CN102668018A - 用于高压放电灯的陶瓷电极 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷电极，该陶瓷电极包括杆和头部，其中所述头部的至少一部分由陶瓷材料构成，特别是LaB6或者HF和/或Ta的碳化物。

Description

用于高压放电灯的陶瓷电极
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于高压放电灯的陶瓷电极。
背景技术
由JP-OS 1086439已知一种LaB6构成的电极。
由JP-OS 63-019750已知一种具有LaB6涂层的电极。
由US 6218025已知一种以金属为基的烧结电极。
由US 6232718和EP 1265264已知一种使用了氮化或氧化材料的陶瓷电极。
由PCT/EP2009/064961已知一种陶瓷电极，设计为层状并且由LaB6和CeB6构成。通过LTTC制造这种层状电极。
发明内容
本发明的目的是制造用于高压放电灯的具有低电子逸出功的陶瓷电极。
通过权利要求1所示特征实现了所述目的。
从属权利要求示出了特别优选的设计方案。
本发明的新型陶瓷电极，包括杆和安装在所述杆上的头部。特别是头部呈圆柱形或其它形状。
在此，所述头部或者完全或者其最外层由硼化物构成。特别适合的是所知的LaB6或者Ce、Y、Yb的硼化物。虽然这种材料在灯管制造中众所周知，但是绝大多数情况下被用于电子发射层。此前，人们从来没有考虑过其构成一个实体。
以所知的溶胶-凝胶工艺作为制造工艺适合于产生陶瓷材料的涂层。
La、Ce、Y、Yb的硼化物具有相对更高的熔点，这对于电极至关重要。该熔点在2500至2600℃之间。同时，电子逸出功相对较低，参见表1。
表1
  材料   化学式   熔点   逸出功
  硼化镧   LaB6   2500-2600℃   2.14eV
  硼化钇   YB6   2600℃   2.22eV
  硼化铈   CeB6   2550℃   2.60eV
  硼化镱   YbB6   2550℃   3.13eV
所述材料可以作为全陶瓷材料或者陶瓷涂层应用于头部。
如表2所示的其它材料也适用于涂层。
表2
  材料   化学式   熔点   逸出功
  碳化钽   TaC   3800℃   4.36eV
  碳化铪   HfC   3890℃   3.69eV
  碳化钽铪   (Ta0.9Hf0.1)C   >4000℃   2.54eV
  碳化钽铪   (Ta0.8Hf0.2)C   >4000℃   2.90eV
此处涉及Ta和/或Hf的碳化物，其中两种碳化物的混合物可达到最好的效果，其中Hf的含量在10至20Mol.-%之间，因为由此一方面实现了较低的逸出功，另一方面达到更高的熔点。
这种陶瓷涂层的典型涂层厚度在1至100μm。
特别是，也可以使用由不同材料形成的多个涂层，其中特别应该在表面设置低逸出功的材料。
根据现有技术，陶瓷空心体绝大多数由A1203（PCA）制造，用于高压放电灯的放电管。大多数情况下，其通过低压喷射技术生产出相应的形状。两个如此制造的半壳体，其上分布有毛细管，被相互绿色焊接之后气密烧结。在注入大多数含有金属卤化物的填充物后，电极系统通过玻璃焊剂熔化在毛细管中。
通常，电极头部由具有尽可能高的熔点的金属制成。钨是适合的材料，其电子逸出功为4.54eV。电极顶端在工作时的温度可达约3100K左右。
典型的放电管配备有电极。可以使用一个或两个电极。在此，电极在头部结构上可以是全平面涂层，优选由LaB6构成。
优选的是，电极的头部具有基本上呈倒圆或锥形走向的造型。
表3示出已知的以及根据本发明的电极实施例例如钨和LaB6的重要特征参数的比较。
  材料   钨   LaB6
  熔点   3410℃   2500-2600℃
  逸出功   4.54eV   2.14eV
  导热性   170W/mK   47W/mK
  热膨胀系数   4.7x10-6/K   6.2x10-6/K
