CN111276388A - 用于气体放电灯的电极和气体放电灯 - Google Patents

用于气体放电灯的电极和气体放电灯 Download PDF

Info

Publication number
CN111276388A
CN111276388A CN201911220922.2A CN201911220922A CN111276388A CN 111276388 A CN111276388 A CN 111276388A CN 201911220922 A CN201911220922 A CN 201911220922A CN 111276388 A CN111276388 A CN 111276388A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
heat
powder
preparation
conducting member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911220922.2A
Other languages
English (en)
Inventor
贝恩德·埃伯哈德
于尔根·阿尔曼施托特尔
安东·赖泽尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
Publication of CN111276388A publication Critical patent/CN111276388A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06—Main electrodes
    • H01J61/073—Main electrodes for high-pressure discharge lamps
    • H01J61/0735—Main electrodes for high-pressure discharge lamps characterised by the material of the electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06—Main electrodes
    • H01J61/073—Main electrodes for high-pressure discharge lamps
    • H01J61/0732—Main electrodes for high-pressure discharge lamps characterised by the construction of the electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/52—Cooling arrangements; Heating arrangements; Means for circulating gas or vapour within the discharge space
    • H01J61/523—Heating or cooling particular parts of the lamp
    • H01J61/526—Heating or cooling particular parts of the lamp heating or cooling of electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
    • H01J61/822—High-pressure mercury lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure
    • H01J61/86—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection

Landscapes

  • Discharge Lamp (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于气体放电灯(10)的电极(12，14)，其中电极(12，14)具有由第一金属材料构成的电极本体(16)，并且其中电极本体(16)包围气密地封闭的内部空间(18)。此外，电极(12，14)具有由第二金属材料构成的第一导热部件(20)，所述第一导热部件设置在内部空间(18)中，其中第二金属材料与第一金属材料相比具有较低熔点。此外，在内部空间(18)中设置有第二非金属的并且在标准条件下非气态的导热部件(22)，所述导热部件与气体(24)相比具有较高的热导率(λD)。

