CH237084A - Vacuum-tight current introduction through quartz glass or quartz-like glasses and process for their production. - Google Patents

Vacuum-tight current introduction through quartz glass or quartz-like glasses and process for their production.

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CH237084A
CH237084A CH237084DA CH237084A CH 237084 A CH237084 A CH 237084A CH 237084D A CH237084D A CH 237084DA CH 237084 A CH237084 A CH 237084A
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sep
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Mbh Patent-Treuhan Gluehlampen
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Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C27/00Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
    • C03C27/04Joining glass to metal by means of an interlayer
    • C03C27/042Joining glass to metal by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, glass-ceramic or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts
    • C03C27/046Joining glass to metal by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, glass-ceramic or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts of metals, metal oxides or metal salts only

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Description

  

      Vakuumdichte    Stromeinführung durch     quarzglas    oder quarzähnliche Gläser  und Verfahren zu ihrer Herstellung.    Die Erfindung hat eine vakuumdichte       Stromeinführung    durch Quarzglas oder quarz  ähnliche Gläser sowie ein Verfahren zu ihrer  Herstellung zum Gegenstand und bezieht sich  insbesondere auf vakuumdichte Stromeinfüh  rungen für     Hochdruckentladungslampen    mit  Betriebsdrücken von mehr als 30 Atmosphä  ren.

   Bei der Herstellung derartiger Stromein  führungen werden bekanntlich als Stromlei  ter vielfach     Molybdänfolien    benutzt, die je  nach der Lampentype und der beim Betrieb  der Lampe auftretenden Beanspruchungen  Dicken von     10,u    bis     30,u    aufweisen. An diese       Molybdänfolien    werden dann beiderseits meist       Molybdän-    oder     Tantaldrähte    angeschweisst,  die als äussere Stromzuleitungen und     Elek-          trodenhalter    dienen.

   Diese Stromeinführun  gen verhalten sich bei     lIochdruckentladungs-          lampen    mit Betriebsdrücken bis zu 10 oder  sogar 30 Atmosphären einwandfrei. Bei sehr  hohen Betriebsdrücken, beispielsweise bei sol-         chen    von 80 bis 100 Atmosphären und darüber,  treten jedoch     Schwierigkeiten    auf, insbeson  dere die, dass im Lampeninnern befindliches  Quecksilber im Laufe der Betriebszeit durch  feinste     gapillarspalte    längs der     Molybdän-          folie    aus dem Entladungsgefäss herausgedrückt  wird.

   Es tritt     dabei    stellenweise eine für das  blosse Auge nicht sichtbare Ablösung des  Quarzglases von der     Molybdänfolie    ein.       Offenbar    reicht die Haftfähigkeit von Quarz  glas und quarzähnlichen Gläsern auf     Molyb-          dänoberflächen    nicht aus, um den bei diesen       Hochdruckentladungslampen    überaus     hohan     Druck- und     Temperaturbeanspruchungen    zu  widerstehen.  



  Durch systematische Versuche wurde ge  funden, dass man bei     elektrischen    Hochdruck  entladungslampen von mehr als 30 Atmo  sphären Betriebsdruck zu einer vakuumdich  ten Stromeinführung kommen kann, wenn  man zwischen dem Quarzglas oder quarz-      ähnlichen Glas und der     Molybdänfolie    eine       Oxydzwischenschicht    von ganz bestimmter  Beschaffenheit vorsieht.

       Erfindunbsbeniii13     muss die als Stromeinführung dienende (in  bekannter Weise     vorzugsweise    10 bis<B>3011</B>  starke)     Molybdänfolie    mit einem     Holybdän-          oxydbelab    der Oxydationsstufe     Mo0..    bis       MoLO"    von höchstens 1     ,er,        vorzugsweise    0,1  bis 0,2     ,et,    Dicke     versehen        sein.    Es hat sich  gezeigt,

       da.ss    ein solcher aus     Mo0_    bis     Mo"O     bestehender     Oxydbelag        sowohl    fest an der       Molybdänunterlabe    als auch ebenso fest am       Quarzglas    haftet.

   Es ist wahrscheinlich sogar  so, dass ein solcher     Oyxdbelab    während des       Einschmelzvorbanbes    zu einem vielleicht nur  sehr geringen Bruchteil von dem     Quarzglas     aufgenommen wird, so     da.ss    die unmittelbar  an der     Molybdänfolie    liebende     Quarzglas-          schiebt        molybdänhaltib    wird.  