LaB6的逸出功相对于钨下降约2eV导致实验确定的其电极顶端的温度相对于钨下降了约1300K，而其通常温度值为3100K。
虽然LaB6例如与钨相比具有类似的废气率，但是由于其较低的导热性和较低的工作温度，使其只有非常少的热损失，也同样意味着具有更高的效率。这又减少了尤其是通过废热引入到馈通部分中的能量输入部分。
通过较低的工作温度或运行温度和环境，使LaB6具有比钨明显更高的与A1203非常接近的热膨胀系数（PCA具有8.310-6/K）。因为毛细管的长度缩短，由此可以明显地缩短灯的制造长度。另一个与此相关的优势在于较小的净容积。
此外，其还具有较低的色散和更高的使用寿命。
此外，针对稀土元素碘化物具有防腐性的材料，如LaB6，是填充物的组成成分。由此可以进一步延迟使用寿命。
其优势总结为，低运行温度、低热损失、高效率、节约电能、低色散、高可靠性、高防腐性。
特别是使用不含汞的填充物。
涂层涂覆的具体方法是已知的溶胶-凝胶方法。通过产生Ta和/或Hf的碳化物，可以在耐高温的金属（如钨）制基体上形成薄涂层。在此，例如钨等材料制成的基体可以浸入在前体的溶液中，该前体用于形成碳化物。在所述溶液中包含在前体转换结束后最终形成的例如(Ta,Hf)C。当基体离开浸浴池后，所述溶液在头部可以胶化（gelieren）并且在可能的情况下导入热量进行硬化。在最后一个步骤中，电极基体在温度为1800至2100℃之间的炉中热解并且涂层牢固地连接在所述基体上。
此外，也可以使用全陶瓷材料或者说陶瓷实体作为可选材料制造这种涂层材料。也可以加入纤维，该纤维进一步处理为陶瓷。
电极的几何形状的构建可以具有多种可能性。
其中，使用更为节约成本的涂层工艺。该涂层工艺可无需额外的花费集成到现有的生产线中。
溶胶-凝胶工艺的应用使得层厚度的选择范围更为广泛，从几nm到几μm不等。此外，甚至可以制造全陶瓷材料或者说陶瓷实体。特别是可以制造源自材料如(Ta0.9Hf0.1)C的纤维。
附图说明
以下根据实施例对本发明进行详细描述。在附图中示出：
图1具有两个电极的放电管；
图2具有陶瓷头部的电极；
图3作为实体的电极；
图4形状为倒圆的具有涂层的电极；
图5形状呈锥形走向的具有涂层的电极。
具体实施方式
图1示出一种陶瓷放电管1，具有圆柱形的中间部分2和两个毛细管3。在中间部分的空腔4中注入金属卤化物。
在每个毛细管3中是通过玻璃焊剂被气密的电极系统5。电极系统5具有外部馈电线6、馈通部分(Durchfuehrung)7和电极8。电极具有杆9和头部10。
图2示出电极8的详细视图。电极具有由钨制成的杆9，其上安置有LaB6制成的圆柱形头部10。头部由陶瓷材料制成。
图3示出电极8的第二实施例。此处，头部10由钨制成的基体11来构造，其外部由YB6制成的陶瓷涂层包裹。此处可替换的是特别使用Ta0.9Hf0.1C。
图4示出实施例，其中整个电极8、头部9和杆10由陶瓷材料，即TaC制造。
图5示出电极8，电极的头部10包括基体11和外部涂层12。基体11是圆柱形的并且具有一个倒圆的顶端15。头部在放电一侧由CeB6制成的涂层12覆盖。
图6示出电极8，其头部呈指向顶部的圆锥形。基体11是由钨制成的。在圆锥体的斜面上覆盖由YbB6制成的涂层12。
以编号形式列举出的本发明的重要特征：
1.用于高压放电灯的电极，包括杆和安装在所述杆上的头部，其中所述头部的至少一部分由陶瓷材料构成，其特征在于，所述陶瓷材料是硼化物或碳化物。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，在金属制的基体上设置有至少一个涂层。
3.根据权利要求2所述的电极，其特征在于，所述涂层由La、Y、Yb或Ce的硼化物中的至少一种或者由Ta或Hf的碳化物中的至少一种构成。
4.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述头部完全由陶瓷材料构成。
5.根据权利要求2所述的电极，其特征在于，所述涂层根据溶胶-凝胶技术制成。
6.根据权利要求4所述的电极，其特征在于，所述杆也由陶瓷材料制成。