Description

用于气体放电灯的电极和气体放电灯
技术领域
本发明涉及一种用于气体放电灯的电极，其中电极具有由第一金属材料构成的电极本体，并且其中电极本体包围气密地封闭的内部空间。此外，电极具有由第二金属材料构成的第一导热部件，所述第一导热部件设置在内部空间中，其中第二金属材料与第一金属材料相比具有较低的熔点。此外属于本发明的还有具有电极的气体放电灯。
背景技术
本发明基于用于气体放电灯、尤其用于竖直运行的高压气体放电灯的电极的领域。这种灯例如借助汞等离子体工作，所述汞等离子体在两个相对置的电极、即阳极和阴极之间产生，所述电极通常由石英泡壳包围。这种灯的一个实例是汞高压放电灯(例如OSRAM
Figure BDA0002300817740000011
灯)，所述汞高压放电灯尤其可以用于光刻。在所述灯中的热负荷通常是非常大的，使得出现阳极和阴极材料的蒸发，所述阳极和阴极材料通常由钨构成，所述钨可能具有添加物。由此通常得到减小的光功率，其一方面受电极的可能的变形和回火燃烧影响，另一方面受如下内容影响：蒸发的材料可以在灯的玻璃泡壳上沉积，由此出现发黑，所述发黑同样降低光收益。因此，不仅对于电极的使用寿命而言，而且也对于这种气体放电灯整体的使用寿命而言，尽可能有效的冷却或热量从电极的尽可能有效的输出是值得期望的。
结合于此，EP 1 357 579 B1描述一种具有一对相对置的电极的放电灯，其中电极中的至少一个电极具有：电极本体，在所述电极本体中构成有气密地封闭的内部空间；和导热体，所述导热体部分地填充内部空间。所述导热体由金属构成，所述金属与构成电极本体的金属、尤其钨相比具有较高的热导率或较低的熔点。在此，导热体包含如下金属中的一种：金，银，铜，铟，锡，锌和铅。气密地封闭的内部空间的未由导热体填充的剩余部分由气体填充。在灯运行期间，引入的金属导热体完全地熔化。因为所述气密的导热体与电极本体相比具有较高的热导率，相对于阳极本体可以提供改进的散热，所述阳极本体通常完全由钨构成，并且在此阳极的尖部值温度下降并且钨的蒸发减少。这引起灯泡壳的较少的发黑和改进的维护状态。尽管如此仍然力求，更有效地形成散热。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种用于气体放电灯的电极和一种气体放电灯，其能够实现从电极的进一步改进的散热。
所述目的通过具有根据相应的独立权利要求的特征的电极和气体放电灯来实现。本发明的有利的设计方案是从属权利要求、说明书以及附图的主题。
根据本发明的用于气体放电灯的电极具有由第一金属材料构成的电极本体，其中电极本体包围气密地封闭的内部空间。此外，电极具有由第二金属材料构成的第一导热部件，所述第一导热部件设置在内部空间中，其中第二金属材料与第一金属材料相比具有较低的熔点。此外，在内部空间中设置有非金属的并且在标准条件下非气态的第二导热部件，所述第二导热部件与气体相比具有更高的热导率。
在此将气体理解成在标准条件下为气态的任意物质。在此还将标准条件理解成25摄氏度的温度和1.00bar的压力。
在此，本发明基于如下知识，除了金属导热体之外可以引入到内部空间的剩余区域中的全部气体相对于电极本体和金属导热体仅非常强烈降低地将热量导出。对此也可以少量地改进气体的热导率随温度的增大，因为气体的热导率也对于非常高的温度、尤其高于1000开尔文的温度仍在大多数情况下低于1瓦特每米和每开尔文。相反地，现在有利地，内部空间的未由第一金属导热部件填充的所述剩余区域的热导率在如下情况下明显提高：所述剩余区域至少并非仅由气体填充，而是包括非金属的和非气态的另外的第二导热部件，所述第二导热部件与气体、尤其全部气体在标准条件下相比具有较高的热导率。在此，可以考虑大量这种非金属的并且非气态的部件，所述部件如在下文中详细描述的那样具有明显更高的热导率，尤其以便与气体相比具有更多量级。因此有利地，通过所述附加的第二导热部件可以明显地提高从电极的散热。
