DE10047440B4

DE10047440B4 - Trägermaterial

Info

Publication number: DE10047440B4
Application number: DE10047440A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Risch; Ludwig Schuster
Original assignee: SLI Lichtsysteme GmbH
Current assignee: SLI Lichtsysteme GmbH
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: WO2001022464A1; DE10047440A1

Abstract

Trägermaterial für eine Vorrichtung, die als Quecksilberquelle und/oder Gasabsorber (Getter) und/oder Elektrodenabschirmung in Leuchtstofflampen dient, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer ferromagnetischen Legierung mit einer Curie-Temperatur besteht, die höher liegt als die des reinen Eisens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Trägermaterial für eine Vorrichtung, die als Quecksilberquelle und/oder Gasabsorber (Getter) und/oder Elektrodenabschirmung in Leuchtstofflampen dient.
Quecksilber ist ein wesentlicher Bestandteil der Füllung einer Leuchtstofflampe. Neben einem Einbringen einer Dosage von flüssigem Quecksilber ist auch ein Einbringen desselben in fester Form üblich, somit als Legierung bzw. Amalgam. Zu diesem Zweck kann das Quecksilber als ein Bestandteil eines intermetallischen Gemisches entweder in einem metallischen Behälter untergebracht oder auf einem Metallband aufgebracht werden, die jeweils aus dem genannten Trägermaterial bestehen. Das Aufbringen kann beispielsweise durch Aufwalzen eines in Pulverform vorliegenden Gemisches erfolgen.
Wird ein Band aus einem solchen metallischen Trägermaterial verwendet, befindet sich auf demselben vorzugsweise auch noch ein Gettermaterial, und zwar wahlweise auf derselben Seite wie das Quecksilber bzw. wie das Quecksilber enthaltende Gemisch (z.B. Hg, Zr, Ti, Su, Cu etc.) oder auf der dem Quecksilber abgewandten Seite desselben. Dieses Gettermaterial absorbiert gegebenenfalls in der Leuchtstofflampe vorkommende Verunreinigungen. Ein solches Metall-Trägerband kann in vielfältigster Form und Abmessung in der Lampe verwendet werden, u.a. auch als sogenannte Elektrodenabschirmung zwischen Elektrode und Lampenhülle, um von der Elektrode ausgehende Verunreinigungen oder gar eine Schwärzung der Lampenhülle durch beispielsweise Metalldämpfe zu vermeiden.
Um nun die Quecksilberverbindung thermisch aufzuschließen und gegebenenfalls außerdem den Getterprozeß durchzuführen, wird die das Trägermaterial und Quecksilber nebst gegebenenfalls Getter aufweisende Vorrichtung mittels induktiver Erwärmung in einem elektromagnetischen Wechselfeld auf eine hinreichend hohe Temperatur erhitzt.
Es ist bereits bekannt (WO 97/19461 A1 und EP 0 691 670 A2 ), als Trägermaterial bzw. Material für ein metallisches Band oder einen metallischen Behälter nickelplattierten Stahl zu verwenden. Ferner ist auch bereits Stahl, Nickel oder vernickeltes Eisen für einen metallischen Behälter bevorzugt worden, wie sich aus der WO 98/53479 A1 ergibt. Aus der DE 92 10 171 U1 schließlich ist unter anderem eine Hülse aus Eisenblech als ferromagnetischer Bestandteil um einen Amalgamkörper bekannt.
Bei einem ferromagnetischen Trägermaterial für die eingangs genannte Vorrichtung erfolgt die Erwärmung durch einerseits Wirbelströme und andererseits Ummagnetisierungsprozesse. Überschreitet dabei die Temperatur die Curie-Temperatur des Trägermaterials, so nimmt die Permeabilität den Wert 1 an, d.h der Anteil der Erwärmung durch Ummagnetisierungsverluste entfällt und die Wirkung der Wirbelstromprozesse nimmt ab.
Bei den bisher verwendeten Trägermaterialien Eisen, Stahl und Nickel liegt die Curie-Temperatur zwischen 700°C und 770°C bzw. für Nickel bei 358°C.
Die durch induktive Erwärmung erreichbare Temperatur der eingangs genannten Vorrichtung wird im wesentlichen durch das Trägermaterial bestimmt. Liegt die Temperatur, die zur thermischen Aufschließung des Quecksilbers und zur Auslösung eines Getterprozesses erforderlich ist, oberhalb der Curie-Temperatur des verwendeten Trägermaterials, so muß nach Überschreiten derselben ein hoher Energieaufwand getrieben werden, um allein durch die Wirbelstromprozesse die nötige Temperatur zu erreichen. Zu dem sich ergebenden hohen elektrischen Energieaufwand für diese Prozesse kommt noch der Aufwand für die Kühlung des zur induktiven Erwärmung erforderlichen Systems hinzu, der mit der Stromstärke steigt. Gleichzeitig steigen auch die Beschaffungskosten dieses für die induktive Erwärmung benötigten Systems.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird deshalb darin gesehen, den Energieaufwand, der einerseits für die induktive Erwärmung der eingangs genannten Vorrichtung und andererseits für die Kühlung des für die induktive Erwärmung erforderlichen Systems benötigt wird, sowie auch die Anschaffungskosten für dieses System zu senken und somit den energetischen Wirkungsgrad des gesamten Verfahrens zu verbessern.
