DD287589A5

DD287589A5 - Verfahren zur herstellung eines quecksilberhaltigen dosierkoerpers fuer eine entladungslampe

Info

Publication number: DD287589A5
Application number: DD89332269A
Authority: DD
Inventors: Horst Gohlke; Joachim Trotz
Original assignee: Kombinat Veb Narva "Rosa Luxemburg",De
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1991-02-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines quecksilberhaltigen Dosierkoerpers fuer eine Entladungslampe. Der Dosierkoerper dient zum Einbringen einer genau dosierbaren Menge Quecksilber in das Entladungsgefaesz einer Entladungslampe, insbesondere einer kompakten Leuchtstofflampe. Erfindungsgemaesz werden die Legierungsbestandteile (Quecksilber und Traegerwerkstoff) in einen Schmelztiegel eingebracht und anschlieszend bei einem Preszdruck von 450 bis 550 kpcm 2 kaltgepreszt. Nach dem Kaltpressen werden die Legierungsbestandteile innerhalb von 360 s auf eine Temperatur bis 900 K bei einem Argonspueldruck von 2,6103 Pa bis 5,3103 Pa erhitzt. Die Abkuehlung der Schmelze erfolgt mittels Zonenschmelzverfahrens mit 1-20 K/min unter Schutzgasatmosphaere und anschlieszendem Zerkleinern der erstarrten Schmelze durch Granulieren oder Mahlen auf eine Korngroesze zwischen 0,1 und 4,0 mm. Den Legierungsbestandteilen kann Lithium und/oder Cobalt als Schmelzzusatz beigemischt werden.{Verfahren; Herstellung; quecksilberhaltiger Dosierkoerper; Entladungslampe; Legierungsbestandteile; Schmelzzusatz; Schmelze; Korngroesze}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines quecksilberhaltigen Dosierkörpers für eine Entladungslampe. Der Dosierkörper dient zum Einbringen einer genau dosierbaren Menge Quecksilber in das Entladungsgefäß einer Entladungslampe, insbesondere einer kompakten Leuchtstofflampe.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine Voraussetzung für den Betrieb von fast allen Entladungslampen ist das Einbringen einer genau dosierbaren Menge Quecksilber in das Entladungsgefäß. Im Betrieb der Lampe verdamoft das Quecksilber (bei Hochdrucklampen vollständig). Damit wird durch die eingebrachte Quecksilbermenge im Zusammenhang mit dem Fülldruck des Argons der Betriebsdruck der Lampe und über den Betriebsdruck die Brennspannung und die elektrische Leistung eingestellt.

Bei den üblichen Dosierverfahren wird das Quecksilber in Tropfenform oder in Form von Halogenidverbindungen aus einer Dosiervorrichtung über einen Pumpstengel oder direkt in das Entladungsgefäß eingebracht. Bei Anwendung von flüssigem Quecksilber kann eine genaue Dosierung kleinster Mengen auf Grund der Oberflächenspannung nicht gewährleistet werden. Die Entladungsgefäße werden dabei mit einer größeren Menge Quecksilber dosiert, dadurch kann die Qualität der Lampen, insbesondere hinsichtlich des Lichtstroms und des Farbortes, vermindert werden. Weiterhin entsteht ein erhöhter Verbrauch an Quecksilber und damit eine größere Arbeitsplatz- und Umweltbelastung.

Des weiteren sind Verfahren bekannt, bei denen sich das flüssige Quecksilber in geschlossenen Behältern befindet. Nach der DE-AS 2511417 befindet sich das flüssige Quecksilber in einem Behälter, der im Pumpstengel angeordnet ist. In der DE-OS 2340859 enthält eine innerhalb eines Lampenkolbens angebrachte Kapsel den Dosierstoff. Die Kapsel wird von außen durch einen Strahl eines Lasergerätes geöffnet. Nachteilig wirkt sich bei dieser Methode aus, daß ein Bereich dos Entladungsgefäßes frei von Leuchtstoff zu halten ist, damit dieser für den Laserstrahl transparent ist. Weiterhin ist die DE-OS 2161024 bekannt. Hierbei befindet sich das Quecksilber wiederum in einer geschlossenen Kapsul in Elektrodennähe. Geöffnet wird die Kapsel durch Induktion. Nach der DE-AS 2410400 wird das Quecksilber, das sich als Vorrat von Quecksilberamalgam im Pumpstengel befindet, durch Erhitzen freigesetzt. In der DE-OS 3545073 wird ein poröser Preßkörper als Speicherelement für flüssiges Quecksilber zum Dosieren vorgestellt und in der DE-OS 3545048 wird das Verfahren zur Herstellung des Speicherelements beschrieben. Die Herstellung des Speicherelements unterliegt einem aufwendigen Bearbeitungsverfahren. Sie erfolgt über einen Elektrolysevorgang mit nachfolgender Temperung und einem Granuliorverfahren. Bei Anwendung eines Prcßkörpers als Quecksilberspeicherelement kann eine Belastung der Umwelt durch Quecksilber jedoch nicht ausgeschlossen werden, da Quecksilber sich in Tropfenform an der Oberfläche des Speicherelements anlagern kann.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine technisch einfache und genaue Quecksilberdosierung einer Entladung;:' mpo zu ermöglichen sowie eine Erniedrigung der Arbeitsplatz- und Umweltbelastung durch Quecksilber zu erreichen.

Dcrlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, oin Verfahren zur Herstellung eines quecksilberhaltigen Dosierkörpers für eine Entladungslampe anzugeben, um eine genaue Dosierung einer definierten Menge Quecksilber in eine Entladungslampe, insbesondere in eine kompakte Leuchtstofflampe, zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Legierungsbestandteile in einen Schmelztiegel eingebracht und anschließend bei einem Preßdruck von 450 bis 550kpcrrT² kaltgepreßt werden. Nach dem Kaltpressen werden die Legierungsbestandteile innerhalb von 360s auf eine Temperatur bis 900 K bei einem Argonspüldruck von 2,6 χ 10³ Pa bis 5,3 x 10³Pa erhitzt. Der Sinterprozeß wird bis in die Nähe der vollen Verdichtung getrieben. Die Abkühlung der Schmelze erfolgt mittels Zonenschmelzverfahrens mit 1-20 K/min unter Schutzgasatmosphäre und anschließendem Zerkleinern der erstarrten Schmelze durch Granulieren oder Mahlen auf eine Korngröße zwischen 0,1 und 4,0mm. Den Legierungsbestandteilen kann Lithium und/oder Cobalt als Schmelzzusatz beigemischt werden.

Als Legierungsbestandteile eignen sich Metalle der 2., 3. und 5. Hauptgruppe und der 1., 2. und 8. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente, wobei sich als Trägerwerkstoff mindestens eines der Metalle Eisen, Zink, Zinn, Cadmium, Antimon, Aluminium, Wismut, Kupfer oder Nickel, vorzugsweise Zink eignet und sich mit dem Quecksilber zu einer festen und luftstabilen Legierung unter Beibehaltung der physikalischen Eigenschaften, insbesondere des Dampfdruckverhattens, vereinigt.

Ausfuhrungsbeispiele Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Beispiel 1 Zur Herstellung eines Dosierkörpers für eine Entladungslampe wird das flüssige Quecksilber zusammen mit einem geeigneten Trägerworkstoff, beispielsweise Zink, in einem Schmelztiegel eingefüllt und kaltgepreßt (Preßdruck um 500kpcm~^a). Die Verbindung wird durch Zusammenschmelzen von 95 bis 55Gew.-% Zink mit einer Teilchengröße von 0,1 his 0,55mm und 5 bis

45Gew.-% Quecksilber durch Erhitzung innerhalb von 360s auf eine Temperatur von 673 K erhalten. Die Abkühlung erfolgt in

Form eines Zonenschmelzverfahrens mit 5 K/min. Der Schmolz- und Abkühlprozeß wird bei einem Spüldruck von 2,6 χ 10³Pa

bis 5,3 x 10³Pa unter Argon durchgeführt. Um 520K befindet sich während der Schmelzphase ein Haltepunkt von 40s. Dieerstarrte Schmelze wird einem Granulierverfahren unterworfen.

Der Dosierkörper wird mit dem Argon-Dosierstrom in das Entladungsgefäß eingebracht. Beispiel 2 Die Herstellung eines Dosierkörpers für eine Entladungslampe erfolgt nach folgendem Verfahren:

1. Zink und Quecksilber werden unter Zusatz von Kobalt als Schmelzzusatz in einen Schmelztiegel gefüllt und kalt gepreßt (Preßdruck um 500kpcm"²). Die Teilchengröße des Zinks liegt zwischen 0,1 bis 0,5mm.

2. Der Schmelzprozeß erfolgt innerhalb von 36Qs bei einem Argon-Spüldruck von 2,6 x 10³Pa bis 5,3 x 10³Pa bis zu einer Temperatur von (670 ± 10)K. Um (520 ± 20) K befindet sich ein Haltepunkt von 40s.

3. Die Abkühlung der Schmelze erfolgt in Form eines Zonenschmelzverfahrens mit 5 K/min bei einem Argon-Spüldrunk von 2,6 x 10³Pa bis 5,3 x 10³Pa.

4. Zusammensetzung

Zink 98,0-50,0 Gew.-%

Quecksilber 1,9-40,0 Gew.-%

Kobalt 0,1-10,0Gew.-%

5. Zerkleinern der erstarrten Schmelze

6. Der hergestellte Dosiorkörpor wird in einer Entladungslampe stationiert,

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines quecksilberhaltigen Dosierkörpers für eine Entladungslampe, bestehend aus Quecksilber und einem oder mehreren Trägerwerkstoff(en), die mit dem Quecksilber eine Legierung unter Beibehaltung der physikalischen Eigenschaften eingehen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte

- Einbringen der Legierungsbestandteile in einen Schmelztiegel und anschließendem Kaltpressen der Legierungsbestandteile bei einem Preßdruck von 450 bis 550kpcnrT²

- Erhitzon der Legierungsbestandteile innerhalb von 360s auf eine Temperatur bis 900 K bei einem Argonspüldruck von 2,6 x 10³Pa bis 5,3 x 10³Pa

- Abkühlen der Schmelze mittels Zonenschmelzverfahrens im Bereich von 1-20 K/min unter Schutzgasatmosphäre und anschließendem Zerkleinern der erstarrten Schmelze durch Granulieren oder Mahlen auf eine Korngröße zwischen 0,1 und 4,0mm.

2. Verfahren zur Herstellung eines quecksilberhaltigen Dosierkörpers für eine Entladungslampe nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß den Legierungsbestandteilen ein Schmelzzusatz zugesetzt wird.

3. Verfahren zur Herstellung eines quecksilberhaltigen Dosierkörpers für eine Entladungslampe nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Schrnelzzus Jtz Lithium und/oder Kobalt verwendet wird.