电极本体在此可以由主要部件以及由用于封闭主要部件的罩元件形成，所述主要部件例如以容器的形式构成。此外，第一金属材料优选至少大部分为钨。换言之，电极本体优选大部分由钨形成，尤其基本上完全由钨形成。例如，电极本体可以完全地由钨构成，除了钨材料例如由在0.01-10重量％的范围内的氧化钍、氧化镧、氧化锆以及碳和/或钾的可选的掺杂之外。碳和/或钾的掺杂例如可以在百万分之1重量百分比和最高百万分之100重量百分比之间。通过掺杂有利地例如可以提高电极的电极发射率。电极本体的罩部件此外通常与电极平台或电极尖部相对置地设置，在所述电极平台或电极尖部上在放电灯运行时出现放电电弧。如在开始描述的那样，根据本发明的电极和其设计方案优选在竖直运行的放电灯中使用。电极在其常规的运行位置中设置成，使得通常围绕电极轴线旋转对称地构成的电极的电极轴线同样竖直地定向，并且电极本体的罩元件设置在电极平台或电极尖部之上。
通常，在这种放电灯运行时，在电极上从电极平台或电极尖部起始朝向电极支架或电极罩的方向出现温度梯度，沿所述方向也应导出热量。电极在其平台或其尖部的区域中具有最大温度。在那里温度可以远远高于2000摄氏度，尤其直至大致2700摄氏度或更高。在电极罩的区域中，相反地温度典型地仅仍处于1500摄氏度的范围内。由第二金属材料构成的第一导热部件现在优选地构成为，其熔点低于电极的所述典型的工作温度，使得所述导热部件在运行期间处于液态。这能够实现从电极本体朝向所述液态金属并且继续经由第二导热部件朝向电极罩的方向的尤其好的散热。第二导热部件相反地优选实现为，使得所述第二导热部件在电极的典型的工作温度下不处于液态，而是还处于固态。相应地因此优选的是，第二导热部件与第二金属材料相比具有更高的熔点。尤其地，所述第二导热部件的熔点高于1500摄氏度，优选还明显更高。此外也优选的是，第二导热部件与第二金属材料相比具有更小的密度。这引起，在描述的竖直运行中，所述第二导热部件安置在第一导热部件上，如覆盖层的形式。
在本发明的一个有利的设计方案中，第二导热部件包括粉末或者构成为粉末。通过导热部件的所述颗粒状的结构，所述导热部件可以尤其好地分布在第一导热元件上并且在第一和第二导热部件之间的接触面由此是尤其大的，这有利地促进从第一导热部件到第二导热部件上的热传递。
在此，本发明的一个优选的设计方案提出，粉末具有金刚石粉末或为金刚石粉末。这是尤其有利的，因为刚好金刚石具有极其高的热导率。由此，从金属的第一导热部件经由所述金刚石粉末朝向电极罩的方向的散热可以被优化。尤其地，金刚石的热导率明显高于通常在内部空间的所述剩余区域中使用的气体、如氩气的热导率。金刚石的另一优点此外也在于，所述金刚石在提出的使用范围内稳定地保持为固态。具有3.52克每立方厘米的密度的金刚石也有利地明显比典型的液态金属更轻，所述液态金属用作为第一导热部件。这因此刚好有利于如所描述的竖直运行，因为通过金属导热体、即第一导热部件的融化，在运行期间金刚石颗粒在液态金属的表面上偏析并且形成层，所述层也可以作为具有小份额的液态金属的异质的混合物存在。另一优点此外也在于，通过金刚石的相对小的可润湿性和液态金属的表面应力，在典型的工作温度下构成弯月面，所述弯月面附加地增大在偏析的金刚石粉末和液态金属之间的接触面从而沿竖直方向附加地还可以进一步地改进散热。尽管由小的可润湿性造成弯月面的构成是有利的，因为通过这种弯月面增大在第一和第二导热部件之间的边界面，但另一方面小的可润湿性也造成在粉末和第一导热部件之间的小的局部接触面。相应地，放弃构成弯月面也可以有利于，例如通过适合的覆层，如在下文中更详细描述的那样，提高粉末的可润湿性。
尽管金刚石粉末具有尤其好的特性，以便能够实现如所描述的那样的尽可能有效的散热，但是作为第二导热部件，其他材料也是可行的。
例如，本发明的另一有利的设计方案提出，粉末包括陶瓷材料。也存在多种陶瓷材料，所述陶瓷材料同样满足在上文中提到的特征，即具有尤其高的熔点，使得其在电极的典型的工作温度下仍处于固态，并且同时也与对于第一导热部件典型地使用的金属材料相比具有更小的密度，以及良好的导热特性，尤其高的热导率，所述热导率又明显高于气体在标准条件下的热导率。此外，陶瓷材料通常也比金刚石粉末明显成本更低。
在此尤其有利的是，陶瓷材料包括氮化硼和/或氮化铝。通过所述陶瓷材料也能够以与针对金刚石粉末所描述的相同的方式同样与迄今为止可能的相比提供明显更有效的散热。通常，但是也可以使用其他的氮化物的和非氮化物的陶瓷。
此外，粉末、即例如金刚石粉末和/或由陶瓷材料构成的粉末可以具有至少5微米和最大处于个位的毫米范围内、尤其最大1毫米的粒度。粒度越小，那么粉末成本更低，尤其当在此为金刚石粉末时如此。因此如果例如使用粒度在5微米和100微米之间的范围内的粉末时，那么电极可以尤其低成本地并且尽管如此关于散热尤其有效地构成。如果粉末的粒度例如位于500微米和1毫米之间的范围内或者甚至更高，那么散热的效率可以附加地提升。
