DD287589A5

DD287589A5 - METHOD FOR PRODUCING A MICRO-CONTAINING DOSING BODY FOR A DISCHARGE LAMP

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}The invention relates to a method for producing a mercury-containing Dosierkoerpers for a discharge lamp. The metering body serves to introduce a precisely metered amount of mercury into the discharge vessel of a discharge lamp, in particular a compact fluorescent lamp. According to the invention, the alloying components (mercury and carrier material) are introduced into a crucible and then cold-pressed at a pressure of 450 to 550 kpcm 2. After cold pressing, the alloy components are heated to a temperature of up to 900 K in the course of 360 seconds at an argon nozzle pressure of 2.6103 Pa to 5.3103 Pa. The cooling of the melt by means of zone melting at 1-20 K / min under inert gas atmosphere and subsequent crushing of the solidified melt by granulation or grinding to a particle size between 0.1 and 4.0 mm. Lithium and / or cobalt can be added to the alloy components as a melting additive. {Process; manufacture; mercury-containing dosing body; Discharge lamp; Alloy components; Melt additive; Melt; Korngroesze}

Description

Field of application of the invention

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.The invention relates to a method for producing a mercury-containing dosing body for a discharge lamp. The metering body serves to introduce a precisely metered amount of mercury into the discharge vessel of a discharge lamp, in particular a compact fluorescent lamp.

Characteristic of the known technical solutions

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.A prerequisite for the operation of almost all discharge lamps is the introduction of a precisely metered amount of mercury in the discharge vessel. When operating the lamp, the mercury evaporates (in the case of high-pressure lamps completely). Thus, the operating pressure of the lamp is set by the introduced amount of mercury in connection with the inflation pressure of the argon and the operating voltage and the electrical power.

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.In the usual dosing the mercury is introduced in droplet form or in the form of halide compounds from a metering device via a pump nozzle or directly into the discharge vessel. When liquid mercury is used, it is not possible to guarantee precise dosing of very small quantities due to the surface tension. The discharge vessels are dosed with a larger amount of mercury, thereby the quality of the lamps, in particular with regard to the luminous flux and the color locus, can be reduced. Furthermore, there is an increased consumption of mercury and thus a greater workplace and environmental impact.

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.Furthermore, methods are known in which the liquid mercury is in closed containers. According to DE-AS 2511417, the liquid mercury is in a container which is arranged in the exhaust tube. In DE-OS 2340859, a capsule mounted within a lamp envelope contains the dosing material. The capsule is opened from the outside by a beam of a laser device. A disadvantage of this method is that a range dos discharge vessel is kept free of phosphor so that it is transparent to the laser beam. Furthermore, DE-OS 2161024 is known. In this case, the mercury is again in a closed Kapsul near the electrodes. The capsule is opened by induction. According to DE-AS 2410400, the mercury, which is located as a supply of mercury amalgam in the exhaust tube, is released by heating. In DE-OS 3545073 a porous compact is presented as a storage element for liquid mercury for dosing and in DE-OS 3545048 the process for the preparation of the memory element is described. The production of the memory element is subject to a complex processing method. It takes place via an electrolysis process with subsequent annealing and a Granuliorverfahren. When using a Prcßkörpers as a mercury storage element, however, a pollution of the environment by mercury can not be excluded because mercury can accumulate in the form of drops on the surface of the storage element.

Ziel der ErfindungObject of the invention

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.The aim of the invention is to enable a technically simple and accurate metering of mercury discharge ;: mpo and to achieve a reduction in workplace and environmental pollution by mercury.

Dcrlegung the essence of the invention

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.The object of the invention is to provide a method for producing a mercury-containing dosing body for a discharge lamp, in order to enable precise metering of a defined amount of mercury into a discharge lamp, in particular into a compact fluorescent lamp.