  Man hat zwar bereits     vorbeschlaben,          Stromeinführunbsdrähte    oder     -bänder    aus an  dern Metallen als     3lolybdän    vor dem Ein  schmelzen in Glas zu oxydieren und zu die  sem Zweck beispielsweise     Einschmelzbänder     aus Kupfer, Silber, Messing, Eisen, Nickel  oder deren     Legierungen    mittels oxydierender       Glasbläserflammen    auf hohe Rotblut zu er  hitzen.     Einschmelzfolien    aus den     erwähnten     Metallen haben sich jedoch für hochbelastete       Quarzblaseinschmelzunben    als unbrauchbar  erwiesen.

   Auch führt eine     1J\bertrabunb    des  genannten     Oxydierunbsverfahrens    auf     Moly1i-          dänfolien    nicht zum Ziel, weil bei hoher Er  hitzung der     Molybdänfolien    das normale       l#,foly        bdäntrioxyd    entsteht und mit     diesem     sich keine dauerhaften     Einsehmelzunben    er  zielen lassen.

   Erst die Erkenntnis, dass die       Oxydhaut    auf einer     Molybdänfolie    aus einem  Oxyd der Oxydationsstufe     Mo0-.    bis     Q10..0;     bestehen muss, also die Oxydationsstufe       Mo20zi    nicht     überschritten    werden darf, öffnete  den Weg zur Verwendung von oxydierten       Molybdänfolien    für Stromeinführungen     durch          Quarzglas    oder quarzähnliche Gläser.  



  Zur     Erzeugung    eines     Oxydbe        labes    der  Oxydationsstufe     1M0_    bis     110205    ist es z. B.  nur erforderlich, die     Molybdänfolie        -während     einer bestimmten Zeit auf verhältnismäl3i--    niedrige Temperaturen, nämlich auf     'Vempera-          turen    bis 650" C, unter oxydierenden     Bedin-    ;       bunben    zu erhitzen.

   Mit Sicherheit     ergibt     sich der     gewünschte        Oxydbelab,    wenn man  die     1lolybdänfolie    in     einem    Heizofen nach     un..          tenstehendeni    Rezept behandelt und     nach    dem  Erreichen der Temperatur von 600" C eine     wei-        j          tere    Oxydation durch schnelles     Abkühlen        ver-          verhindert.     
EMI0002.0083     
  
    Zeit <SEP> Erreichte <SEP> Temperatur
<tb>  nach <SEP> 0 <SEP> sec <SEP> 20" <SEP> C
<tb>  " <SEP> 6 <SEP> 

  " <SEP> 300" <SEP> C
<tb>  9 <SEP> " <SEP> 380  <SEP> C
<tb>  " <SEP> 12 <SEP> " <SEP> 460" <SEP> C
<tb>  " <SEP> 1 <SEP> 5 <SEP> " <SEP> 500" <SEP> C
<tb>  21 <SEP> " <SEP> 580" <SEP> C
<tb>  " <SEP> 24 <SEP> " <SEP> 600" <SEP> C       Der dabei entstehende     Molybdänoxydbelab          zeigt        iin        Gegensatz    zum     gelblichweissen          31olybdänti-ioxyd    ein braunes bis blauviolettes  Aussehen.

   Nach dein Einschmelzen der oxy  dierten Folie in das Quarzglas, das in üblicher  Weise unter Vakuum oder in einem indiffe  renten Gas vorgenommen werden kann, lässt  sieh auf der     Molybdänfolie    eine dünne braune  Schicht aus     Molybdändioxyd    erkennen.     Ein-          schmelzunblen    dieser Art haben sich auch bei  Lampen mit Betriebsdrücken von wesentlich       mehr    als 80 Atmosphären mit     bestem    Erfolg  bewährt.  



  Eine weitere     Verbesserung    der Einschmel  zung kann erzielt werden, wenn mau die       Molyhdä        nfolie    in     bekannter    Weise vor ihrer       Oxydiei-riiir";        ätzt,        was        schon    zur     Beseitigung     des     Grates        underjün;unb    der Kanten       vorbesclil' < i;'en    wurde.

   Eine solche Atzung  fördert     ]in        vorliegenden    Fall die Bildung der       .o,e-%viinscliten        Oxydsehicht.     



  Bei. der Herstellung von     Stroineinführun-          äen    für sehr hohe     Stronibelastunben        empfiehlt     es sieh ferner, zuerst in die     Molybdänfolie     in     bleiebfalls        bekannter    Weise Löcher zu  stanzen, dann die Folie zur     Beseitigung    der  dabei.

   entstandenen Grate zu ätzen und an  schliessend zu oxydieren, sowie beim     darauf-          fohäenden        Einschmelzen    der     oxydierten    Folie      in das Quarzglas oder     quarzähnliche    Glas  dieses, was an sich auch bekannt ist, mit  hohem Druck an die Folie     heranzupressen.     Hierdurch wird dann die Einwanderung von       Oxydteilchen    in das Quarzglas begünstigt.