在本发明的另一有利的设计方案中，粉末的颗粒具有用于提高粉末由第一导热部件的可润湿性的覆层。这种覆层例如可以为金属覆层或者也可以为非金属的覆层。例如，金刚石表面由液态金属的润湿典型地不表现为非常强。通过提高可润湿性，也可以提高在第一导热部件和金刚石粉末、或还有由陶瓷材料构成的粉末之间的接触面从而改进热传递。这现在能够有利地通过用于提高粉末由第一导热部件的可润湿性的覆层来实现。这种覆层因此构成为，使得被覆层的粉末由第一导热部件的得出的可润湿性比在没有所述覆层的情况下粉末由第一导热部件的可润湿性更大。通过所述改进的润湿，那么有利地，液态金属在偏析的金刚石粉末层或一般而言在偏析的粉末层中的提高的积聚可以通过毛细血管力的作用来实现。此外，通过靠近表面的、对流流动使得颗粒容易沉入。借此，附加地提高粉末与液态金属的热耦合，并且更进一步地提高在阳极本体中的竖直散热。通过更强的可润湿性，尽管可能上述弯月面不再强烈地表现出，然而从中仍推导出其他优点。这引起造成，第二导热部件在中央区域中，即在电极轴线的区域中，进一步地远离电极平台或电极尖部，从而不再承受高的温度。
这一方面能够实现将低成本的陶瓷材料用作为第二导热部件，其熔点不像金刚石的相变温度那么高，不具有所述陶瓷部件作为第二导热部件在运行期间融化的风险。关于将金刚石、尤其金刚石粉末用作为第二导热部件，所述温度减小具有如下优点，金刚石的热导率随着温度降低而升高。这附加地有助于提高的散热。尽管如此，粉末、例如金刚石粉末或由陶瓷材料构成的粉末也可以在未覆层的情况下用作为第二导热部件，或者第二导热部件为未覆层的粉末。由此，同样可以提供非常好的散热，所述散热通过构成上述弯月面仍附加地提高，并且同时可以在没有覆层的条件下成本更低地且更有时间效率地制造这种粉末。
在本发明的另一有利的设计方案中，覆层与第一导热部件相比具有较高的熔点。尤其地，覆层的熔点优选同样至少为1500摄氏度。换言之，有利的是，覆层构成为，使得所述覆层在运行期间不融化。由此，有利地，在运行期间也持久地维持粉末的提高的可润湿性。
此外有利的是，覆层具有在10纳米和1微米之间的厚度。所述覆层因此非常薄地构成，并且尤其完全地包围粉末的颗粒。这种薄的覆层具有大的优点，由此被覆层的粉末的有效热导率整体上可以最大化，因为第二导热部件典型地具有比覆层更高的热导率。
由碳化钼(Mo2C)或碳化钨(WC)构成的覆层已经证实为是尤其有利的从而尤其优选的。所述材料此外是极其耐热的并且具有大于2600摄氏度的熔点。尽管如此，也可以考虑其他材料作为用于提高可润湿性的覆层。一般而言，根据本发明的另一有利的设计方案提出，覆层具有至少一种如下材料或者由如下材料中的至少一种构成：钼、碳化钼、钨、碳化钨、锆、碳化锆、铼和碳化铼。通过全部这些材料，有利地可以实现可润湿性的提高，从而散热的效率提高。
此外优选的是，第一导热部件包括铜和/或银和/或金。刚好这三种金属在运行中存在的温度下融化并且特征在于其尤其高的热导率，最靠前的是银，跟随着铜。在使用由银或铜构成的第一导热部件时的特别大的优点此外还有，第二导热部件的可润湿性通过设置由上述材料之一构成的覆层可以提高。换言之，可润湿性的提高可以通过包括钨、钼、铼或所属的碳化物之一、刚好在将铜或银用作为液态导热体的情况下实现。
此外，在内部空间中此外也能够设置有气体，尤其惰性气体。由此，在运行中在从室温过渡到高温时可以良好地拦截其余部件的体积改变。
附加地，在密封的空间中也可以存在氧气吸气剂。
此外尤其有利的是，电极构成为阳极。这是尤其有利的，因为阳极通常承受明显更高的温度从而更有效的热传递刚好结合阳极尤其有利地作用于其使用寿命或其载流能力。
此外，本发明也涉及一种具有根据本发明的电极的气体放电灯或其设计方案。优选地，在此仅放电灯的两个电极中的一个电极、尤其优选阳极构成为根据本发明的电极或其设计方案。此外，放电灯优选地构成为高压气体放电灯，尤其构成为汞高压气体放电灯。这种灯例如在光刻中使用。放电灯可以具有对于这种灯而言常见的其他部件，如放电容器，放电空间，所述放电空间由气体混合物填充并且在所述放电空间中存在电极，和其他部件。放电容器例如可以例如通过相应的玻璃泡壳来提供。用于填充放电空间的气体混合物例如可以包含汞和/或一种或多种惰性气体，如氩气、氙气或氪气。此外，两个电极设置成，使得其相应的电极平台或电极尖部彼此相向并且此外阳极和阴极彼此同轴地设置，使得其相应的电极轴线理想地位于一条直线上。