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.According to the invention, this object is achieved in that the alloying ingredients are introduced into a crucible and then cold pressed at a pressure of 450 to 550kpcrrT ² . After cold pressing, the alloy components are heated within 360s to a temperature of up to 900 K at an argon scavenging pressure of 2.6 × 10 ³ Pa to 5.3 × 10 ³ Pa. The sintering process is driven close to full densification. The cooling of the melt by means of zone melting at 1-20 K / min under a protective gas atmosphere and subsequent crushing of the solidified melt by granulation or grinding to a particle size between 0.1 and 4.0 mm. Lithium and / or cobalt can be added to the alloy constituents as a melting additive.

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.Suitable alloying constituents are metals of the 2nd, 3rd and 5th main group and the 1st, 2nd and 8th subgroup of the Periodic Table of the Elements, wherein at least one of the metals iron, zinc, tin, cadmium, antimony, aluminum is used as the carrier material , Bismuth, copper or nickel, preferably zinc and combines with the mercury to form a solid and air-stable alloy while maintaining the physical properties, in particular the Dampfdruckverhattens.

Exemplary embodiments The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. example 1 To produce a dosing body for a discharge lamp, the liquid mercury is combined with a suitable Carrier material, for example zinc, filled in a crucible and cold pressed (pressing pressure around 500kpcm ~ ^a ). The Compound is made by fusing together 95 to 55 wt% of zinc having a particle size of 0.1 to 0.55 mm and 5 to

45Gew.-% Quecksilber durch Erhitzung innerhalb von 360s auf eine Temperatur von 673 K erhalten. Die Abkühlung erfolgt in45% by weight of mercury obtained by heating within 360s to a temperature of 673 K. The cooling takes place in

Form of zone melting at 5 K / min. The Schmolz- and cooling process is at a flushing pressure of 2.6 χ 10 ³ Pa

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.to 5.3 x 10 ³ Pa under argon. At 520K there is a breakpoint of 40s during the melt phase. The solidified melt is subjected to a granulation process.

The metering body is introduced into the discharge vessel with the argon metering stream. Example 2 The preparation of a metering body for a discharge lamp is carried out according to the following method:

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.1. zinc and mercury are filled with addition of cobalt as a melt additive in a crucible and cold-pressed (pressing pressure to 500kpcm ^"2). The particle size of the zinc is between 0.1 and 0.5 mm.

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.2. The melting process takes place within 36Qs at an argon purging pressure of 2.6 x 10 ³ Pa to 5.3 x 10 ³ Pa up to a temperature of (670 ± 10) K. At (520 ± 20) K there is a breakpoint of 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.3. The cooling of the melt takes place in the form of a zone melting process at 5 K / min with an argon flushing power of 2.6 × 10 ³ Pa to 5.3 × 10 ³ Pa.

4. Zusammensetzung4. Composition

Zink 98,0-50,0 Gew.-%Zinc 98.0-50.0% by weight

Mercury 1.9-40.0% by weight

Kobalt 0,1-10,0Gew.-%Cobalt 0.1-10.0% by weight

5. Zerkleinern der erstarrten Schmelze5. Grinding the solidified melt

6. Der hergestellte Dosiorkörpor wird in einer Entladungslampe stationiert,6. The prepared dosing stock is stationed in a discharge lamp,

Claims

1. A method for producing a mercury-containing dosing body for a discharge lamp, consisting of mercury and one or more carrier material (s), which undergo an alloy with the mercury while maintaining the physical properties, characterized by the following method steps

- Introducing the alloy components in a crucible and then cold pressing the alloy components at a pressure of 450 to 550kpcnrT ²

Heating the alloying components within 360s to a temperature of up to 900 K at an argon scavenging pressure of 2.6 x 10 ³ Pa to 5.3 x 10 ³ Pa

- Cooling of the melt by zone melting in the range of 1-20 K / min under a protective gas atmosphere and then crushing the solidified melt by granulation or grinding to a particle size between 0.1 and 4.0 mm.

2. A process for the preparation of a mercury-containing dosing body for a discharge lamp according to claim 1, characterized in that the alloy constituents, a melt additive is added.

3. A process for producing a mercury-containing dosing body for a discharge lamp according to claim 1 and 2, characterized in that is used as Schreltzzus Jtz lithium and / or cobalt.