schützen.
Als Beispiel eines Glases für eine Na triumdampf enthaltende Entladungslampe, die in der positiven Säule einen Spannungs gradienten von 2,66 V/cm und eine Strom dichte von 0,5 A/cm2 zeigt, sei folgende Zusammensetzung erwähnt: 6 % Si0" 56 B20" 15 % A103, 10 % Ca0 und 16 % Na20. Ein Beispiel einer solchen Lampe ist sche matisch in der Zeichnung dargestellt;
die Lampe 1 zeigt U-Form. Der lichte Durch messer der Schenkel ist 12,5 mm und der Abstand zwischen den beiden Glühelektro den 2 ist, längs der Röhrenachse gemessen, 62 cm. Die Röhre ist mit Neon unter einem Druck von 10 mm Hg gefüllt, welchem Gase ein geringer Prozentsatz Argon zugesetzt ist. Auch befindet sich in der Lampe metal lisches Natrium, dessen Dampf sich an der Lichtemission beteiligt. Die Stromstärke be trägt 0.6 A und die Brennspannung 170 Volt.
Es empfiehlt sich, die Röhre aus über fangenem Glase herzustellen., das heisst nur die an den Entladungsraum grenzende Schicht der Wand aus dem erwähnten Borat- glas mit sehr geringem Siliziumoxydgehalt herzustellen und den übrigen Teil aus einem gegen den Alkalimetalldampf nicht wider standsfähigen Glase anzufertigen. Hierdurch wird die innere Schicht der Wand auch je dem Einfluss der Atmosphäre entzogen.
Die äussere Schicht der Wand kann dann aus einem in der Glühlampenfabrikation üblichen Glase bestehen.