对于根据本发明的电极和其设计方案提到的优点以同样的方式适用于根据本发明的放电灯。
附图说明
本发明的其他优点、特征和细节从下面对优选的实施例的描述中以及根据附图得出。
在此示出：
图1示出根据本发明的一个实施例的具有电极的气体放电灯的示意图；
图2示出金刚石的与温度相关的热导率的图形视图；和
图3示出氩气的与温度相关的热导率的图形视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的一个实施例的具有电极12的气体放电灯10的示意图。优选地构成为汞高压气体放电灯的气体放电灯10除了所述第一电极12之外还具有另一电极14。此外，所述放电灯10为竖直运行的放电灯10，使得两个电极12、14的彼此平行伸展的、尤其在一条线上伸展的电极轴线同样竖直地定向。此外，第一电极12在该实例中构成为阳极，而第二电极14为阴极。阳极12此外设置在阴极14之上并且阳极12的电极平台12a朝向阴极14的电极尖部14a，其中在电极平台12a和电极尖部14a之间最终构成放电电弧。此外，两个电极12、14设置在放电容器15、例如玻璃泡壳中。
此外，所述高压气体放电灯10优选地借助非常高的功率运行，尤其在千瓦范围内的功率。由此，首先在阳极12上出现非常高的温度，并且热量必须相应地从阳极12尽可能有效地导出，以便提高阳极12的使用寿命或能够实现要求的载流能力。尤其有效的散热现在能够如下实现：
根据本发明的该实施例的第一电极12具有电极本体16，所述电极本体包围气密地封闭的内部空间18。电极本体16又划分成基本体16a以及罩16b。两件式的构成方案用于，在制造这种电极12时可以在基本体16a中，尤其在内部空间18中，填入其他的、随后描述的材料，并且将内部空间18随后相应地用罩16a气密地封闭，例如借助于焊接连接。电极本体优选地几乎完全地、尤其除了可选的掺杂之外完全地由钨构成。
阳极12此外可以具有垂直于其轴线、即沿X方向的总直径，所述总直径位于个位数的厘米范围内，例如设计成3.5厘米。电极本体16的壁厚例如可以在5和6.5毫米之间。沿着阳极轴线，也就是说在示出的Y方向上，阳极12可以具有例如70毫米的最大伸展。
在所述内部空间18之内现在一方面设置有由金属材料构成的导热部件20。所述第一导热部件20的金属材料在此具有比电极本体16更低的熔点，尤其如下熔点，所述熔点低至使得所述第一导热部件在运行期间从大约1100摄氏度开始融化。优选地，所述第一导热部件20由银构成，因为首先银相对于其他金属而言特征在于尤其高的热导率。但是，其他材料、如例如铜或金由于其相当高的热导率可以考虑用作为第一导热部件20。原则上，其他金属、如例如锌或铅也适合，然而这在本文中是不那么优选的，因为所述金属相对于在上文中提到的金属，金、银和铜具有明显更小的热导率。
因此，所述第一导热部件20优选地具有大于电极本体的热导率的热导率。由此，与例如在阳极12实心地构成的情况下相比，热量可以从电极平台12a经由所述第一导热部件20明显更有效地向上导出。
在内部空间18的其余区域中，通常设置有气体。气体然而相对于固体典型地具有明显更小的热导率。为了直观说明所述内容，氩气的热导率λA示例性地关于以开尔文K为单位的温度T在图3中以图形的方式示出。在气体的情况下，在100摄氏度下具有0.172W/(m*K)的氢气和在100摄氏度下具有0.134W/(m*K)的氦气尤其具有最高的热导率。相对于钨电极本体和用于第一导热部件20的具有高于100W/(m*K)的热导率的所述金属因此将全部气体导出，所述气体终归可以置于气密封闭的空腔18中，所述热量仅非常强地降低。因此，气体的热导率随温度的升高也可以略微改进，如这根据图3中的氩气的实例可见的那样。
通过本发明和其实施例，现在有利地，这种气体的差的热导率基本上通过将非金属的第二导热部件22附加地引入到气密密封的内部空间18中明显改进，其在那里占据否则由气体填充的大部分的体积份额。在所述内部空间18的剩余区域中，然而可以引入气体24、尤其惰性气体、如例如氩气。