    Durch die zusätzliche Anwendung .der für  sich bekannten Massnahmen der Lochung,  Atzung und späteren Einpressung der Folie  in das     Quarzglas        wird    es in Verbindung  mit der erfindungsgemässen Oxydierung der       Molybdänfolie    sogar möglich, vakuumdichte  Einschmelzungen mit     Molybdänfolien    von  mehr als 30/,t Dicke herzustellen.



      Vacuum-tight current introduction through quartz glass or quartz-like glasses and process for their production. The invention relates to a vacuum-tight current introduction through quartz glass or quartz-like glasses and a method for their production and relates in particular to vacuum-tight Stromeinfüh ments for high-pressure discharge lamps with operating pressures of more than 30 atmospheres.

   In the production of such Stromein guides are known to be used as Stromlei ter often molybdenum foils, which have thicknesses of 10, u to 30, u depending on the lamp type and the stresses occurring during operation of the lamp. Molybdenum or tantalum wires are then usually welded to both sides of these molybdenum foils, which serve as external power supply lines and electrode holders.

   These current inlets behave perfectly with high pressure discharge lamps with operating pressures of up to 10 or even 30 atmospheres. At very high operating pressures, for example those of 80 to 100 atmospheres and above, however, difficulties arise, in particular that mercury located inside the lamp is pushed out of the discharge vessel through the finest gapillary gaps along the molybdenum foil during the operating time.

   In some places, the quartz glass becomes detached from the molybdenum foil, which is invisible to the naked eye. Obviously, the adhesion of quartz glass and quartz-like glasses to molybdenum surfaces is not sufficient to withstand the extremely high pressure and temperature loads of these high-pressure discharge lamps.



  Systematic tests have found that a vacuum-tight current can be introduced into high-pressure discharge lamps with an operating pressure of more than 30 atmospheres if an intermediate oxide layer of a specific nature is provided between the quartz glass or quartz-like glass and the molybdenum foil.

       In accordance with the invention, the molybdenum foil (preferably 10 to 3011 thick in a known manner) used as the current introduction must have a hollybden oxide label of the oxidation level Mo0 .. to MoLO "of at most 1, preferably 0.1 to 0, 2, et, thickness. It has been shown

       that such an oxide coating consisting of Mo0_ to Mo "O adheres firmly to both the molybdenum substrate and also firmly to the quartz glass.

   It is probably even the case that such an Oyxdbelab is absorbed by the quartz glass to a perhaps only very small fraction during the melting process, so that the quartz glass slide, which is attached to the molybdenum foil, is molybdenum.



  It is true that it has already been decided to oxidize current lead-in wires or strips made of other metals as 3lolybdenum before melting in glass, and for this purpose, for example, melting strips made of copper, silver, brass, iron, nickel or their alloys by means of oxidizing glass blower flames to high red blood to heat him up. Melt-in foils made from the metals mentioned have, however, proven to be unusable for highly stressed quartz-blown melt-downs.

   Also, running the above-mentioned oxidation process on molybdenum foils does not achieve the goal, because when the molybdenum foils are heated to a high degree, the normal l #, foly-boron trioxide is produced and this cannot be used to achieve permanent absorption.

   Only the realization that the oxide skin on a molybdenum foil consists of an oxide of the oxidation level Mo0-. up to Q10..0; must exist, i.e. the oxidation level Mo20zi must not be exceeded, opened the way to the use of oxidized molybdenum foils for current introduction through quartz glass or quartz-like glasses.



  To generate a Oxydbe labes the oxidation level 1M0_ to 110205, it is z. B. only necessary to heat the molybdenum foil -during a certain time to relatively low temperatures, namely to 'temperatures up to 650 "C, under oxidizing conditions.

   The desired Oxydbelab is definitely obtained if the molybdenum foil is treated in a heating oven according to the recipe below and, after the temperature of 600 "C has been reached, further oxidation is prevented by rapid cooling.
EMI0002.0083
  
    Time <SEP> <SEP> temperature reached
<tb> after <SEP> 0 <SEP> sec <SEP> 20 "<SEP> C
<tb> "<SEP> 6 <SEP>

  "<SEP> 300" <SEP> C
<tb> 9 <SEP> "<SEP> 380 <SEP> C
<tb> "<SEP> 12 <SEP>" <SEP> 460 "<SEP> C
<tb> "<SEP> 1 <SEP> 5 <SEP>" <SEP> 500 "<SEP> C
<tb> 21 <SEP> "<SEP> 580" <SEP> C
<tb> "<SEP> 24 <SEP>" <SEP> 600 "<SEP> C In contrast to the yellowish-white 31olybdenum oxide, the molybdenum oxide belab produced in this way has a brown to blue-violet appearance.