Claims (6)

1.用于高压放电灯的电极，包括杆和安装在所述杆上的头部，其中所述头部的至少一部分由陶瓷材料构成，其特征在于，所述陶瓷材料是硼化物或碳化物。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，在金属制成的基体上设置有至少一个涂层。
3.根据权利要求2所述的电极，其特征在于，所述涂层由La、Y、Yb或Ce的硼化物中的至少一种或者由Ta或Hf的碳化物中的至少一种构成。
4.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述头部完全由陶瓷材料制成。
5.根据权利要求2所述的电极，其特征在于，所述涂层根据溶胶-凝胶技术制成。
6.根据权利要求4所述的电极，其特征在于，所述杆也由陶瓷材料制成。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HUP1300405A2 (en) * 2010-10-19 2013-10-28 Osram Gmbh Ceramic bushing for a high-pressure discharge lamp
CN103298816A (zh) * 2010-12-17 2013-09-11 内尔维阿诺医学科学有限公司 作为激酶抑制剂的取代的吡唑并-喹唑啉衍生物
DE102012213191A1 (de) 2012-07-26 2014-01-30 Osram Gmbh 2hochdruckentladungslampe
KR20150084406A (ko) 2014-01-14 2015-07-22 엘지전자 주식회사 무전극 조명장치
DE102018206770A1 (de) * 2018-05-02 2019-11-07 Osram Gmbh Elektrode für eine Entladungslampe, Entladungslampe und Verfahren zum Herstellen einer Elektrode

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB731421A (en) * 1951-01-15 1955-06-08 Gen Electric Co Ltd Improvements in or relating to thermionic cathodes
JPH07122234A (ja) * 1993-10-22 1995-05-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高圧放電灯
CN1193412A (zh) * 1996-03-22 1998-09-16 菲利浦电子有限公司 高压金属卤化物灯
CN1274473A (zh) * 1998-08-06 2000-11-22 电灯专利信托有限公司 长使用寿命的高压气体放电灯电极
US6232718B1 (en) * 1999-03-02 2001-05-15 Osray Sylvania Inc. Ceramic feedthroughs for discharge lamps
CN101385117A (zh) * 2006-02-22 2009-03-11 奥斯兰姆有限公司 带有陶瓷放电容器的高压放电灯

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6319750A (ja) 1986-07-14 1988-01-27 Hitachi Ltd 低圧放電灯
JPS6486439A (en) 1987-09-29 1989-03-31 Semiconductor Energy Lab Lamp for ultraviolet illuminant
JPH04174951A (ja) * 1990-07-19 1992-06-23 Tokyo Densoku Kk 放電管
TW270211B (zh) * 1993-03-17 1996-02-11 Tdk Electronics Co Ltd
GB9413973D0 (en) * 1994-07-11 1994-08-31 Rank Brimar Ltd Electrode structure
JP3436609B2 (ja) * 1995-04-26 2003-08-11 電気化学工業株式会社 放電管及びその製造法
JPH08376U (ja) * 1995-09-04 1996-02-20 ウシオ電機株式会社 ショートアーク型水銀蒸気放電灯
JPH1083792A (ja) * 1996-09-09 1998-03-31 Mitsubishi Electric Corp 放電灯
DE19652822A1 (de) 1996-12-18 1998-06-25 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Sinterelektrode
JP3648900B2 (ja) * 1997-01-21 2005-05-18 松下電工株式会社 金属蒸気放電灯
KR100327698B1 (ko) * 1997-12-26 2002-03-09 가노 다다오 전자방출 전극구체, 방전램프 및 방전램프장치
US6356019B1 (en) * 1999-06-22 2002-03-12 Osram Sylvania Inc. Fluorescent lamp and methods for making electrode assemblies for fluorescent lamps
DE10128139A1 (de) 2001-06-09 2002-12-12 Philips Corp Intellectual Pty Gasentladungslampe und Verfahren zu deren Herstellung
DE10301478A1 (de) * 2003-01-16 2004-07-29 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Elektrode für eine Hochdruckentladungslampe
DE102008063620A1 (de) 2008-12-18 2010-06-24 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Keramisches Entladungsgefäß für eine Hochdruckentladungslampe

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB731421A (en) * 1951-01-15 1955-06-08 Gen Electric Co Ltd Improvements in or relating to thermionic cathodes
JPH07122234A (ja) * 1993-10-22 1995-05-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高圧放電灯
CN1193412A (zh) * 1996-03-22 1998-09-16 菲利浦电子有限公司 高压金属卤化物灯
CN1274473A (zh) * 1998-08-06 2000-11-22 电灯专利信托有限公司 长使用寿命的高压气体放电灯电极
US6232718B1 (en) * 1999-03-02 2001-05-15 Osray Sylvania Inc. Ceramic feedthroughs for discharge lamps
CN101385117A (zh) * 2006-02-22 2009-03-11 奥斯兰姆有限公司 带有陶瓷放电容器的高压放电灯

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Publication number Publication date
DE102009055123A1 (de) 2011-06-30
US8581493B2 (en) 2013-11-12
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US20120262051A1 (en) 2012-10-18
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