所述第二导热部件22现在优选地构成为金刚石粉末，但是一般而言也可以通过其他材料提供，尤其陶瓷材料，如例如氮化硼或氮化铝。金刚石相对于气体、如氩气具有非常高的热导率，如在图2中示意性地图解说明。图2在此示出金刚石的热导率λD与以开尔文K为单位的温度T的关联性。通过比较图2和图3，快速地可见，金刚石的热导率甚至在所述热导率随温度升高而下降时也在高的温度范围内始终比氩气或其他惰性气体的热导率高多个数量级。此外，金刚石由于其高于3550摄氏度的高的相位转换温度在预定的温度使用范围内稳定地处于固态。借助每立方厘米3.52克的密度，金刚石也比用作为第一导热部件20的液态金属明显更轻。所述事实由于当前的高压放电灯10的竖直的运行方式是尤其有利的，并且在本发明的范围内也可利用。通过金属导热体、即第一导热部件20在运行期间的融化，第二导热部件22的金刚石颗粒在液态金属的表面上偏析并且形成层，所述层也可以作为具有小份额的液态金属的异质混合物存在。因此例如如果内部空间18由作为第一导热部件20的银颗粒和作为第二导热部件22的金刚石粉末构成的混合物填充并且所述混合物在内部空间18中高于银的在氩气氛围中的熔点例如置于1200摄氏度，作为结果出现上述表现。因此，第二导热部件22的能非常好地导热的金刚石颗粒优选地替代在大部分空腔中的气体从而非常明显地改进电极的迄今为止的技术构成方案。此外，通过液态金属、即第一导热部件20的表面应力，构成弯月面，所述弯月面在图1中也清楚地可见。所述弯月面增大在偏析的金刚石粉末、即第二金属部件22和液态金属、即第一导热部件20之间的接触面，附加地且改进地由此沿竖直方向、即沿示出的坐标系的Y方向的散热附加地进一步改进。
有效的散热此外也可以通过如下措施提供或更进一步地提高：金刚石表面由液态金属的润湿原则上不表现为非常强的。更高的润湿提高从第一导热部件20到第二导热部件22的热传递。金刚石粉末的所述可润湿性现在能够有利地通过金刚石粉末由薄层的覆层提高，其熔点高于第一导热部件20的液态金属的出现的温度，并且优选地附加地在其中具有非常小的或甚至没有可溶性。由此，确保所述覆层在金刚石上的稳定性。这尤其对于钨、钼、铼或铱以及对于相应的碳化物在将铜或银用作为在运行期间为液态的第一导热部件20时是这种情况。通过改进的润湿，由于毛细血管里的效果能够实现第一导热部件20的液态金属在偏析的金刚石粉末层中的提高的聚集。由此，附加地提高第二导热部件22的金刚石粉末与液态金属的热耦合，并且进一步提高在阳极本体中的竖直散热。最后，由此有利地通过提高的散热可以进一步地降低阳极的尖部温度，并且降低钨的蒸发并且提升维护状态。
整体上，实例示出如何通过本发明和其实施方式可以提供电极，所述电极通过将非金属的和非气态的部件附加地引入到气密地封闭的内部空间中可以提供从电极的明显更有效的散热，其中所述部件在那里占据否则用气体填充的体积份额的大部分。
附图标记列表：
10 气体放电灯
12 阳极
12a 阳极平台
14 阴极
14a 阴极尖部
15 放电容器
16 阳极本体
16a 基本体
16b 罩
18 内部空间
20 第一导热部件
22 第二导热部件
24 气体
λA 氩气的热导率
λD 金刚石的热导率
T 温度

Claims (17)

1.一种用于气体放电灯(10)的电极(12，14)，其中所述电极(12，14)具有：
-由第一金属材料构成的电极本体(16)，其中所述电极本体(16)包围气密地封闭的内部空间(18)；和
-由第二金属材料构成的第一导热部件(20)，所述第一导热部件设置在所述内部空间(18)中，其中所述第二金属材料与所述第一金属材料相比具有较低的熔点；
其特征在于，
在所述内部空间(18)中设置有非金属的并且在标准条件下非气态的第二导热部件(22)，所述导热部件与气体(24)相比具有较高的热导率(λD)。
2.根据权利要求1所述的电极(12，14)，
其特征在于，
所述第二导热部件(22)与所述第二金属材料相比具有较高的熔点和较小的密度。
3.根据上述权利要求中任一项所述的电极(12，14)，
所述第二导热部件(22)包括粉末。
4.根据权利要求3所述的电极(12，14)，
其特征在于，
所述粉末具有金刚石粉末。
5.根据权利要求3或4所述的电极(12，14)，
其特征在于，
所述粉末包括陶瓷材料。
6.根据权利要求5所述的电极(12，14)，
其特征在于，
所述陶瓷材料包括氮化硼和/或氮化铝。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的电极(12，14)，
其特征在于，
所述粉末具有至少5微米和最大在个位数的毫米范围内、尤其最大为1毫米的粒度。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的电极(12，14)，
其特征在于，
所述粉末的颗粒具有覆层，用于提高所述粉末由所述第一导热部件(20)的可润湿性。