Diese Aufgabe wird nun erfindungsgemäß gelöst durch ein Trägermaterial für die eingangs genannte Vorrichtung, dessen Curie-Temperatur über derjenigen des reinen Eisens liegt.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägermaterials ist eine ferromagnetische Legierung aus Eisen, Kobalt und Vanadium, und zwar eine Legierung Fe_xCo_yV_z, bei welcher x und y jeweils zwischen 5 und 95 Gewichtsprozenten und z zwischen 0 und 10 Gewichtsprozenten des Gesamtgewichts betragen. Da mit zunehmendem Kobaltgehalt dieser Legierung die mechanischen Eigenschaften des Trägermaterials, wie Dehnung, Dehngrenze, Zugfestigkeit, Härte etc., bezogen auf die weitere Bearbeitbarkeit, schlechtere Werte annehmen, werden im Rahmen des angegebenen Bereichs kleinere Mengen an Vanadium beigemengt, um dem entgegenzuwirken.
Durch die Tatsache, daß die Curie-Temperatur einer solchen Legierung oberhalb derjenigen des reinen Eisens liegt, werden bei der induktiven Erwärmung der ein solches Trägermaterial verwendenden Vorrichtung bis zum Erreichen der erforderlichen Endtemperatur, also derjenigen Temperatur, bei welcher die Quecksilberverbindung thermisch aufgeschlossen wird und auch ein Getterprozeß gegebenenfalls durchgeführt werden kann, sowohl die Wirbelstrom- als auch Ummagnetisierungsprozesse ausgenutzt, solange diese Endtemperatur noch unter dieser erfindungsgemäß erhöhten Curie-Temperatur liegt.
Der sich aus der Erfindung ergebende Vorteil besteht somit darin, daß der für die induktive Erwärmung erforderliche elektrische Energieaufwand stark gesenkt wird. Daraus folgt wiederum, daß auch der Aufwand für die Kühlung des für die induktive Erwärmung nötigen Systems sich drastisch vermindert. Als weiterer Vorteil ergibt sich eine erhebliche Verringerung der Anschaffungskosten des für die induktive Erwärmung nötigen Systems, da dieses nun einmal für einen geringeren Energieaufwand ausgelegt werden kann.
Stimmen die minimal erforderliche Endtemperatur einerseits und die Curie-Temperatur andererseits im wesentlichen überein, dann ergibt sich ein weiterer Vorteil der Erfindung, sobald die Curie-Temperatur überschritten ist. Es fallen dann die Ummagnetisierungsverluste weg und es wirken nur noch verminderte Wirbelstromprozesse, womit der Gefahr eines Überhitzens der Vorrichtung entgegengewirkt werden kann, die zu einer Schwärzung der Lampenhülle und somit zu Ausschuß führen könnte.
Daraus folgt, daß die jeweilige spezielle Legierung des Trägermaterials nach der Erfindung derart eingestellt werden kann, daß deren Curie-Temperatur mit der erforderlichen minimalen Endtemperatur bei dem jeweiligen speziellen Herstellungsprozeß der Leuchtstofflampen übereinstimmt bzw. geringfügig über dieser Endtemperatur liegt.
Eine bevorzugt verwendete Legierung weist dabei Werte von x = 83 und y = 17 auf. Hierbei ist der Kobaltgehalt noch nicht so hoch, daß die mechanischen Eigenschaften bereits, wie weiter oben erwähnt, derart verschlechterte Werte besäßen, daß eine Beimengung von Vanadium erforderlich wäre. Aus diesem Grunde ist hier z = 0.
Vor dem Aufbringen des das Quecksilber enthaltenden Gemisches kann es zweckmäßig sein, das Trägermaterial einseitig oder beidseitig mit einer Nickelschicht zu überziehen.

Claims

Trägermaterial für eine Vorrichtung, die als Quecksilberquelle und/oder Gasabsorber (Getter) und/oder Elektrodenabschirmung in Leuchtstofflampen dient, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer ferromagnetischen Legierung mit einer Curie-Temperatur besteht, die höher liegt als die des reinen Eisens.
Trägermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung aus Fe_xCo_yV_z besteht, wobei x und y jeweils zwischen 5 und 95 Gewichtsprozenten und z zwischen 0 und 10 Gewichtsprozenten des Gesamtgewichts betragen.
Trägermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß x = 83, y = 17 und z = 0 sind.
Trägermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es einseitig mit einer Nickelschicht überzogen ist.
Trägermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es beidseitig mit einer Nickelschicht überzogen ist.