   After melting the oxidized foil into the quartz glass, which can be done in the usual way under vacuum or in an indifferent gas, a thin brown layer of molybdenum dioxide can be seen on the molybdenum foil. Melt-down blends of this type have also proven to be very successful with lamps with operating pressures of significantly more than 80 atmospheres.



  A further improvement in the melting can be achieved if the molybdenum foil is etched in a known manner before it is oxidized, which has already been done to remove the burrs under the edges and the edges.

   In the present case, such an etching promotes the formation of the .o, e-% viinsclite oxide layer.



  At. For the production of Stroineinführunäen for very high Stronibelasunben, it is also recommended to first punch holes in the molybdenum foil in a known manner, if necessary, then the foil to remove them.

   to etch the resulting burrs and then to oxidize them, and when the oxidized film is subsequently melted into the quartz glass or quartz-like glass, this, which is also known per se, is pressed against the film with high pressure. This then promotes the migration of oxide particles into the quartz glass.

    The additional use of the known measures of perforation, etching and later pressing of the foil into the quartz glass, in conjunction with the inventive oxidation of the molybdenum foil, even makes it possible to produce vacuum-tight melts with molybdenum foils of more than 30 /, t thickness.

 

Claims (1)

PATEN TANSPRtrCIIE I. Vakuumdichte Stromeinführung durch Quarzglas oder quarzähnliche Gläser mit einer Molybdänfolie, insbesondere für elektrische Hochdruckentladungslampen von mehr als 30 Atmosphären Betriebsdruck, dadurch gekenn zeichnet, dass die Molybdänfolie mit einem Molybdänoxydbelag der Oxydationsstufe Mo02 bis Moz0, von höchstens 1 ,u Dicke ver sehen ist. PATENT TANSPRTRCIIE I. Vacuum-tight current introduction through quartz glass or quartz-like glasses with a molybdenum foil, in particular for electric high-pressure discharge lamps with an operating pressure of more than 30 atmospheres, characterized in that the molybdenum foil is provided with a molybdenum oxide coating of the oxidation level Mo02 to Moz0, with a maximum thickness of 1 u is. II. Verfahren zur Herstellung einer va kuumdichten Stromeinführung nach Patent anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Melybdänfolie in einem Heizofen unter oxy- dierenden Bedingungen in etwa<B>2</B>5 Sekunden von Raumtemperatur bis höchstens 650 C erhitzt und dann schnell abgekühlt wird. UNTERANSPR üCHE 1. Vakuumdichte Stromeinführung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Molybdänoxydbelag eine Dicke von 0,1-0,2,u aufweist. 2. II. A method for producing a vacuum-tight current inlet according to claim I, characterized in that the Melybdenum foil is heated in a heating furnace under oxidizing conditions in about 2 5 seconds from room temperature to a maximum of 650 C and then quickly is cooled. SUB-CLAIMS 1. Vacuum-tight current introduction according to claim I, characterized in that the molybdenum oxide coating has a thickness of 0.1-0.2 u. 2. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass .die Molybdänfolie vor ihrer Oxydierung gelocht wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, .dass die Molybdänfolie vor ihrer Oxydierung geätzt wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Molybdänfolie vor ihrer Atzung gelocht wird. 5. Method according to claim II, characterized in that .the molybdenum foil is perforated before it is oxidized. 3. The method according to claim II, characterized in that the molybdenum foil is etched before it is oxidized. 4. The method according to claim II and dependent claim 3, characterized in that the molybdenum foil is perforated before it is etched. 5. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass beim Einschmel- zen der oxydierten Molybdänfolie in das Quarzglas oder quarzähnliche Glas dieses mit hohem Druck an die Molybdänfolie ge presst wird. Method according to patent claim II, characterized in that when the oxidized molybdenum foil is melted into the quartz glass or quartz-like glass, this is pressed against the molybdenum foil with high pressure.
CH237084D 1941-07-30 1943-08-03 Vacuum-tight current introduction through quartz glass or quartz-like glasses and process for their production. CH237084A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1110751B (en) * 1957-11-15 1961-07-13 Philips Nv Electric lamp with a pinch point that has a temperature exceeding 300 ° C when the lamp is in operation

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1110751B (en) * 1957-11-15 1961-07-13 Philips Nv Electric lamp with a pinch point that has a temperature exceeding 300 ° C when the lamp is in operation

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