9.根据权利要求8所述的电极(12，14)，
其特征在于，
所述覆层与所述第一导热部件(20)相比具有较高的熔点。
10.根据权利要求8或9所述的电极(12，14)，
其特征在于，
所述覆层具有下述材料之一或者由下述材料之一构成：
-钼；
-碳化钼；
-钨；
-碳化钨；
-锆；
-碳化锆；
-铼；
-碳化铼。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的电极(12，14)，
其特征在于，
所述覆层具有在10纳米和1微米之间的厚度。
12.根据上述权利要求中任一项所述的电极(12，14)，
其特征在于，
所述第一导热部件(20，22)包括铜和/或银和/或金。
13.根据上述权利要求中任一项所述的电极(12，14)，
其特征在于，
在所述内部空间(18)中此外设置有惰性气体(24)。
14.根据上述权利要求中任一项所述的电极(12，14)，
其特征在于，
所述电极(12，14)构成为阳极(12)。
15.一种气体放电灯(10)，所述气体放电灯具有至少一个根据上述权利要求中任一项所述的电极(12，14)。
16.根据权利要求15所述的气体放电灯(10)，
其中在竖直运行中，所述电极(12，14)在上部设置，并且通过所述第一导热部件(20)的金属材料的融化，所述第二导热部件(22)的颗粒在所述第一导热部件(20)的液态金属的表面上偏析并且形成层。
17.根据权利要求16所述的气体放电灯(10)，
其中所述第二导热部件(22)包括粉末，尤其金刚石粉末和/或陶瓷粉末。
CN201911220922.2A 2018-12-04 2019-12-03 用于气体放电灯的电极和气体放电灯 Pending CN111276388A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018220944.8 2018-12-04
DE102018220944.8A DE102018220944A1 (de) 2018-12-04 2018-12-04 Elektrode für Gasentladungslampe und Gasentladungslampe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111276388A true CN111276388A (zh) 2020-06-12

Family

ID=70680887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911220922.2A Pending CN111276388A (zh) 2018-12-04 2019-12-03 用于气体放电灯的电极和气体放电灯

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2020098774A (zh)
CN (1) CN111276388A (zh)
DE (1) DE102018220944A1 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1453820A (zh) * 2002-04-26 2003-11-05 优志旺电机株式会社 放电管
WO2009046750A1 (de) * 2007-10-02 2009-04-16 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Sockel für eine entladungslampe und verfahren zum herstellen eines sockels für eine entladungslampe
JP2012133994A (ja) * 2010-12-21 2012-07-12 Orc Manufacturing Co Ltd 放電ランプ
JP2015140456A (ja) * 2014-01-28 2015-08-03 住友電気工業株式会社 複合材料、半導体装置、及び複合材料の製造方法
CN106783518A (zh) * 2017-02-10 2017-05-31 吴喜荣 一种超高压汞灯电极以及超高压汞灯

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1453820A (zh) * 2002-04-26 2003-11-05 优志旺电机株式会社 放电管
WO2009046750A1 (de) * 2007-10-02 2009-04-16 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Sockel für eine entladungslampe und verfahren zum herstellen eines sockels für eine entladungslampe
JP2012133994A (ja) * 2010-12-21 2012-07-12 Orc Manufacturing Co Ltd 放電ランプ
JP2015140456A (ja) * 2014-01-28 2015-08-03 住友電気工業株式会社 複合材料、半導体装置、及び複合材料の製造方法
CN106783518A (zh) * 2017-02-10 2017-05-31 吴喜荣 一种超高压汞灯电极以及超高压汞灯

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020098774A (ja) 2020-06-25
DE102018220944A1 (de) 2020-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6936956B2 (en) Discharge lamp having an electrode body with a hermetically sealed space that is partially filled with a heat conductor
CN103418932A (zh) 钎焊组合物和相关装置
JP4993115B2 (ja) 高圧放電ランプ
JP2010129375A (ja) ショートアーク型放電灯用電極
CN1274473A (zh) 长使用寿命的高压气体放电灯电极
MXPA01013071A (es) Metodo y aparato para formar particulas policristalinas.
KR101460000B1 (ko) 세라믹 방전 용기를 구비한 고압 방전 램프
US8642917B2 (en) Highly ordered structure pyrolitic graphite or carbon-carbon composite cathodes for plasma generation in carbon containing gases
CN111276388A (zh) 用于气体放电灯的电极和气体放电灯
CA2242105C (en) High-pressure discharge lamp with a cooled electrode
US11170987B1 (en) Short-arc discharge lamp
CN101794704B (zh) 放电灯
JP5363174B2 (ja) ショートアーク型放電灯
US2682007A (en) Compact type electrical discharge device
JPH02220346A (ja) 重水素放電管の傍熱陰極
JP7223162B2 (ja) ガス放電ランプのための電極およびガス放電ランプ
US20080093970A1 (en) Electrode for a high-intensity discharge lamp
JP2023046479A (ja) 放電ランプ及び放電ランプ用電極の製造方法
RU2486718C2 (ru) Установка для плазменно-дуговой плавки
US20150008821A1 (en) Hermetically sealed ceramic discharge lamps
JP2013118202A (ja) ショートアーク型放電灯用電極
JP2022042331A (ja) 電子銃装置
JP2023079396A (ja) 放電ランプ、及び当該放電ランプに使用される電極
Ushio et al. Study of tungsten electrode at high current operation
JPH02214178A (ja) ホロー陰極型放電デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination